KR20230000625A - Apparatus for collecting gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 파우치형 전지 내에서 발생하는 가스를 전해액과 분리하여 포집하기 위한 가스 포집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas collecting device, and relates to a gas collecting device for collecting gas generated in a pouch type battery by separating it from an electrolyte solution.
일반적으로, 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전 과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Li-ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion Polymer Battery) 등이 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.In general, a secondary battery is a battery that can be used repeatedly through a process of discharging and charging in the reverse direction of converting chemical energy into electrical energy, and its types include a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery and a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery. ) battery, lithium-metal battery, lithium-ion (Li-ion) battery, and lithium-ion polymer battery (Li-ion Polymer Battery). Among these secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate have been commercialized and widely used.
리튬 이차전지 내에서 반응에 따라 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, CnH2n-2 (n=2~5), CnH2n (n=2~5), CnH2n+2(n=1~5)인 탄화수소 및 기타 유기가스종 등의 다양한 종류의 가스가 발생할 수 있다. Depending on the reaction within the lithium secondary battery, hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, C n H 2n-2 (n=2~5), C n H 2n (n=2~5), C n H 2n+2 (n = 1 to 5) various types of gases such as hydrocarbons and other organic gas species may be generated.
또한, 리튬 이차전지는 거듭된 충방전 진행에 따라 전해질 분해에 의한 다량의 가스가 발생하면서 퇴화되며, 이 양상은 전지의 설계 및 사용 형태에 따라 다르게 나타난다. 따라서 전지 내부 발생 가스를 분석하여 전지의 퇴화 메커니즘을 유추하는 것이 전지의 개발과정에서 필수적으로 수행되어야 한다.In addition, the lithium secondary battery degrades while generating a large amount of gas due to electrolyte decomposition as repeated charging and discharging progresses, and this aspect appears differently depending on the design and use form of the battery. Therefore, it is essential to infer the deterioration mechanism of a battery by analyzing the gas generated inside the battery during the battery development process.
따라서, 이차전지 내에서 발생하는 가스를 포집하여 정확하게 분석하는 것이 매우 중요하다. 리튬이온전지의 작동 시에 다양한 가스가 발생하며 발생가스의 조성 및 함량에 대한 정보는 전지소재의 개발, 전지제조공정 최적화, 전지 불량 원인의 파악 등에 있어 유용하게 이용된다. 이를 위해서는 이차전지 내부 발생 가스를 포집하는 기술 개발이 중요하다.Therefore, it is very important to collect and accurately analyze the gas generated in the secondary battery. Various gases are generated during the operation of lithium ion batteries, and information on the composition and content of generated gases is useful for developing battery materials, optimizing battery manufacturing processes, and identifying causes of battery defects. To this end, it is important to develop a technology to capture the gas generated inside the secondary battery.
이차전지 내부에서 발생된 가스를 포집하는 방법은 전지 케이스에 구멍을 뚫어 전지를 밀폐 공간에 수용시킨 후 발생 가스를 밀폐 공간에 확산시켜 포집하는 방법과, 전지 케이스에 가스 흡입관을 직접 연결하여 전지 케이스 내부의 가스를 바로 포집하는 방법이 있다.The method of collecting the gas generated inside the secondary battery is to make a hole in the battery case to accommodate the battery in an airtight space and then diffuse and collect the generated gas in the airtight space, or to directly connect a gas intake pipe to the battery case to collect the gas. There is a way to directly capture the gas inside.
두번째 방법의 경우, 전지에 잔류 전해액이 많은 경우 가스 흡입관을 통해 전해액이 토출되는 현상이 발생할 수 있다. 전해액이 가스 흡입관을 통해 토출되면 전지 내부 발생 가스의 확산이 제대로 진행되지 않아 가스 성분 분석이 정확하게 이루어 지지 않는 문제가 발생할 수 있다.In the case of the second method, when there is a large amount of residual electrolyte in the battery, a phenomenon in which the electrolyte is discharged through the gas suction pipe may occur. When the electrolyte is discharged through the gas suction pipe, diffusion of the gas generated inside the battery does not proceed properly, and thus a problem in which gas component analysis is not performed accurately may occur.
따라서, 전지 케이스에 가스 흡입관을 직접 연결하여 가스를 포집하는 시스템에서 전해액 처리를 위한 기술이 필요하다.Therefore, a technology for treating an electrolyte solution is required in a system that collects gas by directly connecting a gas intake pipe to a battery case.
