KR20220145524A - Battery cells pressing device and pressing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 셀 가압장치 및 가압방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전지 셀의 활성화공정에서 전지 셀을 가압하기 위한 전지 셀 가압장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell pressurizing apparatus and method, and more particularly, to a battery cell pressurizing apparatus and method for pressurizing a battery cell in a battery cell activation process.
보다 상세하게는, 활성화 공정시 전지 셀을 균일한 압력으로 가압하기 위한 전지 셀 가압장치 및 가압방법에 관한 것이다. More particularly, it relates to a battery cell pressurizing device and a pressurizing method for pressurizing the battery cells to a uniform pressure during an activation process.
모바일, 자동차 및 에너지 저장 장치 분야에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile, automobile, and energy storage devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing. It has also been commercialized and widely used.
특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장되고 있는 추세이다.In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V or higher, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as power sources for portable electronic devices, and are rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. is the trend
최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체를 파우치형 전지 케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로 그 사용량이 점차 증가하고 있다.Recently, a pouch-type battery having a structure in which a stack-type or stack/folding-type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case is gradually increasing in use due to low manufacturing cost, small weight, easy shape deformation, and the like.
이러한 파우치형 전지 셀은 전극 조립체가 내장된 파우치형 케이스에 전해액을 주액한 후 활성화공정을 거친다. 상기 활성화공정은 전지 셀에 전기적특성을 부여하고 전극 SEI층을 생성하기 위한 중요한 공정이다. 활성화공정에서는 전지 셀의 충방전에 의하여 셀 내에 가스가 발생하여 전지 셀이 부풀어오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생하고, 이러한 가스가 발생한 부분에서는 SEI층이 불균일하게 형성될 수 있다. 따라서, 활성화공정에서는 충방전에 따른 스웰링 현상 등으로 인해 부풀어오른 전지 셀을 가압함으로써, 전지 셀에 가스가 트랩되지 않도록 하고, SEI층을 균일하게 생성하고 전해액의 함침성을 향상시키기 위하여 전지 셀의 파우치 양측면을 눌러주는 가압작업이 행해진다. These pouch-type battery cells undergo an activation process after injecting an electrolyte into a pouch-type case in which an electrode assembly is embedded. The activation process is an important process for imparting electrical properties to the battery cell and generating the electrode SEI layer. In the activation process, gas is generated in the cell due to charging and discharging of the battery cell, causing a swelling phenomenon in which the battery cell swells. Therefore, in the activation process, by pressurizing the swollen battery cell due to swelling caused by charging and discharging, gas is not trapped in the battery cell, and the SEI layer is uniformly generated and the electrolyte impregnability is improved. A pressing operation is performed to press both sides of the pouch.
도 1은 종래의 파우치형 전지 셀(C)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파우치형 전지 셀(C)은 파우치형 전지 케이스에 전극 조립체(1)가 내장되며 상기 전극 조립체 양단으로부터 리드(2,3)가 도출된다. 전지 셀(C)에서 발생하는 가스를 활성화공정에서 상기 전극 조립체(1)로부터 디개싱(degassing)할 수 있도록 상기 파우치형 전지 케이스는 잉여부(4)를 포함하고 있다. 도 1에서 A는 전지 셀(C)의 두께방향, B는 전지 셀의 폭방향, C는 전지 셀의 길이방향을 나타낸다.1 is a schematic diagram of a conventional pouch-type battery cell (C). As shown in FIG. 1 , in the pouch-type battery cell (C), the
종래의 활성화공정에서의 전지 셀 가압장치는 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 두께방향으로 수평으로 나란하게 배치된 복수개의 파우치형 전지 셀 사이에 가압 플레이트를 배치하고 이 가압 플레이트를 구동부에 의하여 순차적으로 수평방향으로 가압하였다. 그러나, 이러한 종래의 전지 셀 가압장치는 가압부 일측에 배치된 가압 구동부가 가압 플레이트를 이동시켜 전지 셀을 순차 가압하기 때문에, 가압 구동부에 근접한 외곽의 전지 셀에 압력이 편중되는 현상이 불가피하게 발생한다.As disclosed in
이러한 압력 편중 현상을 완화하기 위하여, 도 2 및 도 3과 같이 전지 셀의 양측에 각각 가압 구동부(11,12)를 배치하고 이 좌우의 가압 구동부(11,12)로 가압 플레이트(13,14,15,16,17)를 가압하여 상기 가압 플레이트(13,14,15,16,17) 사이에 배치된 전지 셀(C)을 가압하는 방법이 제시되었다. 도 2는 전지 셀(C)의 가압이 개시되는 상태를 나타낸 종래의 전지 셀 가압장치(10)의 측면도이고, 도 3은 전지 셀(C)이 가압된 상태를 나타낸 종래의 전지 셀 가압장치(10)의 측면도이다.In order to alleviate this pressure bias phenomenon, as shown in Figs. 2 and 3, the
하지만, 이러한 전지 셀 가압장치(10) 역시, 전지 셀 양측에 배치된 가압 구동부(11,12)가 가압 플레이트(13,14,15,16,17) 를 이동시켜 전지 셀(C)을 순차 가압하는 방식이기 때문에, 도 2에 점선 타원으로 표시된 부분과 같이, 가압 구동부(11,12)에 근접한 외곽의 전지 셀(C)에 압력이 편중되는 현상이 발생할 수 밖에 없다. 이와 같이, 가압 구동부(11,12)에서 먼 쪽의 전지 셀과 외곽의 전지 셀(C)에 가해지는 압력에 편차가 발생하면 균일한 품질의 전지 셀을 생산하기 어렵다. However, in this battery
따라서, 활성화공정에서의 전지 셀의 충방전과정에서 복수개의 전지 셀을 균일한 압력으로 가압할 수 있는 전지 셀 가압기술의 개발이 요망된다 할 것이다.Accordingly, it is desired to develop a battery cell pressurization technology capable of pressurizing a plurality of battery cells with a uniform pressure during the charging and discharging process of the battery cells in the activation process.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 활성화공정시 전지 셀을 동시에 등가압할 수 있는 전지 셀 가압장치 및 가압방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery cell pressurizing device and a pressurizing method capable of simultaneously pressurizing the battery cells during an activation process.
또한, 본 발명은 하나의 가압 구동부로 복수개의 전지 셀을 균일하게 가압할 수 있는 전지 셀 가압장치 및 가압방법을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a battery cell pressurizing device and a pressurizing method capable of uniformly pressurizing a plurality of battery cells with one pressurizing driving unit.
상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 전지 셀 가압장치는, 복수개의 전지 셀 사이에서 쌍을 이루어 대향배치되는 수평 가압판; 상기 수평 가압판의 쌍의 수와 동일한 개수의 복수개의 수직 가압부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 어느 한 쪽에서 승강 가능하게 배치되는 제1 수직 가압부재; 상기 수직 가압부와 동일한 개수의 복수개의 피가압 지지부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 다른 한 쪽에 고정 배치되는 제2 수직 가압부재; 및 상기 수평 가압판의 쌍 사이에서 상기 제2 수직 가압부재의 각각의 피가압 지지부 상에 설치되고, 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강할 때 상기 수직 가압부에 의하여 가압되며, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 상기 수평 가압판의 쌍에 전달하는 것에 의해서 상기 수평 가압판이 인접하는 각각의 전지 셀을 수평방향으로 가압하도록 하는 가압방향 변환기구를 포함한다.In order to solve the above problems, the battery cell pressurizing device of the present invention includes: a horizontal pressure plate disposed to face each other in pairs between a plurality of battery cells; a first vertical pressing member having a plurality of vertical pressing portions equal to the number of pairs of the horizontal pressing plates, the first vertical pressing members being arranged to be lifted from either the upper or lower sides of the horizontal pressing plate; a second vertical pressing member having a plurality of supporting parts to be pressed in the same number as the vertical pressing part and being fixedly disposed on the other of the upper and lower portions of the horizontal pressing plate; and installed on each of the supporting parts to be pressed of the second vertical pressing member between the pair of the horizontal pressing plates, when the first vertical pressing member ascends or descends toward the second vertical pressing member, the vertical pressing part A pressing direction converting mechanism for converting the vertical pressing force of the vertical pressing part into a horizontal pressing force and transmitting the horizontal pressing plate to a pair of the horizontal pressing plates to press each adjacent battery cell in the horizontal direction. include
하나의 예로서, 상기 전지 셀 가압장치는 상기 전지 셀이 수용되고, 상기 수평 가압판이 수평방향으로 이동 가능하게 상기 수평 가압판을 지지하는 프레임을 구비할 수 있다.As an example, the battery cell pressurizing device may include a frame in which the battery cells are accommodated, and the horizontal pressure plate is movable in a horizontal direction to support the horizontal pressure plate.
구체적인 예로서, 상기 복수개의 전지 셀 중 수평방으로 최외측에 위치하는 전지 셀의 바깥쪽에 가압고정판이 상기 프레임에 고정 설치될 수 있다.As a specific example, a pressure fixing plate may be fixedly installed to the frame outside of the horizontally outermost battery cell among the plurality of battery cells.
본 발명의 하나의 예로서, 상기 제1 수직 가압부재는 하나의 구동부에 의하여 승강 구동되는 승강부재를 구비하고, 상기 복수개의 수직 가압부가 상기 승강부재에 결합될 수 있다.As an example of the present invention, the first vertical pressing member may include a lifting member driven by a single driving unit, and the plurality of vertical pressing units may be coupled to the lifting member.
구체적인 예로서, 상기 가압방향 변환기구는 4개의 로드로 이루어지는 마름모 형상의 사각 프레임부를 구비하고, 상기 사각 프레임부의 각 꼭지점에 힌지결합부를 구비하여, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력에 의하여 상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점이 접근하고 수평방향의 좌우 꼭지점이 서로 멀어지도록 상기 로드들이 변위하는 것에 의해서, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환할 수 있다.As a specific example, the pressing direction changing mechanism is provided with a rhombus-shaped rectangular frame part made of four rods, and a hinge coupling part is provided at each vertex of the rectangular frame part, and the rectangular frame part is formed by the vertical pressing force of the vertical pressing part. By displacing the rods so that the upper and lower vertices in the vertical direction approach and the left and right vertices in the horizontal direction move away from each other, the vertical pressing force of the vertical pressing unit may be converted into a horizontal pressing force.
