KR20230090826A - Precharger for secondary battery - Google Patents
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Abstract
이차전지용 프리차저가 개시된다. 본 발명에 따른 이차전지용 프리차저는,
활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘치는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고, 누액방지용 흡입유닛은, 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 전해액의 누출(leak)를 방지하며 전해액과 가스를 흡입하는 진공 노즐부와, 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며 내부에 진공 노즐부가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간과 진공 노즐부가 접촉되어 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함한다.A precharger for a secondary battery is disclosed. The precharger for a secondary battery according to the present invention,
A leak-preventing suction unit for preventing overflow of the electrolyte inside the secondary battery cell during an activation process and discharging gas contained in the electrolyte to the outside, wherein the leak-preventing suction unit is in close contact with the electrolyte injection port formed in the secondary battery cell A vacuum nozzle part that prevents electrolyte leakage and sucks electrolyte and gas, and the vacuum nozzle part is connected to be able to move relative to each other, and the buffer space in which the electrolyte sucked by the vacuum nozzle part is stored and the vacuum nozzle part are in contact with the buffer space. It includes a suction chamber formed with a contact inner wall surface for sealing.
Description
본 발명은, 이차전지용 프리차저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차전지 셀의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출하고 흡입한 전해액을 보관하여 충방전 공정이 완료된 후 전해액을 다시 이차전지 셀의 내부로 투입하여 이차전지 셀의 품질을 높일 수 있는 이차전지용 프리차저에 관한 것이다.The present invention relates to a precharger for a secondary battery, and more particularly, to a charge/discharge process by inhaling an electrolyte of a secondary battery cell and a gas contained in the electrolyte, discharging the gas contained in the electrolyte, and storing the inhaled electrolyte. The present invention relates to a precharger for a secondary battery capable of improving the quality of a secondary battery cell by injecting the electrolyte solution into the secondary battery cell again after the completion of the process.
이차전지는 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지고 있어 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. Secondary batteries have electrical characteristics such as high applicability and high energy density, so they are universally applied not only to portable devices but also to electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by an electrical driving source. It is becoming.
이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving energy efficiency and eco-friendliness in that they do not generate any by-products due to the use of energy as well as the primary advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 이차전지는 높은 출력 전압을 위해 복수의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리팩을 구성하기도 한다. 따라서, 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Currently, types of secondary batteries widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and the like. These secondary batteries form a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series for a high output voltage. In addition, a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to a charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
한편, 복수의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.Meanwhile, when configuring a battery pack by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module composed of at least one battery cell is first configured, and other components are added using the at least one battery module to form a battery pack. How to configure is common.
이러한 배터리 셀은 최근 들어 리튬 폴리머 전지로서, 파우치형 이차전지 셀을 많이 사용하고 있는 추세이다. 각형과 비교되는 파우치형 이차전지 셀은 단위 중량 및 체적 당 높은 에너지 밀도를 가지며, 배터리 셀의 박형화 및 경량화가 용이한 장점이 있으나, 이러한 모든 장점에도 안정성 문제가 대두되고 있다. 이에 반해 각형과 원통형은 알루미늄 캔을 이용하여 밀봉을 했기 때문에 셀 내부의 전해액이 흘러나올 위험이 낮고, 안정성 부분에서도 파우치 형 보다 높다고 인식되고 있다. 최근 각형 베터리 제조업체의 제품의 경우 효율적인 측면에서 우위를 점했던 파우치형 베터리 대비하여 효율적인 부분을 강화시키면서 카메이커의 각형 베터리 표준화가 이루어지고 있는 추세이다.These battery cells are lithium polymer batteries, and pouch-type secondary battery cells have recently been widely used. A pouch-type secondary battery cell compared to a prismatic type has advantages such as high energy density per unit weight and volume, and easy thinning and lightening of the battery cell. On the other hand, since the square and cylindrical types are sealed using an aluminum can, the risk of leakage of the electrolyte inside the cell is low, and it is recognized that the stability is higher than that of the pouch type. Recently, in the case of products from prismatic battery manufacturers, the standardization of prismatic batteries by car makers is being carried out while strengthening the efficient part compared to pouch-type batteries, which had an advantage in efficiency.
이러한 파우치형 이차전지 셀의 제조 방법을 살펴보면, 먼저, 양극판 및 음극판을 제조하고, 이들 사이에 세퍼레이터를 개재한 후 적층하여 전극 조립체를 제작한다.Looking at the manufacturing method of such a pouch-type secondary battery cell, first, a positive electrode plate and a negative electrode plate are manufactured, a separator is interposed therebetween, and then stacked to manufacture an electrode assembly.