본 발명은 가스 포집 장치에 관한 것으로, 파우치형 전지 내에서 발생하는 가스를 전해액과 분리하여 포집하기 위한 가스 포집 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a gas collecting device, and is to provide a gas collecting device for collecting gas generated in a pouch type battery by separating it from an electrolyte solution.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 발명의 가스 포집 장치는,The gas collecting device of the present invention,
전지에 전해액 또는 가스가 배출되는 배기홀을 형성하는 펀칭 유닛;a punching unit forming an exhaust hole through which electrolyte or gas is discharged from the battery;
상기 배기홀을 덮으며 전지에 밀착되는 지그 유닛;a jig unit that covers the exhaust hole and adheres to the battery;
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 가스를 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 가스 배출관; 및a gas discharge pipe for receiving the gas discharged from the inside of the battery through the exhaust hole through a flow path formed in the jig unit; and
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 전해액을 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 전해액 배출관을 포함하는 것일 수 있다.It may include an electrolyte discharge pipe for receiving the electrolyte discharged from the inside of the battery through the exhaust hole through a flow path formed in the jig unit.
본 발명의 가스 포집 장치에서, 상기 지그 유닛은 상기 전지의 상측 면을 가압하는 상부 지그를 포함하고, 상기 펀칭 유닛은 상기 상부 지그를 상하방향으로 관통하도록 형성되는 가이드 홀에 삽입되어 상하방향으로 선형 구동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 하단부에 결합되며 상기 전지의 상측 면을 뚫어 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 니들과, 상기 가이드 홀의 내주면과 상기 피스톤 외주면 사이에 삽입되는 실링 부재를 포함하며, 상기 가스 배출관은 상기 상부 지그에 연결되며 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 상기 가이드 홀을 통해 전달받고, 상기 전해액 배출관은 상기 상부 지그에 연결되며 상기 전지 내부에서 토출되는 전해액을 상기 가이드홀을 통해 전달받아 배출하는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the jig unit includes an upper jig that presses the upper surface of the battery, and the punching unit is inserted into a guide hole formed to penetrate the upper jig in the vertical direction to form a linear shape in the vertical direction. A piston driven, a punching needle coupled to a lower end of the piston and piercing an upper surface of the battery to form the exhaust hole, and a sealing member inserted between an inner circumferential surface of the guide hole and an outer circumferential surface of the piston, wherein the gas discharge pipe is connected to the upper jig and receives gas generated inside the battery through the guide hole, and the electrolyte discharge pipe is connected to the upper jig and receives and discharges the electrolyte discharged from the inside of the battery through the guide hole can
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 전해액 배출관은 토출된 전해액이 저장되는 토출액 저장 챔버에 연결되는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the electrolyte discharge pipe may be connected to a discharged liquid storage chamber in which the discharged electrolyte is stored.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 전해액 배출관에는 상기 토출액 저장 챔버로의 유체 흐름을 차단 또는 개방하는 개폐 밸브가 마련되는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, an opening/closing valve may be provided in the electrolyte discharge pipe to block or open the fluid flow to the discharge liquid storage chamber.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 토출액 저장 챔버에는 상기 토출액 저장 챔버의 내부 압력을 상승시키는 가압 펌프가 마련되는 것일 수 있다.A pressure pump for increasing the internal pressure of the discharge liquid storage chamber may be provided in the discharge liquid storage chamber of the gas collecting device of the present invention.
본 발명의 가스 포집 장치에서, 상기 상부 지그의 하측 면에는 링 형상의 오링(O-ring) 삽입 홈이 형성되고, 상기 오링 삽입 홈은 상기 상부 지그의 하측 면에 형성되는 상기 가이드 홀의 입구를 둘러싸도록 형성되는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, a ring-shaped O-ring insertion groove is formed on the lower surface of the upper jig, and the O-ring insertion groove surrounds the entrance of the guide hole formed on the lower surface of the upper jig. It may be that a catalog is formed.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 지그 유닛은 상기 전지의 하측 면을 지지하는 하부 지그를 더 포함하는 것일 수 있다.The jig unit of the gas collecting device of the present invention may further include a lower jig supporting a lower surface of the battery.