하나의 예로서, 상기 사각 프레임부의 각 꼭지점 중 적어도 수직방향으로 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부는, 그 상하의 꼭지점에서 만나는 2개의 로드가 각각 힌지결합되어 형성될 수 있다.As an example, the hinged portion of the vertex positioned at least in the vertical direction among the vertices of the rectangular frame portion may be formed by hinged coupling of two rods meeting at the upper and lower vertices, respectively.
구체적인 예로서, 상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한쪽의 힌지결합부의 힌지축에 상기 수직 가압부에 의해서 가압되는 가압브라켓이 결합되고, 상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한쪽의 힌지결합부의 힌지축에 상기 피가압 지지부에 결합되는 피가압브라켓이 결합될 수 있다.As a specific example, the pressing bracket pressed by the vertical pressing part is coupled to the hinge axis of any one of the hinge coupling parts of the vertices located at the top and bottom, and the other of the hinge coupling parts of the vertices located at the top and bottom is coupled to the hinge axis of the hinge shaft. A bracket to be pressed coupled to the support to be pressed may be coupled to the hinge shaft of the hinge coupling part.
보다 구체적인 예로서, 상기 가압브라켓에 그 가압브라켓보다 큰 폭을 가지며 상기 수직 가압부와 접촉하여 가압되는 수직가압판이 결합되고, 상기 피가압브라켓에 그 피가압브라켓보다 큰 폭을 가지며 상기 피가압 지지부에 고정결합되는 베이스판이 결합될 수 있다.As a more specific example, a vertical pressure plate having a width greater than that of the pressure bracket and being pressed in contact with the vertical pressure unit is coupled to the pressure bracket, and has a greater width than the pressure target bracket to the pressure bracket and the pressure support part A base plate that is fixedly coupled to the may be coupled.
다른 예로서, 상기 사각 프레임부의 각 꼭지점 중 수평방향으로 좌우에 위치한 꼭지점의 힌지결합부는, 상기 좌우의 꼭지점을 향하는 2개의 로드와 각각 힌지결합하는 힌지브라켓에 의해서 형성될 수 있다.As another example, the hinged portion of each of the vertices of the rectangular frame portion located on the left and right in the horizontal direction may be formed by a hinge bracket that is respectively hinged with two rods facing the vertices of the left and right.
구체적인 예로서, 상기 힌지브라켓에 상기 한 쌍의 수평 가압판을 각각 가압하는 수평 가압부재가 결합될 수 있다.As a specific example, a horizontal pressure member for pressing each of the pair of horizontal pressure plates may be coupled to the hinge bracket.
하나의 예로서, 상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한 쪽에 결합되고 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부에 의하여 가압되는 제1 가압부재; 상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한 쪽에 결합되고 상기 제2 수직 가압부재의 피가압 지지부에 고정 결합되는 제2 가압부재; 및 상기 사각 프레임부의 수평방향의 좌우 꼭지점의 각 힌지결합부에 각각 결합되어 상기 제1 가압부재의 가압에 의하여 수평으로 이동하여 상기 수평 가압판을 가압하는 제3 가압부재 및 제4 가압부재를 포함할 수 있다.As an example, a first pressing member coupled to any one of the hinge coupling portions of the upper and lower vertices in the vertical direction of the rectangular frame portion and pressed by the vertical pressing portion of the first vertical pressing member; a second pressing member coupled to the other of the hinge coupling portions of the upper and lower vertices in the vertical direction of the rectangular frame portion and fixedly coupled to the supporting part to be pressed of the second vertical pressing member; and a third pressing member and a fourth pressing member respectively coupled to each hinge coupling portion of the left and right vertices of the horizontal direction of the rectangular frame portion and moving horizontally by the pressing of the first pressing member to press the horizontal pressing plate. can
바람직한 예로서, 상기 제3 가압부재 및 제4 가압부재는 상기 한 쌍의 수평 가압판과 각각 결합될 수 있다.As a preferred example, the third pressing member and the fourth pressing member may be respectively coupled to the pair of horizontal pressing plates.
구체적인 예로서, 상기 가압방향 변환기구는 양단이 상기 사각 프레임부의 상하 꼭지점의 힌지결합부와 각각 결합되는 가이드부재를 구비하고, 상기 가이드부재는, 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부의 가압에 따라 상기 상하 꼭지점의 힌지결합부 사이에서 수직방향으로 신축 가능하다.As a specific example, the pressing direction changing mechanism is provided with a guide member at both ends each coupled to the hinge coupling portion of the upper and lower vertices of the rectangular frame portion, the guide member, according to the pressure of the vertical pressing portion of the first vertical pressing member It can be stretched and contracted in the vertical direction between the hinged portions of the upper and lower vertices.
보다 구체적인 예로서, 상기 가이드부재는, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 어느 한쪽의 힌지결합부에 고정결합되는 가이드부시와, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 다른 한쪽의 힌지결합부에 고정결합되며 상기 가이드부시에 삽입되어 수직방향으로 이동 가능한 가이드축으로 이루어질 수 있다.As a more specific example, the guide member may include a guide bush fixedly coupled to one of the upper and lower vertex hinged parts and the other hinged part of the upper and lower vertex hinged parts. It may be formed of a guide shaft inserted into the bush and movable in the vertical direction.
상기 예에서, 상기 가이드부시의 가이드축이 삽입되는 삽입공 내 하부에 상기 가이드축에 의하여 가압되는 탄성부재가 삽입 설치되는 것이 바람직하다.In the above example, it is preferable that an elastic member pressed by the guide shaft is inserted into the lower portion of the insertion hole into which the guide shaft of the guide bush is inserted.
다른 예로서, 상기 가이드부시의 상기 가이드축이 삽입되는 입구부 외주에 제1 확경부가 형성되고, 상기 가이드축 상에 제2 확경부가 형성되며, 상기 가이드축의 외주에 상기 제1 확경부 및 제2 확경부 사이에 위치하는 탄성부재가 설치될 수 있다.As another example, a first expanded diameter part is formed on the outer periphery of the inlet part into which the guide shaft of the guide part is inserted, and a second expanded diameter part is formed on the guide shaft, and the first expanded diameter part and An elastic member positioned between the second enlarged diameter portions may be installed.
본 발명의 다른 예로서, 상기 수직 가압부가 상기 가압방향 변환기구와 접촉한 상태에서, 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강하여 상기 수직 가압부가 상기 가압방향 변환기구를 가압하도록 구성될 수 있다.As another example of the present invention, in a state in which the vertical pressing part is in contact with the pressing direction changing mechanism, the first vertical pressing member is raised or lowered toward the second vertical pressing member so that the vertical pressing part is the pressing direction changing mechanism It may be configured to pressurize.
본 발명의 일 측면으로서 전지 셀의 가압방법은, 복수개의 전지 셀을 그 두께방향으로 나란하게 배치하는 단계; 상기 전지 셀의 사이사이에 한 쌍의 수평 가압판을 대향배치하는 단계; 상기 한 쌍의 수평 가압판 사이에 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하는 가압방향 변환기구를 배치하는 단계; 상기 가압방향 변환기구를 수직방향으로 가압하는 단계; 및 상기 가압방향 변환기구에 의하여 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하고, 이 수평방향 가압력에 의하여 상기 한 쌍의 수평 가압판이 인접하는 전지 셀을 수평방향으로 각각 가압하는 단계를 포함한다.As an aspect of the present invention, a method for pressing a battery cell includes: arranging a plurality of battery cells side by side in a thickness direction; disposing a pair of horizontal platens facing each other between the battery cells; disposing a pressing direction converting mechanism for converting a vertical pressing force into a horizontal pressing force between the pair of horizontal pressing plates; pressing the pressing direction changing mechanism in a vertical direction; and converting a vertical pressing force into a horizontal pressing force by the pressing direction converting mechanism, and pressing each of the pair of horizontal pressing plates in a horizontal direction to adjacent battery cells by the horizontal pressing force.
본 발명에 의하면 복수개의 전지 셀을 동시에 균일한 압력으로 가압할 수 있으므로, 전지 셀 간의 가압 편차를 제거할 수 있다. 따라서, 전지 셀을 고르게 가압하여 전지 셀간 품질 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since it is possible to simultaneously pressurize a plurality of battery cells with a uniform pressure, it is possible to eliminate the pressure deviation between the battery cells. Therefore, it is possible to evenly pressurize the battery cells to improve the quality reliability between the battery cells.
또한, 하나의 가압 구동부로 복수개의 전지 셀을 균일하게 가압할 수 있으므로, 가압 구동부의 개수를 저감할 수 있고, 유지 보수가 용이한 장점이 있다.In addition, since a plurality of battery cells can be uniformly pressurized by one pressure driving unit, the number of pressure driving units can be reduced, and maintenance is easy.
도 1은 종래의 파우치형 전지 셀의 개략도이다.
도 2는 전지 셀의 가압이 개시되는 상태를 나타낸 종래의 전지 셀 가압장치의 측면도이다.
도 3은 전지 셀이 가압된 상태를 나타낸 종래의 전지 셀 가압장치의 측면도이다.
도 4는 전지 셀의 가압이 개시되기 전의 본 발명의 일 실시예의 전지 셀 가압장치를 나타낸 측면도이다.
도 5는 전지 셀이 가압된 상태를 나타낸 본 발명의 일 실시예의 전지 셀 가압장치의 측면도이다.
도 6은 전지 셀의 가압이 개시되기 전의 본 발명의 다른 실시예의 전지 셀 가압장치의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 전지 셀 가압장치의 구성요소인 일 실시예의 가압방향 변환기구의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 전지 셀 가압장치의 구성요소인 다른 실시예의 가압방향 변환기구의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 전지 셀 가압장치의 구성요소인 또 다른 실시예의 가압방향 변환기구의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예의 전지 셀 가압장치의 전지 셀 가압 전후의 상태를 나타낸 측면도이다.1 is a schematic diagram of a conventional pouch-type battery cell.
2 is a side view of a conventional battery cell pressurizing device showing a state in which pressurization of the battery cell is started.
3 is a side view of a conventional battery cell pressurizing device showing a pressurized state of the battery cell.
Figure 4 is a side view showing the battery cell pressurizing device of an embodiment of the present invention before the start of pressurization of the battery cell.
5 is a side view of the battery cell pressurizing device according to an embodiment of the present invention showing a state in which the battery cells are pressurized.
6 is a side view of the battery cell pressurizing device of another embodiment of the present invention before the pressurization of the battery cell is started.
7 is a schematic side cross-sectional view showing a state before and after pressing of the pressing direction changing mechanism of an embodiment, which is a component of the battery cell pressing device of the present invention.