이후, 전극 조립체의 전극리드와 캔캡을 용접하여 케이스에 삽입한다. 이후 캔캡 가장자리를 용접하여 밀봉하고, 캔캡의 전해액 주입구를 이용하여 전해액을 주입하여 전극조립체에 전해액이 함침되도록 한다.Then, the electrode lead of the electrode assembly and the can cap are welded and inserted into the case. Then, the edge of the can cap is sealed by welding, and the electrolyte is injected using the electrolyte injection port of the can cap so that the electrode assembly is impregnated with the electrolyte.
이후, 상기와 같이 조립이 완료된 배터리 셀을 안정화시키기 위해 에이징(Aging) 공정을 거친 후, 배터리 셀을 활성화하기 위한 충방전 공정을 실시하게 된다.Thereafter, an aging process is performed to stabilize the assembled battery cell as described above, and then a charge/discharge process is performed to activate the battery cell.
그러나 충방전 공정과정에서, SEI 레이어(layer) 형성에 따른 전해액 및 첨가제의 비가역 반응이 발생하고, 이때 가스가 발생한다. 케이스 내부에 있는 가스는 제거가 필요하며, 가스를 제거하지 않을 경우 배터리 셀의 불량을 유발하게 된다.However, during the charging and discharging process, an irreversible reaction between the electrolyte and additives occurs due to the formation of an SEI layer, and gas is generated at this time. The gas inside the case needs to be removed, and if the gas is not removed, the battery cell may be defective.
따라서, 충방전 공정 중에도 각형 케이스 내부의 가스를 제거하기 위해 배터리 셀의 가스제거장치를 이용하여 가스제거 공정이 행해진다.Therefore, a degassing process is performed using a degassing device of a battery cell to remove gas inside the prismatic case even during the charging and discharging process.
종래기술에 따른 이차전지용 프리차저는, 각형 케이스 내부의 전해액과 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하기 위해 진공 노즐로 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출하고 흡입한 전해액을 보관하여 충방전 공정이 완료된 후 전해액을 다시 각형 케이스 내부로 공급한다.A precharger for a secondary battery according to the prior art sucks the electrolyte and the gas contained in the electrolyte through a vacuum nozzle to discharge the electrolyte inside the prismatic case and the gas contained in the electrolyte to the outside, and discharges the gas contained in the electrolyte to the outside. The inhaled electrolyte is stored, and after the charging and discharging process is completed, the electrolyte is supplied back to the inside of the prismatic case.
그런데, 종래기술에 따른 이차전지용 프리차저는, 전해액의 흡입 및 흡입제한을 위한 진공 노즐의 상하운동에 의해 진공 노즐이 손상되어 흡입한 전해액의 밀폐상태를 유지하지 못하는 문제점이 있었다. However, the conventional precharger for a secondary battery has a problem in that the vacuum nozzle is damaged due to the vertical movement of the vacuum nozzle for suctioning and limiting suction of the electrolyte, so that the suctioned electrolyte cannot be sealed.
또한, 종래기술에 따른 이차전지용 프리차저의 진공 노즐은 조립이 복잡하고 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.In addition, the vacuum nozzle of the pre-charger for secondary batteries according to the prior art has problems in that assembly is complicated and maintenance is difficult.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전해액을 흡입하는 진공 노즐부의 손상을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이차전지용 프리차저를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a precharger for a secondary battery that can prevent damage to a vacuum nozzle unit that sucks an electrolyte solution and is easy to assemble and maintain.
본 발명의 일 측면에 따르면, 활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘쳐 상기 이차전지 셀의 외부로 노출되는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고, 상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상기 전해액의 누출(leak)를 방지하며, 상기 전해액과 상기 가스를 흡입하는 진공 노즐부; 및 상기 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며, 내부에 상기 진공 노즐부가 흡입한 상기 전해액이 저장되는 버퍼공간과 상기 진공 노즐부가 접촉되어 상기 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함하는 이차전지용 프리차저가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, during the activation process, the electrolyte inside the secondary battery cell overflows and prevents exposure to the outside of the secondary battery cell and includes a suction unit for preventing leakage to discharge gas contained in the electrolyte solution to the outside, The leak-preventing suction unit is in close contact with the electrolyte injection hole formed in the secondary battery cell to prevent leakage of the electrolyte, and includes a vacuum nozzle unit for sucking the electrolyte and the gas; and a suction chamber connected to the vacuum nozzle unit to be relatively movable and having a contact inner wall surface formed therein to seal the buffer space by contacting the vacuum nozzle unit with a buffer space in which the electrolyte solution sucked by the vacuum nozzle unit is stored. A precharger for a secondary battery may be provided.