본 발명의 가스 포집 장치는 상기 하부 지그의 일측 단부에 고정되고 상하방향으로 연장되는 가이드 바; 및 상기 상부 지그의 일측 단부에 고정되고 상기 가이드 바가 끼워져 상기 가이드 바를 따라 상하로 이동하는 지그 이동부를 더 포함하는 것일 수 있다.The gas collecting device of the present invention includes a guide bar fixed to one end of the lower jig and extending vertically; And it may further include a jig moving part fixed to one end of the upper jig and moving up and down along the guide bar with the guide bar inserted therein.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 상부 지그에는 상기 가이드 홀의 내부 공간에 입구가 마련되고 상기 상부 지그의 외주면에 출구가 마련되는 제1 유로 및 제2 유로가 형성되고, 상기 제1 유로의 출구에는 상기 가스 배출관이 연결되며, 상기 제2 유로의 출구에는 상기 전해액 배출관이 연결되는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the upper jig is formed with a first flow path and a second flow path having an entrance provided in the inner space of the guide hole and an outlet provided on an outer circumferential surface of the upper jig, and the outlet of the first flow path has the A gas discharge pipe may be connected, and the electrolyte discharge pipe may be connected to an outlet of the second flow path.
본 발명의 가스 포집 장치의 상기 가이드 홀의 상기 내부 공간에서 상기 제1 유로의 입구는 상기 제2 유로의 입구보다 상측에 위치하는 것일 수 있다.In the inner space of the guide hole of the gas collecting device of the present invention, an inlet of the first flow path may be located above an inlet of the second flow path.
본 발명의 가스 포집 장치에서 상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구는 상하방향으로 서로 일정 거리로 이격되고, 상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구 간의 상하방향으로 이격 거리는 상기 실링 부재의 상하방향 길이보다 더 긴 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path are spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction, and the distance between the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path in the vertical direction It may be longer than the vertical length of the sealing member.
본 발명의 가스 포집 장치를 이용한 가스 포집 방법은,The gas collection method using the gas collection device of the present invention,
상기 피스톤을 하강시켜 상기 전지에 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 단계;a punching step of lowering the piston to form the exhaust hole in the battery;
상기 실링 부재가 상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구 사이에 위치하도록 상기 피스톤을 상승시키고 상기 전해액 배출관으로 전해액을 배출하는 전해액 배출 단계; 및an electrolyte discharge step of raising the piston so that the sealing member is positioned between the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path and discharging the electrolyte into the electrolyte discharge pipe; and
상기 실링 부재가 상기 제1 유로보다 상측에 위치하도록 상기 피스톤을 상승시키고 상기 가스 배출관으로 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출 단계를 포함하는 것일 수 있다.and a gas discharge step of elevating the piston so that the sealing member is positioned above the first flow path and discharging gas generated inside the battery through the gas discharge pipe.
본 발명의 가스 포집 방법은,The gas collection method of the present invention,
상기 피스톤을 하강시켜 상기 전지에 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 단계;a punching step of lowering the piston to form the exhaust hole in the battery;
상기 전해액 배출관으로 전해액을 배출하는 전해액 배출 단계;an electrolyte discharge step of discharging the electrolyte into the electrolyte discharge pipe;
상기 가압 펌프로 상기 토출액 저장 챔버의 내부 압력을 상승시켜 상기 토출액 저장 챔버 내의 가스를 상기 가이드 홀로 주입하는 가스 회수 단계; 및a gas recovery step of injecting gas in the discharge liquid storage chamber into the guide hole by increasing the internal pressure of the discharge liquid storage chamber with the pressure pump; and
상기 가스 배출관으로 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출 단계를 포함하는 것일 수 있다.A gas discharge step of discharging gas generated inside the battery through the gas discharge pipe may be included.
본 발명의 가스 포집 장치는 가스를 포집하는 과정에서 전해액 성분을 제거하여 가스 확산을 방해하는 요소를 차단한 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, elements that hinder gas diffusion may be blocked by removing electrolyte components in the process of collecting gas.
본 발명의 가스 포집 장치는 검출 가스 성분의 확산 시 토출되는 전해액을 따로 토출액 저장 챔버로 분리하여 가스 배출관에 연결되는 샘플링 라인 등으로 가스 성분만 확산 가능하게 할 수 있다.The gas collecting device of the present invention separates the electrolyte solution discharged when the detection gas component is diffused into a discharge storage chamber so that only the gas component can be diffused through a sampling line or the like connected to the gas discharge pipe.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 가스 포집 장치의 일 실시 양태를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 가스 포집 방법을 나타내는 블록도이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 가스 포집 방법의 각 단계에서 가스 포집 장치의 상태를 타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 가스 포집 방법의 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.1 is a cross-sectional view showing a gas collecting device of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing one embodiment of the gas collection device of the present invention.
3 is a block diagram showing the gas collecting method of the present invention.
4A to 4C are conceptual diagrams showing the state of the gas collecting device in each step of the gas collecting method of the present invention.