8 is a schematic side cross-sectional view showing a state before and after pressing of the pressing direction changing mechanism of another embodiment, which is a component of the battery cell pressing device of the present invention.
9 is a schematic side cross-sectional view showing a state before and after pressing of the pressing direction changing mechanism of another embodiment, which is a component of the battery cell pressing device of the present invention.
10 is a side view showing a state before and after the battery cell pressurization of the battery cell pressurizing device according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다. Hereinafter, the detailed configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and various embodiments. The embodiments described below are illustratively shown to help the understanding of the present invention, and the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help the understanding of the present invention, and dimensions of some components may be exaggerated. .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명의 전지 셀 가압장치는, 복수개의 전지 셀 사이에서 쌍을 이루어 대향배치되는 수평 가압판; 상기 수평 가압판의 쌍의 수와 동일한 개수의 복수개의 수직 가압부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 어느 한 쪽에서 승강 가능하게 배치되는 제1 수직 가압부재; 상기 수직 가압부와 동일한 개수의 복수개의 피가압 지지부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 다른 한 쪽에 고정 배치되는 제2 수직 가압부재; 및 상기 수평 가압판의 쌍 사이에서 상기 제2 수직 가압부재의 각각의 피가압 지지부 상에 설치되고, 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강할 때 상기 수직 가압부에 의하여 가압되며, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 상기 수평 가압판의 쌍에 전달하는 것에 의해서 상기 수평 가압판이 인접하는 각각의 전지 셀을 수평방향으로 가압하도록 하는 가압방향 변환기구를 포함한다.The battery cell pressurizing device of the present invention comprises: a horizontal pressure plate which is disposed to face each other in pairs between a plurality of battery cells; a first vertical pressing member having a plurality of vertical pressing portions equal to the number of pairs of the horizontal pressing plates, the first vertical pressing members being arranged to be lifted from either the upper or lower sides of the horizontal pressing plate; a second vertical pressing member having a plurality of supporting parts to be pressed in the same number as the vertical pressing part and being fixedly disposed on the other of the upper and lower portions of the horizontal pressing plate; and installed on each of the supporting parts to be pressed of the second vertical pressing member between the pair of the horizontal pressing plates, when the first vertical pressing member ascends or descends toward the second vertical pressing member, the vertical pressing part A pressing direction converting mechanism for converting the vertical pressing force of the vertical pressing part into a horizontal pressing force and transmitting the horizontal pressing plate to a pair of the horizontal pressing plates to press each adjacent battery cell in the horizontal direction. include
본 발명의 전지 셀 가압장치는 종래와 동일하게 전지 셀을 수평방향으로 가압하는 수평 가압판을 구비한다. 하지만, 본 발명의 수평 가압판은 전지 셀 사이에서 쌍을 이루어 대향배치되는 점이 종래의 가압판과 상이하다. 상기 한 쌍의 수평 가압판은 후술하는 가압방향 변환기구에 의하여 좌우로 수평방향으로 가압되어 상기 수평 가압판에 인접한 전지 셀들을 각각 동시에 가압한다. The battery cell pressing device of the present invention is provided with a horizontal pressing plate for pressing the battery cells in the horizontal direction as in the prior art. However, the horizontal platen of the present invention is different from the conventional platen in that it is disposed oppositely in pairs between battery cells. The pair of horizontal pressure plates are pressed in the left and right horizontal directions by a pressing direction changing mechanism to be described later to simultaneously press the battery cells adjacent to the horizontal pressure plate, respectively.
본 발명에서는, 전지 셀을 가압하는 수평방향의 가압력이 수직방향의 가압력으로부터 발생한다는 점이 특징이다. 상기 수직방향의 가압력은 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 어느 한 쪽에서 승강 가능하게 배치되는 제1 수직 가압부재에 의하여 인가된다. 상기 제1 수직 가압부재는 예컨대 서보 모터와 같은 가압 구동부 등에 연결되어 상기 구동부에 의하여 승강 가능하게 상기 수평가압판에 대하여 수직으로 배치된다. 상기 제1 수직 가압부재는 수직방향 가압력을 인가할 수 있도록 수평 가압판의 상부나 하부에 배치될 수 있다. 상기 제1 수직 가압부재가 수평 가압판의 상부에 배치되는 경우 제1 수직 가압부재가 하강하면서 수직방향으로 가압할 수 있다. 상기 제1 수직 가압부재가 수평 가압판의 하부에 배치되는 경우 상기 제1 수직 가압부재는 상승하면서 수직방향의 가압력을 인가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수직 가압부재는, 수평 가압판의 쌍의 수와 동일한 개수의 복수개의 수직 가압부들을 구비한다. 따라서, 상기 제1 수직 가압부재의 상승 또는 하강에 의하여 상기 복수개의 수직 가압부들이 상기 수평 가압판에 대하여 각각 가압력을 전달할 수 있다.The present invention is characterized in that the horizontal pressing force for pressing the battery cell is generated from the vertical pressing force. The pressing force in the vertical direction is applied by a first vertical pressing member that is arranged so as to be lifted from one of the upper and lower sides of the horizontal pressing plate. The first vertical pressing member is connected to a pressing driving unit such as a servo motor and is vertically disposed with respect to the horizontal pressing plate so as to be lifted by the driving unit. The first vertical pressing member may be disposed above or below the horizontal pressing plate to apply a vertical pressing force. When the first vertical pressing member is disposed on the horizontal pressing plate, the first vertical pressing member may be pressed in the vertical direction while descending. When the first vertical pressing member is disposed under the horizontal pressing plate, the first vertical pressing member may apply a vertical pressing force while ascending. Specifically, the first vertical pressing member includes a plurality of vertical pressing parts in the same number as the number of pairs of horizontal pressing plates. Accordingly, the plurality of vertical pressing parts may respectively transmit pressing force to the horizontal pressing plate by the rising or falling of the first vertical pressing member.
또한, 본 발명의 전지 셀 가압장치는, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 다른 한 쪽에 제2 수직 가압부재가 고정 배치된다. 상기 제2 수직 가압부재는 제1 수직 가압부재와 같이 승강 가동되는 것이 아니라 예컨대 바닥 플로우에 고정 배치된다. 즉, 제2 수직 가압부재는 엄밀하게는 제1 수직 가압부재와 같은 능동적인 가압부재는 아니지만, 상기 제1 수직 가압부재, 구체적으로는 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부가 수직 가압할 때 그 가압력을 받아 상기 제1,2 수직 가압부재의 가압 대상물(후술하는 가압방향 변환기구)을 상대 가압할 수 있다는 의미에서 제2 수직 '가압부재'라고 칭하기로 한다. 상기 제2 수직 가압부재는 상기 수직 가압부와 동일한 개수의 복수개의 피가압 지지부들을 구비하고 있다. '피가압 지지부'라는 용어는 상기 수직 가압부에 의하여 가압되되, 상기 수직 가압부 혹은 상기 피가압 지지부 상에 설치되는 가압 대상물인 가압방향 변환기구를 지지하는 부분이라는 의미를 내포하고 있다. 상기 제2 수직 가압부재가 예컨대 바닥에 의하여 안정적으로 고정 지지(배치)되므로, 상기 제1 수직 가압부재는 승하강시에 그 수직방향 가압력을 상기 피가압 지지부 상에 설치되는 가압방향 변환기구에 안정적으로 전달할 수 있다. 상기 제2 수직 가압부재는 상기 제1 수직 가압부재의 반대편에서 상기 제1 수직 가압부재가 배치된 수평 가압판의 상부 및 하부 중 어느 한 쪽이 아닌 다른 한쪽에 배치된다. 즉, 상기 제1 수직 가압부재가 수평 가압판의 상부에 배치되는 실시예의 경우 제2 수직 가압부재는 수평 가압판의 하부에 배치된다. 상기 제1 수직 가압부재가 수평 가압판의 하부에 배치되는 실시예의 경우 상기 제2 수직 가압부재는 수평 가압판의 상부측, 예컨대 활성화공정실의 천정측에 고정 배치될 수 있다.In addition, in the battery cell pressing device of the present invention, a second vertical pressing member is fixedly disposed on the other side of the upper and lower portions of the horizontal pressure plate. The second vertical pressing member is not moved up and down like the first vertical pressing member, but is fixedly disposed on the floor flow, for example. That is, the second vertical pressing member is not strictly an active pressing member like the first vertical pressing member, but when the first vertical pressing member, specifically, the vertical pressing part of the first vertical pressing member is vertically pressed, The second vertical 'pressing member' will be referred to in the sense that it is possible to relatively press an object (a pressing direction changing mechanism to be described later) of the first and second vertical pressing members by receiving a pressing force. The second vertical pressing member is provided with a plurality of supporting parts to be pressed in the same number as the vertical pressing part. The term 'pressurized support part' has the meaning of a part that supports the pressing direction changing mechanism, which is a pressurized object installed on the vertical pressing part or the pressurized support part, which is pressed by the vertical pressing part. Since the second vertical pressing member is stably supported (arranged) by, for example, the floor, the first vertical pressing member stably applies its vertical pressing force to the pressing direction converting mechanism installed on the pressing support part during elevating and lowering. can transmit The second vertical pressing member is disposed on the other side of the first vertical pressing member other than one of the upper and lower sides of the horizontal pressure plate on which the first vertical pressing member is disposed. That is, in the case of the embodiment in which the first vertical pressing member is disposed above the horizontal pressing plate, the second vertical pressing member is disposed below the horizontal pressing plate. In an embodiment in which the first vertical pressing member is disposed under the horizontal pressing plate, the second vertical pressing member may be fixedly disposed on the upper side of the horizontal pressing plate, for example, on the ceiling side of the activation process chamber.