상기 흡입챔버는, 상부 블록; 및 상기 상부 블록에 결합되고 상기 상부 블록의 하부에 배치되며, 상기 버퍼공간이 형성된 하부 블록을 포함하며, 상기 하부 블록에는, 상기 버퍼공간에 연통되고 상기 버퍼공간의 하부에 배치되며 상기 접촉 내벽면을 형성하는 테이퍼홀이 마련되고, 상기 테이퍼홀은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성될 수 있다.The suction chamber may include an upper block; and a lower block coupled to the upper block, disposed below the upper block, and having the buffer space formed therein, wherein the lower block communicates with the buffer space, is disposed below the buffer space, and includes the contact inner wall surface. A taper hole forming a is provided, and the taper hole may be formed in a shape in which an inner diameter gradually decreases toward a lower side.
상기 하부 블록에는, 상기 테이퍼홀에 연통되고 상기 테이퍼홀의 하부에 배치되며, 상기 진공 노즐부가 관통하는 노즐 관통홀이 형성될 수 있다.A nozzle through-hole communicating with the taper hole, disposed below the taper hole, and through which the vacuum nozzle unit passes may be formed in the lower block.
상기 노즐 관통홀의 내경은 상기 버퍼공간의 내경보다 작은 형상으로 형성될 수 있다.An inner diameter of the nozzle through-hole may be smaller than an inner diameter of the buffer space.
상기 진공 노즐부는, 상기 접촉 내벽면의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드; 및 상기 테이퍼형 노즐헤드에 연결되고 상기 버퍼공간에 연통될 수 있으며, 상기 전해액이 유동되는 유동관로가 형성된 노즐몸체를 포함할 수 있다.The vacuum nozzle unit may include a tapered nozzle head formed in a shape in which an outer diameter decreases toward a lower side so as to correspond to the shape of the inner wall surface of the contact; and a nozzle body connected to the tapered nozzle head, communicated with the buffer space, and having a flow pipe through which the electrolyte flows.
상기 유동관로는, 세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로; 및 상기 세로관로에 연통되며, 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로를 포함할 수 있다.The flow conduit includes a vertical conduit formed extending in a vertical direction; and a horizontal conduit communicating with the vertical conduit and extending in a horizontal direction.
상기 가로관로는 한 개 또는 다수 개로 마련되며, 상기 가로관로는 상기 세로관로와 연결되어 상기 전해액 및 상기 가스를 제거하기 위한 통로가 될 수 있다.One or more horizontal conduits are provided, and the horizontal conduits may be connected to the vertical conduits to serve as passages for removing the electrolyte and the gas.
상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 버퍼공간의 내부에 배치되며, 상기 진공 노즐부를 상기 이차전지 셀 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.The leak-preventing suction unit may further include an elastic body that is disposed inside the buffer space and elastically presses the vacuum nozzle toward the secondary battery cell.
상기 노즐헤드의 상단부에는 상기 탄성체의 일부분이 삽입되는 요입홈이 형성될 수 있다.A concave groove into which a portion of the elastic body is inserted may be formed at an upper end of the nozzle head.
상기 진공 노즐부는, 상기 테이퍼형 노즐헤드의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈에 삽입되며, 상기 접촉 내벽면에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링; 및 상기 노즐몸체의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈에 삽입되며, 상기 노즐 관통홀의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링을 더 포함할 수 있다.The vacuum nozzle unit is inserted into the mounting groove for the head formed on the outer wall surface of the tapered nozzle head, the sealing O-ring that can come into contact with the inner wall surface of the contact; and an O-ring for motion inserted into a mounting groove for a body formed on an outer wall surface of the nozzle body and in contact with an inner wall surface of the nozzle through-hole.
상기 가로관로는 상기 밀폐용 오링과 상기 운동용 오링의 사이에 배치될 수 있다.The horizontal conduit may be disposed between the O-ring for sealing and the O-ring for exercise.
상기 하부 블록에는, 상기 버퍼공간에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스가 배출되는 가스 배출관로가 형성될 수 있다.A gas discharge pipe communicating with the buffer space and discharging gas contained in the electrolyte solution may be formed in the lower block.
상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 하부 블록에 결합되고 상기 가스 배출관로에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 배출밸브를 더 포함할 수 있다.The leakage preventing suction unit may further include a discharge valve coupled to the lower block, communicated with the gas discharge pipe, and discharging gas included in the electrolyte solution to the outside.