5 is a block diagram showing another embodiment of the gas collecting method of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary according to the intentions or customs of users and operators. Definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 용어 "중심", "상", "하" "좌", "우", "수직", "수평", "내측", "외측" 등이 지시한 방위 또는 위치 관계는 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계, 또는 평소에 본 발명 제품을 사용할 시 배치하는 방위 또는 위치관계에 기초한 것이고, 본 발명의 설명과 간략한 설명을 위한 것일 뿐, 표시된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성되거나 조작되어야 하는 것을 제시 또는 암시하는 것이 아니므로 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 아니 된다.In the description of the present invention, it should be noted that the terms "center", "top", "bottom", "left", "right", "vertical", "horizontal", "inside", "outside", etc. indicate An orientation or positional relationship is based on the orientation or positional relationship shown in the drawings, or the orientation or positional relationship normally arranged when using the product of the present invention, and is only for explanation and brief description of the present invention, and the displayed device or element It should not be understood as limiting the present invention because it does not necessarily suggest or imply that it must be configured or operated in a specific orientation with a specific orientation.
도 1은 본 발명의 가스 포집 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 가스 포집 장치의 일 실시 양태를 나타내는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 가스 포집 방법을 나타내는 블록도이다. 도 4a 내지 4c는 본 발명의 가스 포집 방법의 각 단계에서 가스 포집 장치의 상태를 타내는 개념도이다. 도 5는 본 발명의 가스 포집 방법의 다른 실시 양태를 나타내는 블록도이다.1 is a cross-sectional view showing a gas collecting device of the present invention. 2 is a conceptual diagram showing one embodiment of the gas collection device of the present invention. 3 is a block diagram showing the gas collecting method of the present invention. 4A to 4C are conceptual diagrams showing the state of the gas collecting device in each step of the gas collecting method of the present invention. 5 is a block diagram showing another embodiment of the gas collecting method of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 가스 포집 장치 및 가스 포집 방법에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a gas collecting device and a gas collecting method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 포집 장치는, As shown in Figure 1, the gas collecting device of the present invention,
전지에 전해액 또는 가스가 배출되는 배기홀을 형성하는 펀칭 유닛;a punching unit forming an exhaust hole through which electrolyte or gas is discharged from the battery;
상기 배기홀을 덮으며 전지에 밀착되는 지그 유닛;a jig unit that covers the exhaust hole and adheres to the battery;
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 가스를 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 가스 배출관(400); 및a
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 전해액을 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 전해액 배출관(500)을 포함하는 것일 수 있다.It may include an
상기 지그 유닛은 상기 전지의 상측 면을 가압하는 상부 지그(100) 및 상기 전지의 하측 면을 지지하는 하부 지그를 포함하는 것일 수 있다.The jig unit may include an
본 발명의 가스 포집 장치는, 상기 하부 지그의 일측 단부에 고정되고 상하방향으로 연장되는 가이드 바; 및 상기 상부 지그(100)의 일측 단부에 고정되고 상기 가이드 바가 끼워져 상기 가이드 바를 따라 상하로 이동하는 지그 이동부를 더 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 가스 포집 장치에서, 전지는 하부 지그에 거치되고, 상부 지그(100)가 이동부와 함께 하강하여 전지의 상측 면을 가압할 수 있다.The gas collecting device of the present invention includes a guide bar fixed to one end of the lower jig and extending vertically; And it may further include a jig moving part fixed to one end of the
상기 펀치 유닛은 상기 상부 지그(100)를 상하방향으로 관통하도록 형성되는 가이드 홀(110)에 삽입되어 상하방향으로 선형 구동되는 피스톤(210)과, 상기 피스톤(210)의 하단부에 결합되며 상기 전지의 상측 면을 뚫어 배기홀을 형성하는 펀칭 니들(220)과, 상기 가이드 홀(110)의 내주면과 상기 피스톤(210) 외주면 사이에 삽입되는 실링 부재(240)를 포함하는 것일 수 있다.The punch unit is inserted into the
본 발명의 가스 포집 장치에서,상기 가스 배출관(400)은 상기 상부 지그(100)에 연결되며 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 상기 가이드 홀(110)을 통해 전달받고, 상기 전해액 배출관(500)은 상기 상부 지그(100)에 연결되며 상기 전지 내부에서 토출되는 전해액을 상기 가이드홀(110)을 통해 전달받아 배출하는 것일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the
본 발명의 가스 포집 장치에서, 전지는 파우치형 전지일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the gas collecting device of the present invention, the battery may be a pouch type battery, but is not limited thereto.