본 발명의 특징적인 점은, 상기 수평 가압판의 쌍 사이에서 상기 제2 수직 가압부재의 각각의 피가압 지지부 상에 가압방향 변환기구가 설치된다는 점이다. 상기 가압방향 변환기구는 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강할 때 상기 수직 가압부에 의하여 가압되며, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 상기 수평 가압판의 쌍에 전달하도록 되어 있다. 이에 의해서 상기 수평 가압판을 수평방향으로 가압하여 그 수평 가압판에 인접하는 각각의 전지 셀을 수평방향으로 동시에 가압한다. 상기 가압방향 변환기구는 제1 수직 가압부재로부터의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 한 쌍의 수평 가압판으로 전달할 수 있는 구성이라면, 어떤 구성이라도 채용 가능하다. 다만, 상기 가압방향 변환기구는 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부에 의하여 가압되므로 상대되는 피가압부(피가압면)를 구비하고, 상기 제2 수직 가압부재의 피가압 지지부 상에 설치되므로, 이에 대응되는 적절한 결합부를 수직방향의 상부 및 하부에 각각 구비하고 있을 필요가 있다. 또한, 수직방향의 가압력을 수평방향의 가압력으로 변환하기 위하여, 수직방향 변위부와 이에 의하여 연동되는 수평방향 변위부를 가지는 구성이 바람직하다. 또한, 수직 및 수평방향의 변위를 위하여 변위부가 교차하는 지점에 적절한 힌지결합부를 가지는 것이 상정된다. 상기 가압방향 변환기구의 구체적인 예에 대해서는 후술하기로 한다.A characteristic feature of the present invention is that a pressing direction changing mechanism is installed on each of the supporting parts to be pressed of the second vertical pressing member between the pair of the horizontal pressing plates. The pressing direction converting mechanism is pressed by the vertical pressing unit when the first vertical pressing member ascends or descends toward the second vertical pressing member, and converts the vertical pressing force of the vertical pressing unit into a horizontal pressing force. It is adapted to transmit on a pair of horizontal platens. As a result, the horizontal pressure plate is pressed in the horizontal direction to simultaneously press the respective battery cells adjacent to the horizontal pressure plate in the horizontal direction. The pressing direction converting mechanism may be any configuration as long as it is capable of converting the vertical pressing force from the first vertical pressing member into a horizontal pressing force and transmitting it to a pair of horizontal pressing plates. However, since the pressing direction changing mechanism is pressed by the vertical pressing part of the first vertical pressing member, it has a corresponding part to be pressed (pressurized surface), and is installed on the pressurized supporting part of the second vertical pressing member. , it is necessary to have an appropriate coupling portion corresponding thereto, respectively, at the upper and lower portions in the vertical direction. In addition, in order to convert the pressing force in the vertical direction into the pressing force in the horizontal direction, a configuration having a vertical displacement portion and a horizontal displacement portion interlocked thereby is preferable. It is also assumed to have a suitable hinged portion at a point where the displacement portions intersect for vertical and horizontal displacements. A specific example of the pressing direction changing mechanism will be described later.
이하에서는, 구체적인 실시형태 및 도면에 의하여 본 발명의 전지 셀 가압장치를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the battery cell pressurizing device of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments and drawings.
(제1 실시형태)(First embodiment)
도 4는 전지 셀의 가압이 개시되기 전의 본 발명의 일 실시예의 전지 셀 가압장치(100)를 나타낸 측면도이고, 도 5는 전지 셀이 가압된 상태를 나타낸 본 발명의 일 실시예의 전지 셀 가압장치(100)의 측면도이다.4 is a side view showing the battery
도시된 바와 같이, 파우치형 전지 셀(C)은 그 전지 셀의 두께 방향으로 나란하게 상기 전지 셀 가압장치(100) 내에 복수개 배치된다. 상기 전지 셀의 사이사이에는 수평 가압판(110)이 쌍을 이루어 대향 배치되어 있다. As shown, a plurality of pouch-type battery cells (C) are arranged in the battery
상기 수평 가압판(110)의 상부에는 제1 수직 가압부재(120)가 설치된다. 상기 제1 수직 가압부재(120)는 상기 수평 가압판(110)의 쌍의 수와 동일한 개수의 수직 가압부(121)를 복수개 구비하고 있다. 본 실시형태에서는 상기 수직 가압부(121)는 하부를 향하여 돌출 형성된 로드형상으로 이루어져 있다. 상기 복수개의 수직 가압부(121)는 하나의 승강부재(122)에 결합되어 있으므로, 이 하나의 승강부재만을 승강시키면 복수개의 수직 가압부(121)를 모두 승강 이동시킬 수 있다. 또한, 하나의 승강부재(122)만을 승강시키면 족하므로, 승강부재 구동부(M)도 하나만 있으면 족하다. 도 4에서, 상기 승강부재(122)는 예컨대 서보모터와 같은 구동부에 의하여 상하이동되는 승강축(S)과 연결되어 있다. 상기 승강축(S)은 구동부(M)의 회전력을 전달받아 직선이동하는 볼 스크류일 수 있다. 혹은 상기 승강축(S)은 공압 또는 유압에 의하여 승강 가능한 피스톤-실린더 기구일 수 있다. 즉, 상기 승강축 및 구동부는 상기 제1 수직 가압부재(120) 내지 승강부재(122)를 상하로 승강이동시킬 수 있는 구성이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도시된 바와 같이, 상기 제1 수직 가압부재의 승강부재(122)는 양측의 가이드부재(160)에 의하여 승강 이동시 안정적으로 가이드될 수 있다. 상기 가이드부재(160)는 예컨대 LM가이드와 같은 공지의 가이드기구를 채용할 수 있다.A first vertical pressing
상기 수평 가압판(110)의 하부에는 상기 제1 수직 가압부재(120)와 대향배치되는 제2 수직 가압부재(130)가 고정 설치된다. 상기 제2 수직 가압부재(130)는, 상기 제1 수직 가압부재(110)로부터 가압력 및 가압방향 변환기구(140)를 안정적으로 받아 지지하기 위하여 바닥에 고정 설치되는 베이스부(132)를 구비할 수 있다. 또한, 가압방향 변환기구(140)가 설치되는 피가압 지지부(131)가 상기 베이스부(132)에 설치된다. 상기 피가압 지지부(131)는 상기 제1 수직 가압부재(120)의 수직 가압부(121)와 대향 배치되고, 피가압 지지부와 수직 가압부의 사이에 후술하는 가압방향 변환기구(140)가 설치된다. 상기 피가압 지지부(131)는 상부를 향하여 돌출형성된 로드 형상으로 이루어져 있고, 가압방향 변환기구를 안정적으로 고정 설치하기 위하여 그 전단부에 확장부를 각각 구비하고 있다.A second vertical pressing
상기 피가압 지지부(131) 상에는 제1 수직 가압부재(120)로부터 전달되는 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 상기 한 쌍의 각 수평 가압판(110)에 전달하는 가압방향 변환기구(140)가 설치된다. A pressing
본 실시형태의 가압방향 변환기구(140)는 4개의 로드로 이루어지는 마름모 형상의 사각 프레임부(F)를 구비하고 있다(도 7 참조). 상기 사각 프레임부(F)의 각 꼭지점에는 힌지결합부를 구비하고 있어, 상기 4개의 로드가 상기 힌지결합부의 힌지축을 중심으로 회동할 수 있게 되어 있다. 이에 의하여, 상기 제1 수직 가압부재(120)가 하강하여 수직 가압부(121)가 상기 가압방향 변환기구(140)를 수직방향으로 가압할 때, 상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점(의 힌지결합부)이 서로 접근하도록 상기 로드가 회동 변위한다. 상기 사각 프레임부의 수평방향의 좌우 꼭지점도 힌지 결합되어 있으므로, 상기 상하 꼭지점의 힌지결합부가 서로 접근할 때, 상기 수평방향의 좌우 꼭지점(의 힌지결합부)는 서로 멀어지도록(벌어지도록) 상기 로드가 회동변위한다. 상기 수평방향의 힌지결합부가 서로 멀어진다는 것은, 수직방향의 가압력이 수평방향의 가압력으로 변환되었다는 것을 의미하며, 이 수평방향 가압력에 의하여 상기 한 쌍의 수평 가압판(110)이 좌우로 가압되어 상기 수평 가압판(110)이 인접하는 전지 셀을 좌우로 가압하게 된다.The pressing
상기 가압방향 변환기구(140)의 구체적인 작동에 대해서는 다음에 상술하기로 한다.The specific operation of the pressing
본 실시형태에서는 상기 수평 가압판(110)을 수평방향으로 이동 가능하게 지지하는 프레임(150)을 구비한다. 상기 프레임은 사각틀 형태, 혹은 수평 가압판의 양측을 지지하는 2개의 바 형태일 수 있다. 본 실시형태에서 상기 프레임(150)은, 수평 가압판(110)의 양측 상부를 지지하는 상부 프레임(151)과 수평 가압판의 양측 하부를 지지하는 하부 프레임(152)을 구비하고 있다. 상기 프레임의 강성을 강화하고 수평 가압판을 보다 안정적으로 지지하기 위하여 상기 상부 프레임(151)과 하부 프레임(152)을 연결하는 연결프레임(도시하지 않음)이 상기 프레임에 설치될 수 있다. 상기 프레임(150)은 상기 수평 가압판(110)을 수평방향으로 이동 가능하게 지지하기 위하여 가이드레일(도시하지 않음)을 내장할 수 있다. 도 4 및 도 5에서 상기 수평 가압판(110)의 양측 상부 및 하부는 상기 가이드레일을 따라 상기 프레임(150) 상에서 이동될 수 있다.In this embodiment, the
한편, 상기 프레임(150)에는 상기 전지 셀이 수용된다. 즉, 상기 프레임은 수평 가압판(110) 및 전지 셀(C)을 수용하는 하우징의 기능도 수행한다. Meanwhile, the battery cells are accommodated in the
상기 수평 가압판(110)의 쌍 사이에 배치되는 전지 셀(C)들은 상기 수평 가압판(110)에 의하여 좌우로 수평방향으로 가압될 수 있다. 그러나, 수평방향 최외측에 배치된 전지 셀(C)의 일측면은 수평 가압판(110)에 의하여 가압되지 못한다. 따라서, 상기 최외측에 위치하는 전지 셀(C)의 일측면을 각각 가압하기 위하여 상기 최외측 전지 셀의 일측면 측의 프레임(150)에 가압고정판(153)이 설치된다. 상기 가압고정판(153)은 상기 최외측 전지 셀의 타측면이 상기 수평 가압판(110)에 의하여 가압될 때, 최외측 전지 셀의 반대쪽 측면을 상대 가압하는 기능을 수행한다. 상기 가압고정판(153)은 상기 수평 가압판(110)과 달리 상기 프레임(150) 내에 고정 설치된다.The battery cells C disposed between the pair of the
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 전지 셀 가압장치(100)의 동작 내지 상기 전지 셀 가압장치에 의한 전지 셀 가압방법을 설명한다.An operation of the battery
먼저 전지 셀 가압을 위하여 복수개의 전지 셀을 그 두께방향으로 나란하게 배치한다. 상기 전지 셀은 활성화를 위하여 도시하지 않은 충방전기에 연결되어 충방전될 수 있다. 이 경우 상기 전지 셀들은 도 4와 같이 전지 셀 가압장치(100)에 구비된 프레임(150) 내에 수용될 수 있다. First, in order to pressurize the battery cells, a plurality of battery cells are arranged side by side in the thickness direction. The battery cell may be charged and discharged by being connected to a charger (not shown) for activation. In this case, the battery cells may be accommodated in the
다음으로 상기 전지 셀의 사이사이에 한 쌍의 수평 가압판(110)을 대향배치한다. 상기 수평 가압판(110)이 상기 프레임(150) 내에서 수평방향으로 이동 가능하게 지지되는 경우에 상기 수평 가압판(110)의 쌍 사이의 프레임 부분에 복수개의 전지 셀을 배치하는 형태가 된다.Next, a pair of
그 다음 상기 한 쌍의 수평 가압판(110) 사이에 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하는 가압방향 변환기구(140)를 배치한다. Next, a pressing
다음, 상기 가압방향 변환기구(140)를 수직방향으로 가압한다. 이 경우 상기 가압방향 변환기구(140)는 상술한 제1 수직 가압부재(120)에 의하여 수직방향으로 가압될 수 있다. 도 4에는 제1 수직 가압부재(120)가 하강하기 전에 가압방향 변환기구(100)가 복수개의 전지 셀 사이에 배치된 한 쌍의 수평 가압판(110) 사이에 배치된 모습을 나타내고 있다.Next, the pressing
마지막으로, 상기 가압방향 변환기구(140)에 의하여 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하고, 이 수평방향 가압력에 의하여 상기 한 쌍의 수평 가압판(110)이 인접하는 전지 셀을 수평방향으로 각각 가압한다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시형태에서는, 상기 제1 수직 가압부재(120)와 대향하는 제2 수직 가압부재(130)가 가압방향 변환기구(140) 하부에 배치되고 상기 제2 수직 가압부재(130)에 가압방향 변환기구(140)가 설치된다. 상기 가압방향 변환기구는 제1 수직 가압부재로부터의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 수평 가압판의 쌍을 좌우로 동시에 가압한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 각 가압방향 변환기구(140)의 수직방향 가압에 의하여 상기 수평 가압판(110)의 쌍이 그에 인접한 전지 셀들을 동시에 수평방향으로 가압한다(도 5 참조). 이에 의하여, 본 발명의 전지 셀 가압장치(100) 또는 전지 셀 가압방법에 의하면, 전지 셀이 상기 가압방향 변환기구(140) 및 수평 가압판(110)에 의하여 동시에 균일 가압되므로, 전지 셀에 압력 편차가 발생하는 일이 없이 전지 셀들을 등가압할 수 있다. 따라서, 셀 간 압력편차를 제거하여 균일한 품질의 전지 셀 생산이 가능하다.Finally, the vertical pressing force is converted into a horizontal pressing force by the pressing
또한, 제1 실시형태의 전지 셀 가압장치(100)에 의하면, 하나의 구동부(M)로 하나의 승강부재(122)를 하강 가압하는 것만으로, 복수개의 수직가압부-가압방향 변환기구-수평 가압판의 쌍을 동시에 가압하여 각 전지 셀들을 동시에 가압할 수 있다. 따라서, 전지 셀 가압시의 가압 구동부(M)도 하나로 족하므로, 제조비용을 저감하고 유지 및 보수가 간편한 효과가 있다.In addition, according to the battery
(제2 실시형태)(Second embodiment)
도 6은 전지 셀의 가압이 개시되기 전의 본 발명의 다른 실시예의 전지 셀 가압장치의 측면도이다.6 is a side view of the battery cell pressurizing device of another embodiment of the present invention before the pressurization of the battery cell is started.
제1 실시형태는 제1 수직 가압부재(120) 및 제2 수직 가압부재(130)가 수평 가압판(110)의 상부 및 하부에 각각 배치된 형태인 반면, 본 실시형태는 제1 수직 가압부재(120) 및 제2 수직 가압부재(130)가 수평 가압판(110)의 하부 및 상부에 각각 배치된 형태이다. 제2 실시형태에서는, 하부에 배치된 제1 수직 가압부재(120)가 제2 수직 가압부재(130)를 향하여 상승하는 것에 의하여 상기 가압방향 변환기구(140) 및 수평 가압판(110)들을 가압한다. 이 경우 상기 제2 수직 가압부재(130)는 수평 가압판(110)의 상부, 예컨대 활성화공정실의 천정 등에 고정설치될 수 있다. 또한, 상기 가압방향 변환기구(140)는 상기 제2 수직 가압부재(130)의 피가압 지지부(131) 하단부에 고정설치된다.While the first embodiment is a form in which the first vertical pressing
제1,2 가압 수직부재의 설치위치가 반대이고, 상기 제1 가압 수직부재의 가압방향이 상향이라는 점 외에는 본 실시형태의 작용 메커니즘은 제1 실시형태와 동일하다. 즉, 제1 수직 가압부재(120)가 가동부재이고, 제2 수직 가압부재(130)는 고정부재라는 점, 제1 수직 가압부재(120)가 복수개의 수직 가압부(121)를 구비하고, 제2 수직 가압부재(130)가 복수개의 피가압 지지부(131)를 구비하며, 상기 수직 가압부 및 피가압 지지부 사이에 가압방향 변환기구(140)가 설치되는 점은 제1 실시형태와 동일하다.The action mechanism of this embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the installation positions of the first and second pressing vertical members are opposite, and the pressing direction of the first pressing vertical member is upward. That is, the first vertical pressing
다만, 제2 실시형태는 제1 수직 가압부재(120)가 중력을 거슬러 상향 이동하는 반면, 제1 실시형태는 제1 수직 가압부재(120)가 중력방향으로 하향 이동한다는 점에서, 제1 수직 가압부재(120)의 구동을 위한 구동력의 측면에서 제1 실시형태가 다소 유리하다. 반면, 가압 후에 제1 수직 가압부재(120)가 원래의 위치로 복귀 이동할 경우에는 중력과 관련한 힘의 득실 측면에서 제2 실시형태가 유리한 면이 있다.However, in the second embodiment, the first vertical pressing
(제3 실시형태)(Third embodiment)
도 7은 본 발명의 전지 셀 가압장치(100)의 구성요소인 가압방향 변환기구(140)의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.7 is a schematic side cross-sectional view showing a state before and after pressing of the pressing
본 실시형태는 전지 셀 가압장치(100)의 구성요소인 가압방향 변환기구(140)의 구체적인 구성을 포함하고 있다. 본 실시형태의 가압방향 변환기구(140)는 4개의 로드(F1~F4)로 이루어지는 마름모 형상의 사각프레임부(F)를 구비한다. 상기 사각 프레임부(F)는 각 꼭지점의 위치에 힌지결합부를 구비하여 상기 꼭지점을 이루는 2개의 로드가 상기 힌지결합부의 힌지축을 중심으로 회동 가능하도록 되어 있다. The present embodiment includes a specific configuration of the pressing
이 경우, 상기 사각 프레임부(F)의 각 꼭지점 중 적어도 수직방향으로 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부는, 그 상하의 꼭지점에서 만나는 2개의 로드(F1,F2:F3,F4)가 각각 힌지결합되어 형성될 수 있다. 즉, 본 실시형태에서 사각 프레임부(F)의 상부 꼭지점을 이루는 2개의 로드(F1,F2)가 서로 힌지결합되어 그 힌지축(h1)을 중심으로 회동가능하며, 사각 프레임부(F)의 하부 꼭지점을 이루는 2개의 로드(F3,F4)가 서로 힌지결합되어 그 힌지축(h2)을 중심으로 회동가능하게 되어 있다. 물론, 필요에 따라서, 사각 프레임부(F)의 수평방향의 좌우 꼭지점의 힌지결합부도 그 꼭지점을 이루는 2개의 로드(F1,F3와 F2,F4)가 각각 힌지결합되어 형성 가능하다(도시하지 않음). In this case, at least among the vertices of the rectangular frame portion (F), the hinged portions of the vertices located up and down in the vertical direction are formed by hinged coupling of two rods (F1, F2: F3, F4) that meet at the upper and lower vertices, respectively. can be That is, in the present embodiment, the two rods F1 and F2 constituting the upper vertex of the rectangular frame portion F are hinged to each other so as to be rotatable about the hinge axis h1 thereof, and the The two rods F3 and F4 constituting the lower vertex are hinged to each other so as to be rotatable about the hinge axis h2. Of course, if necessary, the hinged portion of the left and right vertices in the horizontal direction of the rectangular frame portion F may also be formed by hingedly coupling the two rods F1, F3 and F2, F4 forming the vertex, respectively (not shown). ).
또한, 상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한쪽(도 7의 실시형태에서는 상부 꼭지점의 쪽)의 힌지결합부의 힌지축(h1)에는 상기 수직가압부(121)에 의해서 가압되는 가압브라켓(141a)이 결합된다. 그리고, 상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한쪽(도 7의 실시형태에서는 하부 꼭지점의 쪽)의 힌지결합부의 힌지축(h2)에 상기 피가압 지지부(131)에 결합되는 피가압브라켓(142a)이 결합된다. In addition, to the hinge axis (h1) of the hinge coupling part of either one (the side of the upper vertex in the embodiment of FIG. 7) of the hinge coupling parts of the vertices located in the upper and lower sides, the pressure bracket that is pressed by the vertical pressing part 121 ( 141a) is combined. And, a bracket to be pressed that is coupled to the
상기 가압브라켓(141a)에는 상기 수직가압부와 접촉하여 안정적으로 가압될 수 있도록 그 가압브라켓(141a)보다 큰 폭을 가지는 수직가압판(141b)이 결합된다. 또한, 상기 피가압브라켓(142a)에도 상기 피가압 지지부에 안정적으로 고정결합될 수 있도록 상기 피가압브라켓(142a)보다 큰 폭을 가지며 상기 피가압 지지부에 고정결합되는 베이스판(142b)이 결합된다.A
본 실시형태에서는, 상기 사각 프레임부(F)에 의한 수평방향 가압을 보다 안정적으로 행할 수 있도록, 상기 사각 프레임부(F)의 각 꼭지점 중 수평방향으로 좌우에 위치한 꼭지점의 힌지결합부의 형태를 상기 상하 꼭지점의 힌지결합부와는 다르게 구성하고 있다. 즉, 상기 우측의 힌지결합부는 우측 꼭지점을 향하는 2개의 로드(F1,F3)와 각각 힌지결합하는, 즉 2개의 힌지축(h3,h3')을 가지는 힌지브라켓(143a)으로 형성된다. 상기 좌측의 힌지결합부는 좌측 꼭지점을 향하는 2개의 로드(F2,F4)와 각각 힌지결합하는, 즉 2개의 힌지축(h4,h4')을 가지는 힌지브라켓(144a)으로 형성된다. In this embodiment, the shape of the hinged portion of the vertex located on the left and right in the horizontal direction among the vertices of the rectangular frame portion F is described above so that horizontal pressure by the square frame portion F can be performed more stably. It is configured differently from the hinge coupling part of the upper and lower vertices. That is, the right hinged portion is formed of a
또한, 상기 좌우의 힌지브라켓(143a;144a)에 수평 가압부재(143b;144b)를 각각 결합하고, 상기 수평 가압부재로 인접한 한 쌍의 좌우의 수평 가압판(110)을 가압한다. 본 실시형태의 좌우 수평 가압부재(143b,144b)의 형태는 약간 상이하다. 우측의 수평 가압부재(143b)는 힌지브라켓(143a)과 동일한 폭으로 형성된다. 반면, 좌측의 수평 가압부재(144b)는 힌지브라켓(144a) 및 좌측 로드(F2,F4)와 힌지축(h4,h4')에 각각 힌지결합되는 양 갈래로 나뉘어진 형태로 되어 있다. 이에 따라 상기 힌지브라켓 및 수평 가압부재가 수평이동할 때, 상기 좌측의 수평 가압부재의 나뉘어진 양 갈래부(144b)는 상기 로드의 각각의 힌지축(h4,h4')을 중심으로 각각 회동할 수 있도록 되어 있다. 이에 의해서 상기 가압방향 변환기구(140)의 가압 변위를 부드럽게 흡수할 수 있다.In addition, the horizontal pressing
통일성을 기하기 위하여, 도 7에 도시된 사각 프레임부(F)의 각 꼭지점에 결합된 결합부재들을 제1 내지 제4 가압부재(141~144)라 칭할 수 있다. 즉, 상기 사각 프레임부(F)의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한 쪽에 결합되고 상기 제1 수직 가압부재(120)의 수직 가압부(121)에 의하여 가압되는 부재를 제1 가압부재(141)라 할 수 있다. 도 7의 실시형태에서는 가압브라켓(141a)과 상기 가압브라켓에 결합된 수직가압판(141b)이 제1 가압부재(141)를 구성한다. 또한, 상기 사각 프레임부(F)의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한 쪽에 결합되고 상기 제2 수직 가압부재의 피가압 지지부에 고정 결합되는 부재를 제2 가압부재(142)라 할 수 있다. 도 7의 실시형태에서는 피가압브라켓(142a)과 상기 피가압브라켓에 결합되는 베이스판(142b)이 제2 가압부재(142)를 구성한다. 또한, 상기 사각 프레임부(F)의 수평방향의 좌우 꼭지점의 각 힌지결합부에 각각 결합되어 상기 제1 가압부재의 가압에 의하여 수평으로 이동하여 상기 수평 가압판을 가압하는 부재를 제3 가압부재(143) 및 제4 가압부재(144)라 할 수 있다. 도 7의 실시형태에서는 상기 사각 프레임부(F)의 우측 꼭지점의 힌지브라켓(143a)과 수평 가압부재(143b)가 제3 가압부재(143)를, 사각 프레임부(F)의 좌측 꼭지점의 힌지브라켓(144a)과 수평 가압부재(144b)가 제4 가압부재(144)를 구성한다.For unity, the coupling members coupled to each vertex of the rectangular frame portion F shown in FIG. 7 may be referred to as first to fourth
상기 제3 및 제4 가압부재(143,144)는 상기 한 쌍의 수평가압판(110)과 결합하는 것이 바람직하다. 즉, 도 7에 도시된 제3,4 가압부재의 수평 가압부재(143b,144b)가 도 4~도 6에 개시된 실시형태에 나타난 바와 같이, 대향하는 수평 가압판(110)과 결합된다. 상기 수평 가압부재(143b,144b)가 대향하는 수평 가압판(110)과 결합되면, 도 4~도 6의 프레임(150)이 없어도 상기 수평 가압판(110)을 수평방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다. 다만, 프레임이 구비되는 경우에는, 상기 수평 가압부재(143b,144b)와 수평 가압판의 결합 및 상기 프레임(150)에 의하여 상기 수평 가압판을 수평방향으로 보다 안정적으로 이동시킬 수 있다.The third and fourth
한편, 도 8과 같이 상기 수평 가압부재(143b,144b)를 대향하는 수평 가압판과 결합하지 않도록 하는 형태도 가능하다. 도 8은 본 발명의 전지 셀 가압장치의 구성요소인 다른 실시예의 가압방향 변환기구(140)의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.On the other hand, as shown in FIG. 8 , a form in which the horizontal pressing
도 8의 실시예에서는 사각 프레임부(F)의 좌우 꼭지점의 제3,4 가압부재의 형태가 동일하게 되어 있다. 이 경우, 제3,4 가압부재의 수평 가압부재는 대향하는 수평 가압판과 결합하지 않으며, 제1 수직 가압부재의 수직가압시에 상기 수평 가압부재들이 대향하는 수평 가압판으로 이동하여 해당 수평 가압판을 가압하는 형태이다. 이 실시예는, 상기 수평 가압판의 수평 이동이 도 4의 프레임에 의해서만 안내되기 때문에 전지 셀 가압장치에 프레임의 설치를 필요로 한다.In the embodiment of Figure 8, the shape of the third and fourth pressing members of the left and right vertices of the rectangular frame portion (F) are the same. In this case, the horizontal pressing members of the third and fourth pressing members are not coupled to the opposite horizontal pressing plates, and when the first vertical pressing members are vertically pressed, the horizontal pressing members move to the opposite horizontal pressing plates to press the corresponding horizontal pressing plates. is a form of This embodiment requires installation of a frame in the battery cell pressing device because the horizontal movement of the horizontal pressing plate is guided only by the frame of FIG. 4 .
상기 가압방향 변환기구(140)는 상기 힌지결합부의 이동 내지 상기 각 로드의 회동을 가이드하기 위하여 가이드부재(G)를 구비할 수 있다. 도 7 및 도 8의 실시예에는 이러한 가이드부재(G)가 나타나 있다. 도 7 및 도 8에서 구체적으로, 상기 가압방향 변환기구는 양단이 상기 사각 프레임부(F)의 상하 꼭지점의 힌지결합부와 각각 결합되는 가이드부재(G)를 구비하고 있다. 이 가이드부재(G)는, 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부의 가압에 따라 상기 상하 꼭지점의 힌지결합부 사이에서 수직방향으로 신축된다. 상기 가이드부재(G)의 신축 기구는 가이드부시(145)와 상기 가이드부시(145)의 삽입공 내에 삽입되어 출몰이동하는 가이드축(146)으로 구성할 수 있다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 사각 프레임부(F)의 상하 꼭지점 힌지결합부 중 어느 한쪽(도시된 실시형태에는 하부 쪽)의 힌지결합부에 고정결합되는 가이드부시(145)와, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 다른 한쪽(도시된 실시형태에서는 상부 쪽)의 힌지결합부에 고정결합되며 상기 가이드부시에 삽입되어 수직방향으로 이동 가능한 가이드축(146)으로 가이드부재(G)를 구성할 수 있다. 따라서, 사각 프레임부(F) 상부의 제1 가압부재가 제1 수직 가압부재의 수직 가압부에 의하여 가압되어 하강 이동할 때, 제1 가압부재의 힌지결합부(의 힌지축)에 결합되는 가이드축(146)이 함께 하강되어 상기 가이드부시(145)의 삽입공내에서 하향이동한다. 한편, 상기 가이드부시(145)의 가이드축(146)이 삽입되는 삽입공 내 하부에는 탄성부재(147)가 설치되어 있다. 상기 탄성부재는 상기 가이드축(146)과 접하도록 되어 있으며, 따라서 상기 가이드축의 하향이동시에 상기 탄성부재(147)가 가압된다. 이 탄성부재(147)는 상기 수직 가압부에 의한 수직방향의 가압력을 완충하면서 흡수하여 수평방향의 가압력으로 축적 내지 변환한다. 즉, 이 탄성부재(147)가 압축된 압축력이 수평방향의 가압력으로 작용하여 사각 프레임부(F)의 좌우 꼭지점의 제3,4 가압부재를 수평방향으로 가압한다. 이에 의하여 도 7(b) 및 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제3,4 가압부재(143,144)가 수평방향으로 가압되어 그와 대향하는 수평 가압판을 수평방향으로 좌우로 각각 가압하며, 상기 수평 가압판(110)은 인접하는 전지 셀의 측면을 동시에 가압한다. 즉, 상술한 바와 같이, 사각 프레임부(F)의 각 꼭지점이 수직 가압부의 수직방향 가압력에 의하여 수직방향의 상하 꼭지점이 접근하고 수평방향의 좌우 꼭지점이 서로 멀어지도록 상기 로드들이 회동변위하는 것에 의해서 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력이 수평방향 가압력으로 변환된다. 이 과정에서 상기 가이드부재가 신축 변위하여 상기 각 꼭지점의 힌지결합부의 이동 및 상기 로드의 회동을 가이드하고, 상기 가이드부재에 개재된 탄성부재가 상기 수직방향 가압력을 보다 효율적으로 수평방향 가압력으로 변환하는 역할을 하게 된다.The pressing
(제4 실시형태)(Fourth embodiment)
도 9는 본 발명의 전지 셀 가압장치의 구성요소인 또 다른 실시예의 가압방향 변환기구의 가압 전후의 상태를 나타낸 개략 측단면도이다.9 is a schematic side cross-sectional view showing a state before and after pressing of the pressing direction changing mechanism of another embodiment, which is a component of the battery cell pressing device of the present invention.
본 실시형태는 가이드부재의 형태가 제3 실시형태와 상이하며, 그 외의 다른 가압방향 변환기구(140)의 구성은 도 7의 실시형태와 동일하다. 따라서, 도 7의 실시형태와 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.In this embodiment, the shape of the guide member is different from that of the third embodiment, and the configuration of the other pressing
본 실시형태의 가이드부재(G) 역시 도 7 및 도 8의 가이드부재(G)와 같이, 사각 프레임부(F)의 상하 꼭지점 힌지결합부 중 어느 한쪽(도시된 실시형태에는 하부 쪽)의 힌지결합부에 고정결합되는 가이드부시(145)와, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 다른 한쪽(도시된 실시형태에서는 상부 쪽)의 힌지결합부에 고정결합되며 상기 가이드부시(145)에 삽입되어 수직방향으로 이동 가능한 가이드축(146)으로 구성된다.The guide member (G) of this embodiment also, like the guide member (G) of Figures 7 and 8, any one of the upper and lower vertices hinge coupling portion of the square frame portion (F) (the lower side in the illustrated embodiment) of the hinge The
도 7 및 도 8의 실시형태와 상이한 점은 상기 가이드부시(145)의 상기 가이드축(146)이 삽입되는 입구부 외주에 제1 확경부(145a)가 형성되고, 상기 가이드축(146) 상에 제2 확경부(146a)가 형성되며, 상기 가이드축(146)의 외주에 상기 제1 확경부 및 제2 확경부 사이에 탄성부재(147)가 위치한다는 점이다. 본 실시형태에서는, 수직 가압부의 수직방향 가압시 상기 제1,2 확경부 사이에 위치한 탄성부재가 가압되어 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하게 된다.The point different from the embodiment of FIGS. 7 and 8 is that the first
도 7~9의 실시형태에서는 가이드부재(G)가 탄성부재(147)를 구비하고 있으므로, 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부(121)에 의한 수직방향 가압이 종료하였을 때 상기 탄성부재(147)의 복원력이 작용하게 된다. 이 경우, 가압방향 변환기구는 상기 탄성부재(147)의 복원력에 의하여 원래의 위치(즉, 도 7(a), 도 8(a), 도 9(a))로 복귀할 수 있다. 즉, 상기 복원력에 의하여 사각 프레임부(F)의 4개 꼭지점의 힌지결합부 및 4개의 로드가 원래의 위치로 이동 내지 회동하게 된다. 따라서, 상기 탄성부재(147)를 가이드부재(G)에 설치하는 것에 의하여, 수직방향의 가압력을 수평방향 가압력으로 용이하게 변환할 수 있을 뿐 아니라, 가압력 제거시에는 신속하게 가압방향 변환기구(140)를 원래의 위치로 복귀시킬 수 있다. 이 경우에는 수평방향으로 가해졌던 압력이 상기 탄성부재(147)의 탄성력에 의하여 수직방향의 (복귀) 가압력으로 작용하게 된다.7 to 9, since the guide member (G) is provided with the elastic member (147), when the vertical pressure by the vertical pressing portion (121) of the first vertical pressing member is finished, the elastic member ( 147) will come into play. In this case, the pressing direction changing mechanism may return to its original position (ie, FIGS. 7(a), 8(a), and 9(a)) by the restoring force of the
(제5 실시형태)(fifth embodiment)
도 10은 본 발명의 다른 실시예의 전지 셀 가압장치(100)의 전지 셀 가압 전후의 상태를 나타낸 측면도이다.10 is a side view showing a state before and after the battery cell pressurization of the battery
제5 실시형태는 제1 수직 가압부재(120)의 승강 시작점 내지 승강 스트로크가 도 4의 실시형태와 상이하다.The fifth embodiment is different from the embodiment of FIG. 4 in the lifting start point to the lifting stroke of the first vertical pressing
도 4~도 6의 실시형태에서는 제1 수직 가압부재(110)가 가압방향 변환기구의 제1 가압부재(141)와 이격된 상태에서 하강 또는 상승하여 상기 제1 가압부재(141)를 가압한다. 이 경우, 제1 수직 가압부재 내지 수직 가압부(121)의 이동 스트로크가 길어 구동부의 구동을 위한 소요 동력이 커진다는 문제가 있다. 또한, 상기 수직 가압부가 정확하게 상기 제1 가압부재(141)와 접촉하여 가압하여야 하므로, 장치 설계상 자유도가 제한되며 보다 세밀하게 가압장치를 설계하여야 하는 부담이 있을 수 있다.In the embodiment of FIGS. 4 to 6 , the first vertical pressing
본 실시형태에서는, 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부(121)가 처음부터 상기 가압방향 변환기구(140)와 접촉한 상태에서, 상기 제1 수직 가압부재(120)가 상기 제2 수직 가압부재(130)를 향하여 상승 또는 하강하여 상기 수직 가압부가 상기 가압방향 변환기구를 가압하도록 구성한 점이 도 4~도 6의 실시형태와 상이하다. 즉 도 10(a)의 점선 원(P)으로 표시된 부분과 같이, 수직 가압부(121)가 처음부터 가압방향 변환기구(140)의 제1 가압부재(141)와 접촉한 상태에서, 구동부(M)를 구동하여 수직 가압부가 제1 가압부재(141)를 가압하도록 하여 전지 셀을 수평 가압하게 되면, 제1 수직 가압부재(120)의 이동에 요구되는 승강 스트로크 및 구동력을 줄일 수 있다.In this embodiment, in a state in which the vertical
또한, 도 10(b)와 같이 수직 가압부(121)를 가압한 후에 구동부(M)에 의하여 상기 제1 수직 가압부재 및 수직 가압부(121)를 원래의 위치인 도 10(a)의 위치로 복귀시키면, 상기 가이드부재(G)에 구비된 탄성부재(147)의 복원력에 의하여 상기 가압방향 변환기구(140)는 원래의 위치로 자연히 복귀하게 된다. 즉, 본 실시형태에서는 수직 가압 전후에 상기 수직 가압부와 상기 가압방향 변환기구가 접촉한 상태에서 주요 구성부재들이 작동하므로, 수직가압 및 가압 해제를 안정적으로 보다 작은 동력으로 행할 수 있다는 효과가 있다. In addition, the first vertical pressing member and the vertical
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Above, the present invention has been described in more detail with reference to the drawings and examples. However, the configuration described in the drawings or embodiments described in the present specification is only one embodiment of the present invention and does not represent all the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various equivalents and It should be understood that there may be variations.
100: 전지 셀 가압장치
110: 수평 가압판
120: 제1 수직 가압부재
121: 수직 가압부
122: 승강부재
M: 구동부
S: 구동축
130: 제2 수직 가압부재
131: 피가압 지지부
132: 베이스부
140: 가압방향 변환기구
F: 사각 프레임
F1~F4: 로드
h1~h4, h3,h4': 힌지축
141: 제1 가압부재
141a: 가압브라켓
141b: 수직가압판
142: 제2 가압부재
142a: 피가압 브라켓
142b: 베이스판
143: 제3 가압부재
143a: 힌지브라켓
143b: 수평 가압부재
144: 제4 가압부재
144a: 힌지브라켓
144b: 수평 가압부재
G: 가이드부재
145: 가이드부시
145a: 제1 확경부
146: 가이드축
146a: 제2 확경부
147: 탄성부재
150: 프레임
151: 상부 프레임
152: 하부 프레임
153: 가압고정판
160: 가이드부재100: battery cell pressurization device
110: horizontal platen
120: first vertical pressing member
121: vertical pressure part
122: elevating member
M: drive
S: drive shaft
130: second vertical pressing member
131: pressurized support part
132: base part
140: pressure direction change mechanism
F: square frame
F1~F4: Load
h1~h4, h3,h4': hinge axis
141: first pressing member
141a: pressure bracket
141b: vertical pressure plate
142: second pressing member
142a: pressurized bracket
142b: base plate
143: third pressing member
143a: hinge bracket
143b: horizontal pressing member
144: fourth pressing member
144a: hinge bracket
144b: horizontal pressing member
G: Guide member
145: guide bush
145a: first expansion part
146: guide shaft
146a: second expansion part
147: elastic member
150: frame
151: upper frame
152: lower frame
153: pressure fixing plate
160: guide member
Claims (18)
상기 수평 가압판의 쌍의 수와 동일한 개수의 복수개의 수직 가압부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 어느 한 쪽에서 승강 가능하게 배치되는 제1 수직 가압부재;
상기 수직 가압부와 동일한 개수의 복수개의 피가압 지지부를 구비하고, 상기 수평 가압판의 상부 및 하부 중 다른 한 쪽에 고정 배치되는 제2 수직 가압부재; 및
상기 수평 가압판의 쌍 사이에서 상기 제2 수직 가압부재의 각각의 피가압 지지부 상에 설치되고, 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강할 때 상기 수직 가압부에 의하여 가압되며, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하여 상기 수평 가압판의 쌍에 전달하는 것에 의해서 상기 수평 가압판이 인접하는 각각의 전지 셀을 수평방향으로 가압하도록 하는 가압방향 변환기구를 포함하는 전지 셀 가압장치.
a horizontal platen facing each other in pairs between a plurality of battery cells;
a first vertical pressing member having a plurality of vertical pressing portions equal to the number of pairs of the horizontal pressing plates, the first vertical pressing members being arranged to be lifted from either the upper or lower sides of the horizontal pressing plate;
a second vertical pressing member having a plurality of supporting parts to be pressed in the same number as the vertical pressing part and being fixedly disposed on the other of the upper and lower portions of the horizontal pressing plate; and
It is installed on each of the supporting parts to be pressed of the second vertical pressing member between the pair of horizontal pressing plates, and when the first vertical pressing member is raised or lowered toward the second vertical pressing member by the vertical pressing unit It is pressurized, and by converting the vertical pressing force of the vertical pressing part into a horizontal pressing force and transferring the horizontal pressing plate to a pair of horizontal pressing plates, the horizontal pressing plate includes a pressing direction converting mechanism for pressing each adjacent battery cell in the horizontal direction. A battery cell pressurizing device.
상기 전지 셀이 수용되고, 상기 수평 가압판이 수평방향으로 이동 가능하게 상기 수평 가압판을 지지하는 프레임을 구비하는 전지 셀 가압장치.
According to claim 1,
A battery cell pressurizing device having a frame in which the battery cells are accommodated, and the horizontal pressure plate supports the horizontal pressure plate so as to be movable in a horizontal direction.
상기 복수개의 전지 셀 중 수평방으로 최외측에 위치하는 전지 셀의 바깥쪽에 가압고정판이 상기 프레임에 고정 설치되는 전지 셀 가압장치.
3. The method of claim 2,
A battery cell pressurizing device in which a pressure fixing plate is fixedly installed to the frame on the outside of a battery cell located at the outermost side in a horizontal direction among the plurality of battery cells.
상기 제1 수직 가압부재는 하나의 구동부에 의하여 승강 구동되는 승강부재를 구비하고, 상기 복수개의 수직 가압부가 상기 승강부재에 결합되는 전지 셀 가압장치.
According to claim 1,
The first vertical pressing member includes an elevating member driven by a single driving unit, and the plurality of vertical pressing units are coupled to the elevating member.
상기 가압방향 변환기구는 4개의 로드로 이루어지는 마름모 형상의 사각 프레임부를 구비하고,
상기 사각 프레임부의 각 꼭지점에 힌지결합부를 구비하여, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력에 의하여 상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점이 접근하고 수평방향의 좌우 꼭지점이 서로 멀어지도록 상기 로드들이 변위하는 것에 의해서, 상기 수직 가압부의 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하는 전지 셀 가압장치.
According to claim 1,
The pressing direction changing mechanism is provided with a square frame portion of a rhombus shape consisting of four rods,
By having a hinge coupling part at each vertex of the rectangular frame part, the rods are displaced so that the vertical vertices of the rectangular frame part approach by the vertical pressing force of the vertical pressing part and the left and right vertices of the horizontal direction move away from each other. , A battery cell pressing device for converting the vertical pressing force of the vertical pressing unit into a horizontal pressing force.
상기 사각 프레임부의 각 꼭지점 중 적어도 수직방향으로 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부는, 그 상하의 꼭지점에서 만나는 2개의 로드가 각각 힌지결합되어 형성되는 전지 셀 가압장치.
6. The method of claim 5,
At least among the vertices of the rectangular frame portion, the hinged portion of the vertex positioned vertically is formed by hingedly engaging two rods meeting at the upper and lower vertices, respectively.
상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한쪽의 힌지결합부의 힌지축에 상기 수직 가압부에 의해서 가압되는 가압브라켓이 결합되고,
상기 상하에 위치한 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한쪽의 힌지결합부의 힌지축에 상기 피가압 지지부에 결합되는 피가압브라켓이 결합되는 전지 셀 가압장치.
7. The method of claim 6,
A pressing bracket pressed by the vertical pressing unit is coupled to the hinge axis of any one of the hinge coupling parts of the vertices located in the upper and lower parts,
A battery cell pressing device in which a bracket to be pressed coupled to the support to be pressed is coupled to the hinge shaft of the other hinge coupling part among the hinge coupling parts of the vertices located in the upper and lower parts.
상기 가압브라켓에 그 가압브라켓보다 큰 폭을 가지며 상기 수직 가압부와 접촉하여 가압되는 수직가압판이 결합되고,
상기 피가압브라켓에 그 피가압브라켓보다 큰 폭을 가지며 상기 피가압 지지부에 고정결합되는 베이스판이 결합되는 전지 셀 가압장치.
8. The method of claim 7,
A vertical pressure plate having a width greater than that of the pressure bracket and being pressed in contact with the vertical pressure unit is coupled to the pressure bracket,
A battery cell pressurizing device in which a base plate having a width greater than that of the pressurized bracket and fixedly coupled to the pressurized support is coupled to the pressurized bracket.
상기 사각 프레임부의 각 꼭지점 중 수평방향으로 좌우에 위치한 꼭지점의 힌지결합부는, 상기 좌우의 꼭지점을 향하는 2개의 로드와 각각 힌지결합하는 힌지브라켓에 의해서 형성되는 전지 셀 가압장치.
7. The method of claim 6,
Among the vertices of the rectangular frame, the hinged portion of the vertex located on the left and right in the horizontal direction is formed by a hinge bracket that is respectively hinged with two rods facing the vertex of the left and right.
상기 힌지브라켓에 상기 한 쌍의 수평 가압판을 각각 가압하는 수평 가압부재가 결합되는 전지 셀 가압장치.
10. The method of claim 9,
A battery cell pressing device in which a horizontal pressing member for pressing each of the pair of horizontal pressing plates is coupled to the hinge bracket.
상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 어느 한 쪽에 결합되고 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부에 의하여 가압되는 제1 가압부재;
상기 사각 프레임부의 수직방향의 상하 꼭지점의 힌지결합부 중 다른 한 쪽에 결합되고 상기 제2 수직 가압부재의 피가압 지지부에 고정 결합되는 제2 가압부재; 및
상기 사각 프레임부의 수평방향의 좌우 꼭지점의 각 힌지결합부에 각각 결합되어 상기 제1 가압부재의 가압에 의하여 수평으로 이동하여 상기 수평 가압판을 가압하는 제3 가압부재 및 제4 가압부재를 포함하는 전지 셀 가압장치.
6. The method of claim 5,
a first pressing member coupled to one of the hinge coupling portions of the upper and lower vertices in the vertical direction of the rectangular frame portion and pressed by the vertical pressing portion of the first vertical pressing member;
a second pressing member coupled to the other of the hinge coupling portions of the upper and lower vertices in the vertical direction of the rectangular frame portion and fixedly coupled to the supporting part to be pressed of the second vertical pressing member; and
A battery comprising a third pressing member and a fourth pressing member coupled to each hinge coupling portion of the left and right vertices in the horizontal direction of the rectangular frame portion and moving horizontally by the pressing of the first pressing member to press the horizontal pressing plate cell pressurizer.
상기 제3 가압부재 및 제4 가압부재는 상기 한 쌍의 수평 가압판과 각각 결합되는 전지 셀 가압장치.
12. The method of claim 11,
The third pressing member and the fourth pressing member are battery cell pressing devices each coupled to the pair of horizontal pressing plates.
상기 가압방향 변환기구는 양단이 상기 사각 프레임부의 상하 꼭지점의 힌지결합부와 각각 결합되는 가이드부재를 구비하고,
상기 가이드부재는, 상기 제1 수직 가압부재의 수직 가압부의 가압에 따라 상기 상하 꼭지점의 힌지결합부 사이에서 수직방향으로 신축 가능한 전지 셀 가압장치.
6. The method of claim 5,
The pressing direction changing mechanism is provided with a guide member each of which both ends are coupled to the hinge coupling portion of the upper and lower vertices of the rectangular frame portion,
The guide member is a battery cell pressurizing device that is vertically expandable and contractible between the hinge coupling portions of the upper and lower vertices according to the pressurization of the vertical pressing unit of the first vertical pressing member.
상기 가이드부재는, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 어느 한쪽의 힌지결합부에 고정결합되는 가이드부시와, 상기 상하 꼭지점 힌지결합부 중 다른 한쪽의 힌지결합부에 고정결합되며 상기 가이드부시에 삽입되어 수직방향으로 이동 가능한 가이드축으로 이루어지는 전지 셀 가압장치.
14. The method of claim 13,
The guide member includes a guide bush fixedly coupled to one of the upper and lower vertex hinge coupling parts, and the other hinge coupling part among the upper and lower vertex hinge coupling parts. A battery cell pressurizing device comprising a guide shaft movable in the direction.
상기 가이드부시의 가이드축이 삽입되는 삽입공 내 하부에 상기 가이드축에 의하여 가압되는 탄성부재가 삽입 설치되는 전지 셀 가압장치.
15. The method of claim 14,
A battery cell pressurizing device in which an elastic member pressed by the guide shaft is inserted in a lower portion of the insertion hole into which the guide shaft of the guide bush is inserted.
상기 가이드부시의 상기 가이드축이 삽입되는 입구부 외주에 제1 확경부가 형성되고,
상기 가이드축 상에 제2 확경부가 형성되며,
상기 가이드축의 외주에 상기 제1 확경부 및 제2 확경부 사이에 위치하는 탄성부재가 설치되는 전지 셀 가압장치.
15. The method of claim 14,
A first enlarged diameter part is formed on the outer periphery of the inlet part into which the guide shaft of the guide part is inserted,
A second enlarged diameter is formed on the guide shaft,
A battery cell pressurizing device in which an elastic member positioned between the first and second enlarged diameters is installed on the outer periphery of the guide shaft.
상기 수직 가압부가 상기 가압방향 변환기구와 접촉한 상태에서, 상기 제1 수직 가압부재가 상기 제2 수직 가압부재를 향하여 상승 또는 하강하여 상기 수직 가압부가 상기 가압방향 변환기구를 가압하도록 구성된 전지 셀 가압장치.
According to claim 1,
In a state in which the vertical pressing unit is in contact with the pressing direction changing mechanism, the first vertical pressing member is raised or lowered toward the second vertical pressing member to press the battery cell configured to press the vertical pressing unit to the pressing direction changing mechanism. Device.
상기 전지 셀의 사이사이에 한 쌍의 수평 가압판을 대향배치하는 단계;
상기 한 쌍의 수평 가압판 사이에 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하는 가압방향 변환기구를 배치하는 단계;
상기 가압방향 변환기구를 수직방향으로 가압하는 단계; 및
상기 가압방향 변환기구에 의하여 수직방향 가압력을 수평방향 가압력으로 변환하고, 이 수평방향 가압력에 의하여 상기 한 쌍의 수평 가압판이 인접하는 전지 셀을 수평방향으로 각각 가압하는 단계를 포함하는 전지 셀 가압방법.arranging a plurality of battery cells side by side in the thickness direction;
disposing a pair of horizontal platens facing each other between the battery cells;
disposing a pressing direction converting mechanism for converting a vertical pressing force into a horizontal pressing force between the pair of horizontal pressing plates;
pressing the pressing direction changing mechanism in a vertical direction; and
Converting a vertical pressing force into a horizontal pressing force by the pressing direction converting mechanism, and pressing each of the pair of horizontal pressing plates in the horizontal direction to the adjacent battery cells by the horizontal pressing force. .
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052177A KR20220145524A (en) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Battery cells pressing device and pressing method thereof |
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|---|---|---|---|
| KR1020210052177A KR20220145524A (en) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Battery cells pressing device and pressing method thereof |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220145524A true KR20220145524A (en) | 2022-10-31 |
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ID=83803190
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| KR1020210052177A KR20220145524A (en) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Battery cells pressing device and pressing method thereof |
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| KR (1) | KR20220145524A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102557176B1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-07-19 | 주식회사티엠프라자 | Degassing module for secondary battery pouch |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200095974A (en) | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery assembly capable of simultaneous application of mechanical pressing and magnetic pressing to battery cell |
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2021
- 2021-04-22 KR KR1020210052177A patent/KR20220145524A/en unknown
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| KR20200095974A (en) | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery assembly capable of simultaneous application of mechanical pressing and magnetic pressing to battery cell |
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