상기 흡입챔버는, 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이에 배치되어 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링을 더 포함할 수 있다.The suction chamber may further include a sealing O-ring disposed between the upper block and the lower block to seal between the upper block and the lower block.
본 발명의 실시예들은, 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상전해액의 누출(leak)을 방지하며 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하는 진공 노즐부와, 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되고 내부에 진공 노즐부가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간과 진공 노즐부가 접촉되어 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 구비함으로써, 진공 노즐부의 상하운동에 의해 진공 노즐부가 손상되는 것을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.Embodiments of the present invention, a vacuum nozzle unit that is in close contact with an electrolyte injection hole formed in a secondary battery cell to prevent leakage of the upper electrolyte solution and sucks the electrolyte solution and the gas contained in the electrolyte solution, and the vacuum nozzle unit are connected to be relatively movable and a suction chamber having a buffer space storing the electrolyte sucked by the vacuum nozzle unit and a contact inner wall surface that seals the buffer space by contacting the vacuum nozzle unit therein, thereby preventing the vacuum nozzle unit from being damaged due to the vertical movement of the vacuum nozzle unit. It has the advantage of being easy to assemble and maintain.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 누액방지용 흡입유닛이 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1의 흡입챔버와 진공 노즐부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 흡입챔버를 도시한 도면이다.
도 4은 도 2의 진공 노즐부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 동작상태도이다.1 is a plan view illustrating a suction unit for preventing leakage of a precharger for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the suction chamber and the vacuum nozzle of FIG. 1 .
FIG. 3 is a view showing the suction chamber of FIG. 2;
4 is a perspective view of the vacuum nozzle unit of FIG. 2;
5 is an operating state diagram of FIG. 2 .
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and its operational advantages and objectives achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 누액방지용 흡입유닛이 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 흡입챔버와 진공 노즐부를 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 흡입챔버를 도시한 도면이고, 도 4은 도 2의 진공 노즐부를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 2의 동작상태도이다.1 is a plan view showing a suction unit for preventing leakage of a precharger for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a suction chamber and a vacuum nozzle part of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 2 , FIG. 4 is a perspective view showing the vacuum nozzle unit of FIG. 2 , and FIG. 5 is an operating state diagram of FIG. 2 .
본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이차전지 셀(미도시)의 내부의 전해액이 활성화 공정 동안 넘쳐 이차전지 셀(미도시)의 외부로 노출되는 것을 방지하고 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛(10)과, 누액방지용 흡입유닛(10)의 하측 영역에 배치되며 이차전지 셀(미도시)이 안착된 스테이지유닛(미도시)과, 스테이지유닛(미도시)에 연결되어 스테이지유닛(미도시)을 누액방지용 흡입유닛(10)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 승강부(미도시)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 5 , the precharger for a secondary battery according to the present embodiment is exposed to the outside of a secondary battery cell (not shown) by overflowing during an activation process. and a stage unit (not shown) disposed in the lower region of the leakage preventing