상부 지그(100)에는 상부 지그(100)를 상하방향으로 관통하는 가이드 홀(110)이 형성될 수 있다. 즉, 상부 지그(100)에는 가이드 홀(110)의 입구 및 출구가 각각 상부 지그(100)의 상측 면 및 하측 면에 위치하도록 가이드 홀(110)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드 홀(110)은 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 가이드 홀(110)의 내주면에는 오링이 삽입되는 실링홈(111)이 마련될 수 있다. 실링홈(111)의 위치는 후술한 제1 유로(140)의 입구보다 더 상측에 위치할 수 있다. 실링홈(111)에 삽입되는 오링(O-ring)은 내주가 피스톤(210)의 외주면을 둘러싸며 밀착되고, 외주가 가이드 홀(110)의 내주면에 형성된 실링홈(111)에 밀착될 수 있다. 실링홈(111)에 삽입된 오링으로 인해 가이드 홀(110)로 유입된 가스가 가이드 홀(110)의 상단부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.A
상기 상부 지그(100)의 하측 면에는 링 형상의 오링(O-ring) 삽입 홈(120)이 형성되고, 상기 오링 삽입 홈(120)은 상기 상부 지그(100)의 하측 면에 형성되는 상기 가이드 홀(110)의 입구를 둘러싸도록 형성되는 것일 수 있다. 오링 삽입 홈(120)에 오링이 삽입된 상태로 상부 지그(100)의 하측 면은 전지의 상측면에 밀착되고, 배기홀을 통해 전지에서 배출되는 가스는 누출 없이 가이드 홀(110)로 흐를 수 있다.A ring-shaped O-
본 발명의 가스 포집 장치에서, 가이드 홀(110)은 피스톤(210)의 상하방향의 선형 운동을 가이드하는 동시에 전지에서 배출되는 가스 또는 전해액이 흐르는 통로일 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, the
피스톤(210)은 상하방향으로 연장되는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 피스톤(210)의 하단부에는 펀칭 니들(220)이 결합되는 것일 수 있다. 피스톤(210)의 상단부는 상기 상부 지그(100)의 상측 면보다 위로 돌출되며, 피스톤(210)의 상단부에는 작동 헤드(230)가 결합될 수 있다. 작동 헤드(230)를 가압하거나 위로 당겨 피스톤(210)을 상하방향으로 구동시킬 수 있다.The
실링 부재(240)는 링 형상으로 마련되고, 내주가 피스톤(210)의 외주면에 밀착되고, 외주가 가이드 홀(110)의 내주면에 밀착될 수 있다. 실링 부재(240)는 피스톤(210)의 외주면에 고정되어, 피스톤(210)과 함께 상하로 이동하는 것일 수 있다.The sealing
실링 부재(240)보다 하측에 위치하는 피스톤(210)의 부분은 외경이 가이드 홀(110)의 내경보다 작게 형성되고, 피스톤(210)의 외주면과 가이드 홀(110)의 내주면이 서로 이격되어 유체가 흐르는 공간이 형성될 수 있다.The portion of the
상기 상부 지그(100)에는 상기 가이드 홀(110)의 내부 공간에 입구가 마련되고 상기 상부 지그(100)의 외주면에 출구가 마련되는 제1 유로(140) 및 제2 유로(150)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유로(140) 및 제2 유로(150)는 상부 지그(100)를 수평 방향으로 관통하여 형성될 수 있다.In the
상기 제1 유로(140)의 출구에는 상기 가스 배출관(400)이 연결되며, 상기 제2 유로(150)의 출구에는 상기 전해액 배출관(500)이 연결되고, 상기 가이드 홀(110)의 상기 내부 공간에서 상기 제1 유로(140)의 입구는 상기 제2 유로(150)의 입구보다 상측에 위치하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 유로(140)의 입구와 상기 제2 유로(150)의 입구 간의 상하방향으로 이격 거리가 상기 실링 부재(240)의 상하방향 길이보다 더 길도록 형성될 수 있다. 상기 제1 유로(140)의 입구와 상기 제2 유로(150)의 입구 간의 상하방향으로 이격 거리는 제1 유로(140)의 입구의 최하단부와 제2 유로(150)의 입구의 최상단부 간의 높이 차이일 수 있다.The
본 발명의 가스 포집 장치는 전지에 배기홀을 펀칭 니들(220)로 형성한 후, 전해액과 가스를 순차적으로 전지로부터 배출시킬 수 있다. 구체적으로, 전해액을 먼저 배출시킨 후, 가스를 포집할 수 있다. 전해액을 배출할 때는 제2 유로(150)의 입구만 개방되도록 실링 부재(240)를 제1 유로(140)의 입구와 제2 유로(150)의 입구 사이에 위치시키고, 가스를 포집할 때는 실링 부재(240)를 제1 유로(140)의 입구보다 높은 위치에 위치시킬 수 있다.In the gas collecting device of the present invention, after forming an exhaust hole in the battery with the punching
가스 배출관(400)은 가스가 흐르는 유로이며, 가스 포집 용기 또는 가스 분석 장치의 가스 샘플링 관 등과 연결될 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전해액 배출관(500)은 토출된 전해액이 저장되는 토출액 저장 챔버(600)에 연결되는 것일 수 있다. 구체적으로, 전해액 배출관(500)의 일단부는 제2 유로(150)의 출구에 연결되고, 타단부는 토출액 저장 챔버(600)에 연결될 수 있다. 토출액 저장 챔버(600)는 내부에 전해액이 저장될 수 있는 공간이 형성된 저장 용기일 수 있다.As shown in FIG. 2 , the