누액방지용 흡입유닛(10)은 이차전지 셀(미도시)의 내부의 전해액이 넘치는 것을 방지하고 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출한다. 이러한 누액방지용 흡입유닛(10)은 스테이지유닛(미도시)의 상부 영역에 배치된다.The leak-preventing
누액방지용 흡입유닛(10)은 베이스 프레임에 연결되어 지지된다. 이러한 누액방지용 흡입유닛(10)에는 진공 노즐부(100)와 흡입챔버(200)가 장착된다.The leak-preventing
흡입챔버(200)에는 진공 노즐부(100)가 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 흡입챔버(200)의 내부에 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)과 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)이 형성된다.The
본 실시예에 따른 흡입챔버(200)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 블록(210)과, 상부 블록(210)에 결합되고 상부 블록(210)의 하부에 배치되며 버퍼공간(221)이 형성된 하부 블록(220)과, 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이에 배치되어 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링(230)과, 버퍼공간(221)의 내부에 배치되며 진공 노즐부(100)를 이차전지 셀(미도시) 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체(300)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 5 , the
상부 블록(210)은 사각의 블록 형상으로 형성된다. 이러한 상부 블록(210)은 하부 블록(220)의 상단부에 결합된다. 하부 블록(220)은 사각의 블록 형상으로 형성된다. 이러한 하부 블록(220)은 상부 블록(210)의 하단부에 결합되며 상부 블록(210)의 하부에 배치된다. The
하부 블록(220)에는 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)이 형성된다. 이러한 버퍼공간(221)은 하부 블록(220)의 상단부에서 하단부 방향으로 소정 깊이로 함몰되어 형성된다.A
또한 하부 블록(220)에는, 버퍼공간(221)에 연통되고 버퍼공간(221)의 하부에 배치되며 접촉 내벽면(222a)을 형성하는 테이퍼홀(222)이 형성된다. In addition, the
본 실시예에서 테이퍼홀(222)은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성된다. 이러한 테이퍼홀(222)의 내벽면은 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)을 형성한다.In this embodiment, the
이와 같이 접촉 내벽면(222a)을 형성하는 테이퍼홀(222)이 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성됨으로써, 진공 노즐부(100)의 상하이동에 의해 진공 노즐부(100)의 테이퍼형 노즐헤드(110)가 접촉 내벽면(222a)에 용이하게 밀착 및 밀착 해제될 수 있고, 그에 따라 진공 노즐부(100)의 상하이동에 의해 테이퍼형 노즐헤드(110)와 밀폐용 오링(130) 및 접촉 내벽면(222a)이 손상되는 것이 방지된다.In this way, the
하부 블록(220)에는 진공 노즐부(100)가 관통하는 노즐 관통홀(223)이 형성된다. 이러한 노즐 관통홀(223)은 테이퍼홀(222)에 연통되고 테이퍼홀(222)의 하부에 배치된다. 본 실시예에서 노즐 관통홀(223)의 내경은 버퍼공간(221)의 내경보다 작은 형상으로 형성된다. A nozzle through
또한 하부 블록(220)에는 전해액에 포함된 가스를 배출하는 가스 배출관로(224)가 형성된다. 이러한 가스 배출관로(224)는 버퍼공간(221)에 연통됨으로써, 전해액에 포함된 가스가 배출밸브(400)를 통해 외부로 배출될 수 있다.In addition, a
밀봉용 오링(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이에 배치되어 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이의 빈틈을 밀봉한다. As shown in FIG. 2 , the sealing O-
한편, 진공 노즐부(100)는 이차전지 셀(미도시)에 형성된 전해액 주입구(미도시)에 밀착되어 전해액의 누출(leak)를 방지하여 전해액이 이차전지 외부로 노출되는 것을 방지한다.Meanwhile, the
또한, 진공 노즐부(100)는 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입되어 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입한다.In addition, the
이러한 진공 노즐부(100)는, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접촉 내벽면(222a)의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드(110)와, 테이퍼형 노즐헤드(110)에 연결되고 버퍼공간(221)에 연통될 수 있으며 전해액이 유동되는 유동관로(121, 122)가 형성된 노즐몸체(120)와, 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈(111)에 삽입되며 접촉 내벽면(222a)에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링(130)과, 노즐몸체(120)의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈(123)에 삽입되며 노즐 관통홀(223)의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링(140)과, 노즐몸체(120)에 결합되며 흡입관로(151)가 형성된 흡입 파이프(150)를 포함한다.As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the
테이퍼형 노즐헤드(110)는 접촉 내벽면(222a)의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 원추형 형상으로 형성된다. 이러한 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에는 밀폐용 오링(130)이 삽입되는 헤드용 장착홈(111)이 형성된다. The tapered
또한, 노즐헤드의 상단부에는 탄성체(300)의 하단부가 삽입되는 요입홈(112)이 형성된다.In addition, a
노즐몸체(120)는 길이가 긴 관 형상으로 형성된다. 노즐몸체(120)는 테이퍼형 노즐헤드(110)에 연결되고 버퍼공간(221)에 연통될 수 있다. 이러한 노즐몸체(120)의 외벽면에는 운동용 오링(140)이 삽입되는 몸체용 장착홈(123)이 형성된다.The
또한, 노즐몸체(120)에는 전해액이 유동되는 유동관로(121, 122)가 형성된다. 유동관로(121, 122)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로(121)와, 세로관로(121)에 연통되며 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로(122)를 포함한다.In addition, the
세로관로(121)는 노즐몸체(120)의 길이방향을 따라 형성된다. 이러한 세로관로(121)의 흡입구(121a)는 노즐몸체(120)의 하단부에 배치된다.The
가로관로(122)는 노즐몸체(120)의 상부영역에 위치되며 새로관로에 연통된다. 가로관로(122)의 배출구(122a)는 노즐몸체(120)의 측벽에 배치된다. The
본 실시예에서 가로관로(122)는 한 개 또는 다수 개로 마련된다. 다수 개의 가로관로(122)는 세로관로(121)를 기준으로 하여 상호 방사상으로 이격되어 배치될 수 있다. 가로관로(122)는 세로관로(121)와 연결되어 전해액 및 가스를 제거하기 위한 통로가 될 수 있다.In this embodiment, the
가로관로(122)는 밀폐용 오링(130)과 운동용 오링(140)의 사이에 배치된다. 이와 같이 가로관로(122)가 밀폐용 오링(130)과 운동용 오링(140)의 사이에 배치됨으로써, 밀폐용 오링(130)이 접촉 내벽면(222a)에서 밀착 해제되어 버퍼공간(221)이 개방되었을 때 가로관로(122)에서 배출된 전해액이 버퍼공간(221)으로 유동된다. The
한편, 탄성체(300)는 버퍼공간(221)의 내부에 배치된다. 탄성체(300)는 이차전지 셀(미도시)의 상부 영역에 배치된 진공 노즐부(100)를 이차전지 셀(미도시)을 향하는 방향(하측 방향)으로 탄성적으로 가압한다. 탄성체(300)의 상단부는 상부 블록(210)의 하단부에 연결되고 하단부는 진공 노즐부(100)의 상단부에 연결된다.Meanwhile, the
이와 같이 탄성체(300)가 버퍼공간(221)의 내부에 배치됨으로써, 탄성체(300)에 예압을 부여하기 위한 별도의 고정구를 설치할 필요가 없어 설치 및 조립이 쉽고 유지보수가 용이한 이점이 있다. In this way, since the
밀폐용 오링(130)은 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈(111)에 삽입된다. 이러한 밀폐용 오링(130)은 접촉 내벽면(222a)에 접촉 및 접촉 해제되어 버퍼공간(221)을 밀폐 및 밀폐 해제한다.The sealing O-
이와 같이 진공 노즐부(100)의 상승 및 하강에 의해 밀폐용 오링(130)이 접촉 내벽면(222a)에 접촉 및 접촉해제됨으로써, 버퍼공간(221)을 밀폐 및 밀폐 해제하는 과정에서 밀폐용 오링(130)의 손상을 방지할 수 있다.In this way, the O-ring for sealing 130 contacts and releases contact with the contact
운동용 오링(140)은 노즐몸체(120)의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈(123)에 삽입된다. 이러한 운동용 오링(140)은 노즐 관통홀(223)의 내벽면에 접촉된다. The exercise O-
흡입 파이프(150)는 노즐몸체(120)에 결합된다. 이러한 흡입 파이프(150)는에는 흡입관로(151)가 형성되는데, 흡입관로(151)는 상술한 세로관로(121)에 연통된다. 흡입 파이프(150)의 하단부 영역은 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입될 수 있다.The
한편, 누액방지용 흡입유닛(10)은 배출밸브(400)를 포함한다. 배출밸브(400)는 하부 블록(220)에 결합되고 가스 배출관로(224)에 연통된다. 이러한 배출밸브(400)는 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출한다.Meanwhile, the
본 실시예에서 배출밸브(400)는 별도의 펌프(미도시)에 연결되어 버퍼공간(221)의 압력을 음압 및 양압으로 조절할 수 있다. 이러한 버퍼공간(221)의 압력조절에 의해 전해액이 버퍼공간(221)으로 유입될 수 있고, 버퍼공간(221)에서 배출될 수 있다.In this embodiment, the
스테이지유닛(미도시)은 누액방지용 흡입유닛(10)의 하측 영역에 배치된다. 이러한 스테이지유닛(미도시)의 상면에는 이차전지 셀(미도시)이 안착된다. A stage unit (not shown) is disposed in the lower region of the
승강부(미도시)는 테이지유닛에 연결된다. 이러한 승강부(미도시)는 스테이지유닛(미도시)을 상승 및 하강시켜 스테이지유닛(미도시)을 누액방지용 흡입유닛(10)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킨다. An elevating unit (not shown) is connected to the stage unit. The elevating unit (not shown) raises and lowers the stage unit (not shown) to move the stage unit (not shown) in a direction approaching and away from the leak-preventing
이하에서 본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 동작을 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다. Hereinafter, an operation of the precharger for a secondary battery according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .
도 2에 도시된 바와 같이 버퍼공간(221)이 밀폐된 상태에서, 스테이지유닛(미도시)이 상측으로 상승하여 진공 노즐부(100)의 흡입 파이프(150)가 이차전지 셀(미도시)의 내부로 진입하여 전해액을 흡입한다. 스테이지유닛(미도시)의 상승에 의해 이차전지 셀(미도시)이 진공 노즐부(100)를 상승된다.As shown in FIG. 2, in the state where the
진공 노즐부(100)의 상승에 의해 접촉 내벽면(222a)에 밀착되어 있던 테이퍼형 노즐헤드(110)가 접촉 내벽면(222a)에서 밀착 해제된다. 특히, 밀폐용 오링(130)과 접촉 내벽면(222a)의 밀착이 해제된다. As the
이러한 테이퍼형 노즐헤드(110)의 상승에 의해 버퍼공간(221)이 개방되어 흡입관로(151), 세로관로(121) 및 유동관로(121, 122)를 통과한 전해액이 버퍼공간(221)으로 유입된다. 이때, 버퍼공간(221)에 유입된 전해액에 포함된 가스는 가스 배출관로(224)를 거쳐 배출밸브(400)로 배출된다. As the tapered
가스가 배출된 후 버퍼공간(221)에 유입된 전해액은 버퍼공간(221)에서 배출되어 다시 이차전지 셀(미도시)의 내부로 투입된다.After the gas is discharged, the electrolyte solution introduced into the
이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저는, 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입되어 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하는 진공 노즐부(100)와, 진공 노즐부(100)가 상대이동 가능하게 연결되고 내부에 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)과 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)이 형성된 흡입챔버(200)를 구비함으로써, 진공 노즐부(100)의 상하운동에 의해 진공 노즐부(100)가 손상되는 것을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.As described above, the precharger for a secondary battery according to the present embodiment includes a
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the scope of rights of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations should fall within the scope of the claims of the present invention.
10: 누액방지용 흡입유닛
100: 진공 노즐부
110: 테이퍼형 노즐헤드
111: 헤드용 장착홈
112: 요입홈
120: 노즐몸체
121: 세로관로
122: 가로관로
123: 몸체용 장착홈
130: 밀폐용 오링
140: 운동용 오링
200: 흡입챔버
210: 상부 블록
220: 하부 블록
221: 버퍼공간
222: 테이퍼홀
222a: 접촉 내벽면
223: 노즐 관통홀
224: 가스 배출관로
230: 밀봉용 오링
300: 탄성체
400: 배출밸브10: suction unit for leak prevention 100: vacuum nozzle part
110: tapered nozzle head 111: mounting groove for head
112: concave groove 120: nozzle body
121: vertical pipe 122: horizontal pipe
123: Mounting groove for body 130: O-ring for sealing
140: exercise O-ring 200: suction chamber
210: upper block 220: lower block
221: buffer space 222: taper hole
222a: contact inner wall surface 223: nozzle through-hole
224: gas discharge pipe 230: O-ring for sealing
300: elastic body 400: discharge valve
Claims (14)
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상기 전해액의 누출(leak)을 방지하여 상기 전해액이 이차전지 외부로 노출되는 것을 방지하며, 상기 전해액과 상기 가스를 흡입하는 진공 노즐부; 및
상기 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며, 내부에 상기 진공 노즐부가 흡입한 상기 전해액이 저장되는 버퍼공간과 상기 진공 노즐부가 접촉되어 상기 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함하는 이차전지용 프리차저.A suction unit for preventing leakage to prevent leakage of the secondary battery cell from being exposed to the outside of the secondary battery cell by overflowing the electrolyte solution during the activation process and discharging gas contained in the electrolyte solution to the outside;
The suction unit for preventing leakage,
a vacuum nozzle unit adhering to an electrolyte injection hole formed in the secondary battery cell to prevent leakage of the electrolyte solution and preventing the electrolyte solution from being exposed to the outside of the secondary battery, and sucking the electrolyte solution and the gas; and
A secondary suction chamber including a suction chamber connected to the vacuum nozzle unit to be relatively movable and formed with a buffer space in which the electrolyte solution sucked by the vacuum nozzle unit is stored and a contact inner wall surface that seals the buffer space by contacting the vacuum nozzle unit. Battery precharger.
상기 흡입챔버는,
상부 블록; 및
상기 상부 블록에 결합되고 상기 상부 블록의 하부에 배치되며, 상기 버퍼공간이 형성된 하부 블록을 포함하며,
상기 하부 블록에는,
상기 버퍼공간에 연통되고 상기 버퍼공간의 하부에 배치되며 상기 접촉 내벽면을 형성하는 테이퍼홀이 마련되고,
상기 테이퍼홀은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 1,
The suction chamber,
upper block; and
A lower block coupled to the upper block, disposed below the upper block, and having the buffer space formed therein;
In the lower block,
A taper hole communicating with the buffer space, disposed below the buffer space, and forming the contact inner wall surface is provided;
The precharger for secondary batteries, characterized in that the taper hole is formed in a shape in which the inner diameter gradually decreases toward the lower side.