상기 전해액 배출관(500)에는 상기 토출액 저장 챔버(600)로의 유체 흐름을 차단 또는 개방하는 개폐 밸브(510)가 마련되는 것일 수 있다. 상술한 바와 같이, 가스 포집 시에는 실링 부재(240)는 제1 유로(140)보다 위에 위치할 수 있다. 따라서, 가스 포집 시 가스가 제2 유로(150)로 배출되는 것을 방지하기 위해서 제2 유로(150)에는 개폐 밸브(510)가 마련될 수 있다.An opening/
상기 토출액 저장 챔버(600)에는 상기 토출액 저장 챔버(600)의 내부 압력을 상승시키는 가압 펌프(610)가 마련되는 것일 수 있다. 전해액 배출 시, 전해액 배출관(500)을 통해서 전해액과 함께 전지에서 발생한 가스가 같이 배출될 수 있다. 가압 펌프(610)를 통해서, 토출액 저장 챔버(600)로 주입된 가스를 다시 가이드 홀(110)의 내부 공간으로 돌려보낼 수 있다.A
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 포집 방법은,As shown in Figure 3, the gas collection method of the present invention,
상기 피스톤(210)을 하강시켜 상기 전지에 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 단계(S10);a punching step (S10) of lowering the
상기 실링 부재(240)가 상기 제1 유로(140)의 입구와 상기 제2 유로(150)의 입구 사이에 위치하도록 상기 피스톤(210)을 상승시키고 상기 전해액 배출관(500)으로 전해액을 배출하는 전해액 배출 단계(S20); 및The electrolyte for discharging the electrolyte to the
상기 실링 부재(240)가 상기 제1 유로(140)보다 상측에 위치하도록 상기 피스톤(210)을 상승시키고 상기 가스 배출관(400)으로 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출 단계(S30)를 포함하는 것일 수 있다.A gas discharge step (S30) of raising the
도 4a에 도시된 바와 같이, 펀칭 단계(S10)에서 작동 헤드(230)는 펀칭 니들(220)이 상부 지그(100)의 하단부보다 더 돌출되도록 가압될 수 있다.As shown in FIG. 4A , in the punching step (S10), the
도 4b에 도시된 바와 같이, 전해액 배출 단계(S20)에서, 개폐 밸브(510)를 개방하여 전해액을 토출액 저장 챔버(600)로 토출시킬 수 있다. 도 4b에서 화살표는 전해액의 흐름을 의미하는 것일 수 있다. 전해액 배출 단계(S20)에서 작동 헤드(230)를 당겨 펀칭 니들(220)이 배기홀을 막지 않도록 일정 거리 후퇴시킬 수 있다.As shown in FIG. 4B , in the electrolyte discharging step ( S20 ), the opening/
도 4c에 도시된 바와 같이, 가스 배출 단계(S30)에서 작동 헤드(230)를 더 당겨 실링 부재(240)가 제1 유로(140)의 입구보다 상측에 위치하도록 한 후 가스를 배출할 수 있다. 가스 배출 단계(S30)에서 개폐 밸브(510)를 폐쇄될 수 있다. 가스 배출 단계(S30)에서 가스는 가스 배출관(400)을 통해 가스 포집 용기 또는 가스 분석 장치의 샘플링 관으로 전달될 수 있다. 도 4c에서 화살표는 가스의 흐름을 나타내는 것일 수 있다.As shown in FIG. 4C , in the gas discharge step (S30), the
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 포집 방법은 전해액 배출 단계(S20)와 가스 배출 단계(S30) 사이에, 상기 가압 펌프(610)로 상기 토출액 저장 챔버(600)의 내부 압력을 상승시켜 상기 토출액 저장 챔버(600) 내의 가스를 상기 가이드 홀(110)로 주입하는 가스 회수 단계(S21)를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술한 바와 같이, 전해액 배출 시에 전해액과 함께 가스가 같이 배출되기 때문에 가압 펌프(610)를 이용하여 토출액 저장 챔버(600) 내의 가스를 가이드 홀(110) 내부 공간으로 돌려보낼 수 있다.As shown in FIG. 5 , in the gas collecting method of the present invention, the internal pressure of the discharge
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Embodiments according to the present invention have been described above, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and embodiments of equivalent range are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
100...상부 지그
110...가이드 홀
111...실링홈
120...오링 삽입 홈
140...제1 유로
150...제2 유로
210...피스톤
220...펀칭 니들
230...작동 헤드
240...실링 부재
400...가스 배출관
500...전해액 배출관
510...개폐 밸브
600...토출액 저장 챔버
610...가압 펌프100 ...
111... sealing
140...
210 ...
230 ... operating
400 ...
510 ... on-off
610 ... pressurized pump
Claims (12)
상기 배기홀을 덮으며 전지에 밀착되는 지그 유닛;
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 가스를 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 가스 배출관; 및
상기 배기홀을 통해 상기 전지 내부로부터 배출되는 전해액을 상기 지그 유닛에 형성된 유로를 통해 전달받는 전해액 배출관을 포함하는 것인 가스 포집 장치.a punching unit forming an exhaust hole through which electrolyte or gas is discharged from the battery;
a jig unit that covers the exhaust hole and adheres to the battery;
a gas discharge pipe for receiving the gas discharged from the inside of the battery through the exhaust hole through a flow path formed in the jig unit; and
And an electrolyte discharge pipe for receiving the electrolyte discharged from the inside of the battery through the exhaust hole through a flow path formed in the jig unit.
상기 지그 유닛은 상기 전지의 상측 면을 가압하는 상부 지그를 포함하고,
상기 펀칭 유닛은 상기 상부 지그를 상하방향으로 관통하도록 형성되는 가이드 홀에 삽입되어 상하방향으로 선형 구동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 하단부에 결합되며 상기 전지의 상측 면을 뚫어 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 니들과, 상기 가이드 홀의 내주면과 상기 피스톤 외주면 사이에 삽입되는 실링 부재를 포함하며,
상기 가스 배출관은 상기 상부 지그에 연결되며 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 상기 가이드 홀을 통해 전달받고,
상기 전해액 배출관은 상기 상부 지그에 연결되며 상기 전지 내부에서 토출되는 전해액을 상기 가이드홀을 통해 전달받아 배출하는 것인 가스 포집 장치.According to claim 1,
The jig unit includes an upper jig that presses the upper side of the battery,
The punching unit is coupled to a piston inserted into a guide hole formed to penetrate the upper jig in the vertical direction and linearly driven in the vertical direction, and a lower end of the piston, punching the upper surface of the battery to form the exhaust hole A needle and a sealing member inserted between the inner circumferential surface of the guide hole and the outer circumferential surface of the piston,
The gas discharge pipe is connected to the upper jig and receives gas generated inside the battery through the guide hole,
The electrolyte discharge pipe is connected to the upper jig and receives and discharges the electrolyte discharged from the inside of the battery through the guide hole.
상기 전해액 배출관은 토출된 전해액이 저장되는 토출액 저장 챔버에 연결되는 것인 가스 포집 장치.According to claim 2,
Wherein the electrolyte discharge pipe is connected to a discharge liquid storage chamber in which the discharged electrolyte is stored.
상기 전해액 배출관에는 상기 토출액 저장 챔버로의 유체 흐름을 차단 또는 개방하는 개폐 밸브가 마련되는 것인 가스 포집 장치.According to claim 3,
The gas collecting device of claim 1, wherein an opening/closing valve for blocking or opening the fluid flow into the discharge liquid storage chamber is provided in the electrolyte discharge pipe.
상기 토출액 저장 챔버에는 상기 토출액 저장 챔버의 내부 압력을 상승시키는 가압 펌프가 마련되는 것인 가스 포집 장치.According to claim 3,
The gas collecting device according to claim 1 , wherein a pressurization pump for increasing an internal pressure of the discharge liquid storage chamber is provided in the discharge liquid storage chamber.
상기 상부 지그의 하측 면에는 링 형상의 오링(O-ring) 삽입 홈이 형성되고,
상기 오링 삽입 홈은 상기 상부 지그의 하측 면에 형성되는 상기 가이드 홀의 입구를 둘러싸도록 형성되는 것인 가스 포집 장치.According to claim 2,
A ring-shaped O-ring insertion groove is formed on the lower surface of the upper jig,
The O-ring insertion groove is formed to surround the inlet of the guide hole formed on the lower surface of the upper jig.