상기 하부 블록에는,
상기 테이퍼홀에 연통되고 상기 테이퍼홀의 하부에 배치되며, 상기 진공 노즐부가 관통하는 노즐 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 2,
In the lower block,
A precharger for a secondary battery, characterized in that a nozzle through-hole is formed in communication with the taper hole, disposed below the taper hole, and through which the vacuum nozzle unit passes.
상기 노즐 관통홀의 내경은 상기 버퍼공간의 내경보다 작은 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 3,
The precharger for a secondary battery, characterized in that the inner diameter of the nozzle through-hole is formed smaller than the inner diameter of the buffer space.
상기 진공 노즐부는,
상기 접촉 내벽면의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드; 및
상기 테이퍼형 노즐헤드에 연결되고 상기 버퍼공간에 연통될 수 있으며, 상기 전해액이 유동되는 유동관로가 형성된 노즐몸체를 포함하는 이차전지용 프리차저.According to claim 4,
The vacuum nozzle part,
a tapered nozzle head formed in a shape whose outer diameter decreases toward the lower side so as to correspond to the shape of the contact inner wall surface; and
A precharger for a secondary battery comprising a nozzle body connected to the tapered nozzle head, communicated with the buffer space, and having a flow pipe through which the electrolyte flows.
상기 유동관로는,
세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로; 및
상기 세로관로에 연통되며, 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로를 포함하는 이차전지용 프리차저.According to claim 5,
In the flow pipe,
a vertical tube formed by extending in a vertical direction; and
A precharger for a secondary battery comprising a horizontal conduit communicating with the vertical conduit and extending in a horizontal direction.
상기 가로관로는 한 개 또는 다수 개로 마련되며,
상기 가로관로는 상기 세로관로와 연결되어 상기 전해액 및 상기 가스를 제거하기 위한 통로가 되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 6,
The transverse conduit is provided with one or multiple,
The precharger for a secondary battery, characterized in that the horizontal conduit is connected to the vertical conduit and becomes a passage for removing the electrolyte and the gas.
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 버퍼공간의 내부에 배치되며, 상기 진공 노즐부를 상기 이차전지 셀 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 더 포함하는 이차전지용 프리차저.According to claim 5,
The suction unit for preventing leakage,
The precharger for a secondary battery further comprising an elastic body disposed inside the buffer space and elastically pressing the vacuum nozzle toward the secondary battery cell.
상기 노즐헤드의 상단부에는 상기 탄성체의 일부분이 삽입되는 요입홈이 형성된 이차전지용 프리차저.According to claim 8,
A precharger for a secondary battery in which a concave groove into which a portion of the elastic body is inserted is formed at an upper end of the nozzle head.
상기 진공 노즐부는,
상기 테이퍼형 노즐헤드의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈에 삽입되며, 상기 접촉 내벽면에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링; 및
상기 노즐몸체의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈에 삽입되며, 상기 노즐 관통홀의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링을 더 포함하는 이차전지용 프리차저.According to claim 6,
The vacuum nozzle part,
an O-ring for sealing that is inserted into the head mounting groove formed on the outer wall surface of the tapered nozzle head and can come into contact with the contact inner wall surface; and
A precharger for a secondary battery, further comprising an O-ring for motion inserted into a mounting groove for a body formed on an outer wall surface of the nozzle body and contacting an inner wall surface of the nozzle through-hole.
상기 가로관로는 상기 밀폐용 오링과 상기 운동용 오링의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 10,
The transverse conduit is a precharger for a secondary battery, characterized in that disposed between the O-ring for sealing and the O-ring for exercise.
상기 하부 블록에는,
상기 버퍼공간에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스가 배출되는 가스 배출관로가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저.According to claim 2,
In the lower block,
A precharger for a secondary battery, characterized in that a gas discharge pipe is formed in communication with the buffer space and through which gas contained in the electrolyte is discharged.
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 하부 블록에 결합되고 상기 가스 배출관로에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 배출밸브를 더 포함하는 이차전지용 프리차저.According to claim 12,
The suction unit for preventing leakage,
The precharger for a secondary battery further comprising a discharge valve coupled to the lower block, communicating with the gas discharge pipe, and discharging gas contained in the electrolyte solution to the outside.
상기 흡입챔버는,
상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이에 배치되어 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링을 더 포함하는 이차전지용 프리차저.
According to claim 2,
The suction chamber,
The precharger for a secondary battery further comprising an O-ring for sealing disposed between the upper block and the lower block to seal between the upper block and the lower block.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Citations (1)
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KR20180062835A (en) | 2016-12-01 | 2018-06-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery cell degassing apparatus |
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