상기 지그 유닛은 상기 전지의 하측 면을 지지하는 하부 지그를 더 포함하고,
상기 하부 지그의 일측 단부에 고정되고 상하방향으로 연장되는 가이드 바; 및
상기 상부 지그의 일측 단부에 고정되고 상기 가이드 바가 끼워져 상기 가이드 바를 따라 상하로 이동하는 지그 이동부를 더 포함하는 것인 가스 포집 장치.According to claim 2,
The jig unit further includes a lower jig supporting a lower surface of the battery,
a guide bar fixed to one end of the lower jig and extending vertically; and
The gas collecting device further includes a jig moving part fixed to one end of the upper jig and fitted with the guide bar to move up and down along the guide bar.
상기 상부 지그에는 상기 가이드 홀의 내부 공간에 입구가 마련되고 상기 상부 지그의 외주면에 출구가 마련되는 제1 유로 및 제2 유로가 형성되고,
상기 제1 유로의 출구에는 상기 가스 배출관이 연결되며,
상기 제2 유로의 출구에는 상기 전해액 배출관이 연결되는 것인 가스 포집 장치.According to claim 2,
The upper jig is formed with a first flow path and a second flow path having an inlet provided in the inner space of the guide hole and an outlet provided on the outer circumferential surface of the upper jig,
The gas discharge pipe is connected to the outlet of the first flow path,
The gas collecting device to which the electrolyte discharge pipe is connected to the outlet of the second flow path.
상기 가이드 홀의 상기 내부 공간에서 상기 제1 유로의 입구는 상기 제2 유로의 입구보다 상측에 위치하는 것인 가스 포집 장치.According to claim 8,
The gas collecting device of claim 1 , wherein an inlet of the first flow path is positioned above an inlet of the second flow path in the inner space of the guide hole.
상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구는 상하방향으로 서로 일정 거리로 이격되고,
상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구 간의 상하방향으로 이격 거리는 상기 실링 부재의 상하방향 길이보다 더 긴 것인 가스 포집 장치.According to claim 8,
The inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path are spaced apart from each other in a vertical direction,
A separation distance in the vertical direction between the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path is longer than the vertical length of the sealing member.
상기 피스톤을 하강시켜 상기 전지에 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 단계;
상기 실링 부재가 상기 제1 유로의 입구와 상기 제2 유로의 입구 사이에 위치하도록 상기 피스톤을 상승시키고 상기 전해액 배출관으로 전해액을 배출하는 전해액 배출 단계; 및
상기 실링 부재가 상기 제1 유로보다 상측에 위치하도록 상기 피스톤을 상승시키고 상기 가스 배출관으로 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출 단계를 포함하는 것인 가스 포집 방법.In the gas collecting method using the gas collecting device according to claim 9,
a punching step of lowering the piston to form the exhaust hole in the battery;
an electrolyte discharge step of raising the piston so that the sealing member is positioned between the inlet of the first flow path and the inlet of the second flow path and discharging the electrolyte into the electrolyte discharge pipe; and
and a gas discharge step of raising the piston so that the sealing member is located above the first flow path and discharging the gas generated inside the battery through the gas discharge pipe.
상기 피스톤을 하강시켜 상기 전지에 상기 배기홀을 형성하는 펀칭 단계;
상기 전해액 배출관으로 전해액을 배출하는 전해액 배출 단계;
상기 가압 펌프로 상기 토출액 저장 챔버의 내부 압력을 상승시켜 상기 토출액 저장 챔버 내의 가스를 상기 가이드 홀로 주입하는 가스 회수 단계; 및
상기 가스 배출관으로 상기 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하는 가스 배출 단계를 포함하는 것인 가스 포집 방법.In the gas collecting method using the gas collecting device according to claim 5,
a punching step of lowering the piston to form the exhaust hole in the battery;
an electrolyte discharge step of discharging the electrolyte into the electrolyte discharge pipe;
a gas recovery step of injecting gas in the discharge liquid storage chamber into the guide hole by increasing the internal pressure of the discharge liquid storage chamber with the pressure pump; and
and a gas discharge step of discharging the gas generated inside the battery through the gas discharge pipe.
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| CN117691292A (en) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 孚能科技(赣州)股份有限公司 | Soft package power battery air current dredger and soft package power battery |
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- 2021-06-25 KR KR1020210082950A patent/KR20230000625A/en active Search and Examination
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |