KR20230094060A - 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법 - Google Patents

이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법 Download PDF

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KR20230094060A
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Abstract

본 발명은 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 이차전지 활성화 트레이(Tray)를 이차전지 충전 장치로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능한 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 제조장치는 이차전지가 수용되는 트레이, 트레이를 이차전지 충전 장치 내부로 반입하기 위한 반입 지그부, 트레이를 이차전지 충전 장치 내부에서 외부로 반출하기 위한 반출 지그부, 반입 지그부 및 반출 지그부가 활주 가능하게 설치되는 지그 레일부, 및 이차전지 충전 장치 내부에서의 트레이의 상태를 감지하는 감지 센서부를 포함하고, 감지 센서부는 반입 지그부가 반입한 트레이가 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 반출 지그부에 신호를 보내고, 반출 지그부는 감지 센서부의 신호를 받으면 트레이를 이차전지 충전 장치의 외부로 반출한다.

Description

이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법{MANUFACTURING DEVICE FOR SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 이차전지 활성화 트레이(Tray)를 이차전지 충전 장치로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능한 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있다. 그리고 최근에는 웨어러블 기기가 점점 소형화 되어가는 추세에 맞추어서 버튼형 이차전지(=버튼셀) 등의 소형 전지 개발의 중요성이 부각되고 있다.
외부 케이스가 캔으로 형성되는 버튼셀은 직경과 높이가 작은 크기의 스펙을 가지는 가벼운 셀이다. 이러한 버튼셀은 충전 장치로 반입되어 충전을 하는 등의 활성화 공정을 거치게 될 수 있는데, 이때 버튼셀은 복수의 버튼셀을 담는 트레이(Tray)에 담겨 이송되고 이차전지 충전 장치 내로 반입될 수 있다.
도 1은 종래의 이차전지 제조장치를 도시하는 단면도이다.
예를 들어 버튼형 이차전지가 담겨 있는 트레이(10)는 컨베이어(60)(C/V) 위에 올려진 채로 이송될 수 있다. 그리고 이차전지 충전 장치(70) 에 들어가기 전 위치에서 트레이(10) 반입 스톱퍼(20)(stopper)에 의하여 일시적으로 정지할 수 있다. 이후 이차전지 충전 장치(70) 내로 들어가야 하는 때가 되면 컨베이어(60)가 작동하여 트레이(10)를 이차전지 충전 장치(70) 내로 반입시킬 수 있다. 그리고 이차전지 충전 장치(70) 내부에 트레이(10)가 반입되어 안착되면 충전핀(50)이 이차전지의 상부 및 하부 단자에 연결될 수 있다.
이때 트레이(10) 반입 스톱퍼(20)는 트레이(10)의 진행 방향인 F 방향으로 젖혀져 있다. 그에 따라 트레이(10)의 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.
종래에는 트레이(10) 반입 스톱퍼(20)가 F 방향으로 젖혀져 있어 트레이(10)의 반환(트레이(10)가 이차전지 충전 장치(70)로 반입되기 이전에 있었던 위치로 되돌아 오는 것)이 불가능하게끔 구성되어 있었다. 그에 따라 불량 트레이(10-1)(NG Tray)의 경우 컨베이어(60)를 통해 이차전지 충전 장치(70)를 패스(pass) 후 셔틀(30)을 통해 수동 포트(40)에 이관되는 구성이었다(도 1의 화살표 참조). 그리고 수동 포트(40)에 이관된 불량 트레이(10-1)는 수동 포트(40)에 다수가 적층된 후 추후에 수작업으로 반환하는 프로세스(process)로 공정이 이루어 졌었다.
이러한 방식으로 진행할 경우 이차전지 활성화 트레이(10)(Tray)를 이차전지 충전 장치(70)로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비가 대형화 되어야 하는 문제가 있었고, 불량 트레이(10-1) 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 이차전지 활성화 트레이(Tray)를 이차전지 충전 장치로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능한 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 제조장치는 이차전지가 수용되는 트레이, 트레이를 이차전지 충전 장치 내부로 반입하기 위한 반입 지그부, 트레이를 이차전지 충전 장치 내부에서 외부로 반출하기 위한 반출 지그부, 반입 지그부 및 반출 지그부가 활주 가능하게 설치되는 지그 레일부, 및 이차전지 충전 장치 내부에서의 트레이의 상태를 감지하는 감지 센서부를 포함하고, 감지 센서부는 반입 지그부가 반입한 트레이가 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 반출 지그부에 신호를 보내고, 반출 지그부는 감지 센서부의 신호를 받으면 트레이를 이차전지 충전 장치의 외부로 반출한다.
트레이가 이차전지 충전 장치 내로 반입되기 전 위치에서 트레이가 이동 가능하게 놓여지는 컨베이어부를 더 포함할 수 있다.
감지 센서부는, 이차전지 충전 장치 내에 트레이가 있는 지 여부를 감지하는 제1 감지 센서, 및 트레이가 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 정자세로 안착되어 있는지를 감지하는 제2 감지 센서를 포함할 수 있다.
반입 지그부는 지그 레일부와 결합하는 반입 지그 몸체, 및 상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 반입 지그 몸체에 결합되는 반입 지그 실린더를 포함하고, 트레이의 상면에는 반입 지그 실린더가 삽입되도록 마련되는 제1 삽입홀이 형성되어 있고, 반출 지그부는 지그 레일부와 결합하는 반출 지그 몸체, 및 상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 반출 지그 몸체에 결합되는 반출 지그 실린더를 포함하고, 트레이의 상면에는 반출 지그 실린더가 삽입되도록 마련되는 제2 삽입홀이 형성될 수 있다.
반입 지그부는, 반입 지그 실린더를 하강시켜 제1 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 반입 지그 몸체를 지그 레일부를 따라 수평방향으로 이동하여 트레이를 이차전지 충전 장치 내부로 반입할 수 있다.
반입 지그부가 트레이를 이차전지 충전 장치 내부로 반입 시, 반입 지그 실린더는 하측 방향으로 이동한 상태이고 반출 지그 실린더는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다.
반출 지그부는, 반출 지그 실린더를 하강시켜 제2 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 반출 지그 몸체를 지그 레일부를 따라 수평방향으로 이동하여 트레이를 이차전지 충전 장치의 외부로 반출할 수 있다.
반출 지그부가 트레이를 반출 시, 반출 지그 실린더는 하측 방향으로 이동한 상태이고 반입 지그 실린더는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다.
감지 센서부가 반출 지그부에 트레이가 정위치에 안착되어 있지 않다는 신호를 보내면, 반출 지그부는, 트레이가 이차전지 충전 장치로 반입 되기 전에 있었던 위치로 트레이를 반출할 수 있다.
반출 지그부에 의하여 트레이가 이차전지 충전 장치로 반입 되기 전에 있었던 위치로 돌아오면 불량 신호를 울리는 불량 알림 센서부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 제조방법은 이차전지가 수용되는 트레이가 반입 지그부에 의하여 이차전지 충전 장치 내부로 반입되는 트레이 반입 단계, 감지 센서부가 이차전지 충전 장치 내부 에서의 트레이의 상태를 감지하는 트레이 상태 감지 단계, 트레이가 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 감지 센서부가 반출 지그부에 신호를 보내는 신호 송신 단계 및 반출 지그부가 감지 센서부의 신호를 받으면 트레이를 이차전지 충전 장치의 외부로 반출하는 트레이 반출 단계를 포함한다.
트레이 반입 단계는 반입 지그부의 반입 지그 몸체에서 반입 지그 실린더를 하강시켜 트레이의 상면에 형성된 제1 삽입홀에 삽입되게 하는 반입 지그 실린더 하강 단계, 반출 지그부의 반출 지그 몸체에서 반출 지그 실린더를 상승시키는 반출 지그 실린더 상승 단계, 및 반입 지그 몸체를 지그 레일부를 따라 수평 이동시키는 반입 수평 이동 단계를 포함할 수 있다.
트레이 반출 단계는, 반출 지그부의 반출 지그 몸체에서 반출 지그 실린더를 하강시켜 트레이의 상면에 형성된 제2 삽입홀에 삽입되게 하는 반출 지그 실린더 하강 단계, 반입 지그부의 반입 지그 몸체에서 반입 지그 실린더를 상승시키는 반입 지그 실린더 상승 단계, 및 반출 지그 몸체를 지그 레일부를 따라 수평 이동시키는 반출 수평 이동 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법은, 이차전지 활성화 트레이(Tray)를 이차전지 충전 장치로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능하다는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 이차전지 제조장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치에서, 반입 지그부, 반출 지그부, 및 지그 레일부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
실시예 1
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치를 도시하는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치에서, 반입 지그부, 반출 지그부, 및 지그 레일부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)는 트레이(110), 반입 지그부(120), 반출 지그부(130), 지그 레일부(140), 감지 센서부(150)를 포함한다.
트레이(110)(Tray)는 이차전지가 수용되는 구성일 수 있다. 통상적으로 밑면이 넓은 정사각형 또는 직사각형 형상을 가지며, 복수의 이차전지를 담는 트레이(110) 일 수 있으며, 이차전지를 수용하는 수용홈이 윗면에 복수 개 형성된 구성일 수 있다.
이차전지 충전 장치(170)는 트레이(110)가 이차전지 충전장치 내로 들어오면 트레이(110) 내에 배열되어 있는 복수 개의 이차전지를 충전하는 장치일 수 있다. 복수의 충전 핀이 이차전지의 상하부면에 접촉하면 충전이 수행될 수 있다. 다만, 트레이(110)가 정위치에 바른 자세로 놓여 있을 때에 만이 에러 없이 정상적으로 충전을 할 수 있다.
만약 트레이(110)가 정위치에서 벗어난 다른 위치에 있거나 아니면 바른 자세가 아닌 돌아간 자세로 있다면 충전이 제대로 수행될 수 없다. 이를 위해 감지 센서부(150)가 구비될 수 있다. 즉, 감지 센서부(150)는 이차전지 충전 장치(170) 내부에서의 트레이(110)의 상태를 감지하는 구성일 수 있다. 한편, 이곳에서는 일예시로 이차전지 충전 장치(170)로 기재하고 있으나, 이차전지 충방전장치, 이차전지 방전장치 등에 대해서도 본 발명의 아이디어는 동일하게 적용 가능하다.
반입 지그부(120)는 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170) 내부로 반입하기 위한 구성일 수 있다. 그리고 반출 지그부(130)는 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170) 내부에서 외부로 반출하기 위한 구성일 수 있다. 그리고 지그 레일부(140)는 반입 지그부(120) 및 반출 지그부(130)가 활주 가능하게 설치되는 구성일 수 있다. 반입 지그부(120)는 지그 레일부(140)에 설치되어 지그 레일부(140)를 따라 수평 방향으로 이동이 가능할 수 있다. 반출 지그부(130)도 지그 레일부(140)에 설치되어 지그 레일부(140)를 따라 수평 방향으로 이동이 가능할 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 반입 지그부(120)는 반입 지그 몸체(121) 및 반입 지그 실린더(122)를 포함할 수 있다. 반입 지그 몸체(121)는 지그 레일부(140)와 결합하는 구성일 수 있다. 그리고 반입 지그 실린더(122)는 반입 지그 몸체(121)에 이동이 가능하도록 결합되어 있을 수 있다. 즉, 반입 지그 실린더(122)는 상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 반입 지그 몸체(121)에 설치(또는 결합)되는 구성일 수 있다.
그리고 트레이의 상면(111)에는 반입 지그 실린더(122)가 삽입되도록 마련되는 제1 삽입홀(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 반입 지그 실린더(122)가 하강하면 트레이(110)의 제1 삽입홀에 결합될 수 있다. 이렇게 반입 지그 실린더(122)가 제1 삽입홀에 결합된 채로 반입 지그 몸체(121)가 수평방향으로 이동하면 트레이(110) 역시 수평방향으로 이동하게 될 수 있다. 반입 지그 몸체(121)는 지그 레일부(140)에 결합되어 수평방향으로 이동할 수 있다. 즉, 반입 지그 실린더(122)를 제1 삽입홀에 삽입 시킨 상태로 반입 지그 몸체(121)가 수평방향으로 이동하면 트레이(110)는 반입 지그 몸체(121)에 끌려서 동일하게 수평방향으로 반입 지그 몸체(121)를 따라가게 되는 원리일 수 있다.
반입 지그 몸체(121)는 이차전지 충전 장치(170)를 향해서 수평방향으로 이동하고, 이것에 의하여 트레이(110)는 이차전지 충전 장치(170) 내로 들어갈 수 있다. 구체적으로, 반입 지그부(120)는, 반입 지그 실린더(122)를 하강시켜 제1 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 반입 지그 몸체(121)를 지그 레일부(140)를 따라 수평방향으로 이동하여 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170) 내부로 반입할 수 있다. 그리고 이차전지 충전 장치(170) 내부에 트레이(110)가 반입되어 안착되면 충전핀(171)이 이차전지의 상부 및 하부 단자에 연결될 수 있다. 이렇게 충전핀(171)이 이차전지의 양 단자에 연결되면 이차전지의 충전이 수행될 수 있다.
감지 센서부(150)는 이차전지 충전 장치(170) 내부에서의 상기 트레이(110)의 상태를 감지하는 구성일 수 있는데, 도 2를 참조하면, 구체적으로 감지 센서부(150)는 제1 감지 센서(151) 및 제2 감지 센서(152)를 포함할 수 있다. 제1 감지 센서(151)는 이차전지 충전 장치(170) 내에 트레이(110)가 있는 지 여부를 감지하는 센서일 수 있다. 제2 감지 센서(152)는 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내부의 정위치에 정자세로 안착되어 있는지를 감지하는 센서일 수 있다. 이 센서는 비전 센서이거나 거리 감지 센서일 수 있다. 제2 감지 센서(152)가 감지하는 정자세라는 것은 평면도를 기준으로 트레이(110)가 시계 방향으로 돌아가 있거나 반시계 방향으로 돌아가 있는지 여부를 의미하는 것일 수 있다. 평면도를 기준으로 트레이(110)의 기준선이 12시에 위치되어야 정자세인데, 3시로 돌아가 있다면 정자세가 아닌 불량한 자세일 수 있다. 다른 표현으로 설명하자면 제2 감지 센서(152)는 트레이(110)가 요잉(yawing)되어 있는지 여부를 감지하는 것일 수 있다.
반출 지그부(130)는 반출 지그 몸체(131) 및 반출 지그 실린더(132)를 포함할 수 있다. 반출 지그 몸체(131)는 지그 레일부(140)와 결합하는 구성일 수 있다. 그리고 반출 지그 실린더(132)는 반출 지그 몸체(131)에 이동이 가능하도록 결합되어 있을 수 있다. 즉, 반출 지그 실린더(132)는 상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 반출 지그 몸체(131)에 설치(또는 결합)되는 구성일 수 있다.
그리고 트레이의 상면(111)에는 반출 지그 실린더(132)가 삽입되도록 마련되는 제2 삽입홀(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 반출 지그 실린더(132)가 하강하면 트레이(110)의 제2 삽입홀에 결합될 수 있다. 이렇게 반출 지그 실린더(132)가 제2 삽입홀에 결합된 채로 반출 지그 몸체(131)가 수평방향으로 이동하면 트레이(110) 역시 수평방향으로 이동하게 될 수 있다. 반출 지그 몸체(131)는 지그 레일부(140)에 결합되어 수평방향으로 이동할 수 있다. 즉, 반출 지그 실린더(132)를 제2 삽입홀에 삽입 시킨 상태로 반출 지그 몸체(131)가 수평방향으로 이동하면 트레이(110)는 반출 지그 몸체(131)에 끌려서 동일하게 수평방향으로 반출 지그 몸체(131)를 따라가게 되는 원리일 수 있다.
여기 제2 삽입홀을 제1 삽입홀과 다른 위치에 형성되는 다른 구멍일수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 삽입홀은 제1 삽입홀과 동일한 구멍일 수도 있다. 이는 트레이(110)에 삽입홀이 하나만 형성되어 있는 것을 의미할 수 있다.
반출 지그부(130)는, 반출 지그 실린더(132)를 하강시켜 제2 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 반출 지그 몸체(131)를 지그 레일부(140)를 따라 수평방향으로 이동하여 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170)의 외부로 반출할 수 있다. 반출 지그 몸체(131)는 이차전지 충전 장치(170)에서 외부로 수평방향으로 이동하며, 특히, 이에 의하여 트레이(110)는 이차전지 충전 장치(170)로 들어가기 전의 위치로 돌아올 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)는, 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내로 반입되기 전 위치에서 트레이(110)가 이동 가능하게 놓여지는 컨베이어부(160)를 더 포함할 수 있다. 반출 지그부(130)는, 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170)로 들어가기 전의 위치로 돌려 놓을 때, 트레이(110)를 이 컨베이어부(160) 상으로 되돌려 놓을 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)는 트레이(110)의 반입을 원활하게 하기 위하여, 반입 지그부(120)가 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170) 내부로 반입 시, 반입 지그 실린더(122)는 하측 방향으로 이동한 상태이고 반출 지그 실린더(132)는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다. 만약 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170)를 향해서 이동해 갈 때 반출 지그 실린더(132)가 하측 방향으로 내려와 있다면, 트레이(110)는 이동 과정에서 반출 지그 실린더(132)에 부딪힐 수 있다. 따라서 트레이(110)의 이동을 방해하지 않도록 하기 위하여(즉, 트레이(110)의 이동이 멈춰지지 않기 위하여), 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내로 이동하는 동안 반출 지그 실린더(132)는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다.
같은 원리로, 반출 지그부(130)가 트레이(110)를 반출 시, 반출 지그 실린더(132)는 하측 방향으로 이동한 상태이고 반입 지그 실린더(122)는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다. 즉, 트레이(110)가 외부로 반출 시, 트래이가 반입 지그 실린더(122)에 걸려 멈춰지는 문제가 발생하지 않도록 반입 지그 실린더(122)는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다. 이를 통해 원활한 이동이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)에서, 감지 센서부(150)는 반입 지그부(120)가 반입한 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 반출 지그부(130)에 신호를 보낼 수 있다. 즉, 감지 센서부(150)가 반출 지그부(130)에 트레이(110)가 정위치에 안착되어 있지 않다는 신호를 보낼 수 있다.
반출 지그부(130)는 감지 센서부(150)의 신호를 받으면 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170)의 외부로 반출할 수 있다. 이 경우 반출 지그부(130)는, 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170)로 반입 되기 전에 있었던 위치로 트레이(110)를 반출할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)는 이러한 구성들을 통해 이차전지 활성화 트레이(Tray)를 이차전지 충전 장치(170)로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이 반입에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능할 수 있다. 즉, 본 발명은 승강, 하강식 실린더를 통해 트레이(110)를 반입, 반출할 수 있으므로, 셔틀(30)과 수동 포트(40) 같은 추가적인 대형 설비(도 1 참조)가 필요하지 않아 설비가 간소화될 수 있으며, 반출 지그부(130)에 의하여 반출된 불량 트레이에 대해서는, 수동 포트 같은 곳에 적층해 둘 필요 없이, 자세를 수정한 후 즉시 다시 바로 이차전지 충전 장치(170)로 반입 시킬 수 있으므로 불량 트레이 발생 시 즉각적이고 빠른 대처가 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치(100)는 불량 알림 센서부를 더 포함할 수 있다. 불량 알림 센서부는 반출 지그부(130)에 의하여 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170)로 반입 되기 전에 있었던 위치로 다시 되돌아오면 불량 신호를 울리는 장치일 수 있다. 불량 신호가 울리면 울리면 불량 트레이가 반출되었다는 것을 보다 빠르게 실시간으로 알 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예 2는 실시예 1의 이차전지 제조장치를 이용한 이차전지 제조방법이라는 점에서 실시예 1과 차이가 있다.
실시예 1과 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 2에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 실시예 2에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 실시예 1의 내용을 통해 보완될 수 있음은 자명하다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 제조방법은 트레이(110) 반입 단계, 트레이(110) 상태 감지 단계, 신호 송신 단계, 및 트레이(110) 반출 단계를 포함할 수 있다.
트레이(110) 반입 단계는 이차전지가 수용되는 트레이(110)가 반입 지그부(120)에 의하여 이차전지 충전 장치(170) 내부로 반입되는 단계일 수 있다. 그리고 다시 트레이(110) 반입 단계는 반입 지그 실린더(122) 하강 단계, 반출 지그 실린더(132) 상승 단계, 및 반입 수평 이동 단계를 포함할 수 있다.
반입 지그 실린더(122) 하강 단계는 반입 지그부(120)의 반입 지그 몸체(121)에서 반입 지그 실린더(122)를 하강시켜 트레이의 상면(111)에 형성된 제1 삽입홀에 삽입되게 하는 단계일 수 있다. 반출 지그 실린더(132) 상승 단계는 반출 지그부(130)의 반출 지그 몸체(131)에서 반출 지그 실린더(132)를 상승시키는 단계일 수 있다. 그리고 반입 수평 이동 단계는 반입 지그 몸체(121)를 지그 레일부(140)를 따라 수평 이동시키는 단계일 수 있다.
위에서 반출 지그 실린더(132)를 상승시키는 단계가 있는 것은 반입 지그 실린더(122)에 의한 트레이(110) 이동 시 반출 지그 실린더(132)에 걸려서 멈춰지는 것을 방지기 위함일 수 이다.
트레이(110) 상태 감지 단계는, 반입 지그부(120)에 의하여 트레이(110)가 이차전지 내로 들어온 후에 감지 센서부(150)가 트레이(110)의 상태를 감지하는 단계일 수 있다. 트레이(110) 상태 감지 단계에서는, 제1 및 제2 감지 센서(152)에 의하여 이차전지 충전 장치(170) 내에 트레이(110)가 있는 지 여부와 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내부의 정위치에 정자세로 안착되어 있는지 여부가 감지될 수 있다.
신호 송신 단계는 감지 센서가 반출 지그부(130)에 신호를 송신하는 단계일 수 있다. 신호 송신 단계에서는, 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170) 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우, 감지 센서부(150)가 반출 지그부(130)에 신호를 보내는 단계가 수행될 수 있다. 이때 감지 센서부(150)는 반출 지그부(130)에 다이렉트(direct)로 신호를 보낼 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제어부 등의 중간 단계를 거쳐서 반출 지그부(130)가 작동 신호를 받도록 할 수도 있다.
트레이(110) 반출 단계에서는, 반출 지그부(130)가 감지 센서부(150)의 신호를 받아 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170)의 외부로 반출할 수 있다. 여기서 반출 단계는 반출 지그 실린더(132) 하강 단계, 반입 지그 실린더(122) 상승 단계, 및 반출 수평 이동 단계를 포함할 수 있다.
반출 지그 실린더(132) 하강 단계는, 반출 지그부(130)의 반출 지그 몸체(131)에서 반출 지그 실린더(132)를 하강시켜 트레이의 상면(111)에 형성된 제2 삽입홀에 삽입되게 하는 단계일 수 있다. 그리고 반입 지그 실린더(122) 상승 단계는 반입 지그부(120)의 반입 지그 몸체(121)에서 반입 지그 실린더(122)를 상승시키는 단계일 수 있다. 트레이(110)가 이동 시 트래이가 반입 지그 실린더(122)에 걸려 멈춰지는 문제가 발생하지 않도록, 반입 지그 실린더(122)는 상측 방향으로 이동한 상태일 수 있다. 이를 통해 원활한 이동이 가능할 수 있다.
그리고, 반출 수평 이동 단계는 반출 지그 몸체(131)를 지그 레일부(140)를 따라 수평 이동시키는 단계일 수 있다. 이러한 단계를 통해서 반출 지그부(130)는, 트레이(110)가 이차전지 충전 장치(170)로 반입 되기 전에 있었던 위치로 트레이(110)를 반출할 수 있다. 트레이(110)가 반출된 이후에는 해당 불량 트레이는 제거 되거나 아니면 바른 자세로 수정된 뒤 다시 이차전지 충전 장치(170)로 반입될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 제조방법은, 이러한 방식으로 이차전지 활성화 트레이(110)를 이차전지 충전 장치(170)로 반입하여 충전을 하는 활성화 공정에 관한 설비를 간소화 할 수 있고, 불량 트레이에 대해서 즉각적이고 빠른 대처가 가능하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
100: 이차전지 제조장치
110: 트레이(Tray)
111: 트레이의 상면
120: 반입 지그부
121: 반입 지그 몸체
122: 반입 지그 실린더
130: 반출 지그부
131: 반출 지그 몸체
132: 반출 지그 실린더
140: 지그 레일부
150: 감지 센서부
151: 제1 감지 센서
152: 제2 감지 센서
160: 컨베이어부
170: 이차전지 충전 장치
171: 충전핀

Claims (13)

  1. 이차전지가 수용되는 트레이;
    상기 트레이를 이차전지 충전 장치 내부로 반입하기 위한 반입 지그부;
    상기 트레이를 이차전지 충전 장치 내부에서 외부로 반출하기 위한 반출 지그부;
    상기 반입 지그부 및 상기 반출 지그부가 활주 가능하게 설치되는 지그 레일부; 및
    상기 이차전지 충전 장치 내부에서의 상기 트레이의 상태를 감지하는 감지 센서부;를 포함하고,
    상기 감지 센서부는 상기 반입 지그부가 반입한 상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 상기 반출 지그부에 신호를 보내고,
    상기 반출 지그부는 상기 감지 센서부의 신호를 받으면 상기 트레이를 상기 이차전지 충전 장치의 외부로 반출하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치 내로 반입되기 전 위치에서 상기 트레이가 이동 가능하게 놓여지는 컨베이어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지 센서부는,
    상기 이차전지 충전 장치 내에 상기 트레이가 있는 지 여부를 감지하는 제1 감지 센서; 및
    상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 정자세로 안착되어 있는지를 감지하는 제2 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 반입 지그부는 상기 지그 레일부와 결합하는 반입 지그 몸체; 및
    상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 상기 반입 지그 몸체에 결합되는 반입 지그 실린더를 포함하고,
    상기 트레이의 상면에는 상기 반입 지그 실린더가 삽입되도록 마련되는 제1 삽입홀이 형성되어 있고,
    상기 반출 지그부는 상기 지그 레일부와 결합하는 반출 지그 몸체; 및
    상측 또는 하측 방향으로 이동 가능하도록 상기 반출 지그 몸체에 결합되는 반출 지그 실린더를 포함하고,
    상기 트레이의 상면에는 상기 반출 지그 실린더가 삽입되도록 마련되는 제2 삽입홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반입 지그부는,
    상기 반입 지그 실린더를 하강시켜 상기 제1 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 상기 반입 지그 몸체를 상기 지그 레일부를 따라 수평방향으로 이동하여 상기 트레이를 상기 이차전지 충전 장치 내부로 반입하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 반입 지그부가 상기 트레이를 상기 이차전지 충전 장치 내부로 반입 시, 상기 반입 지그 실린더는 하측 방향으로 이동한 상태이고 상기 반출 지그 실린더는 상측 방향으로 이동한 상태인 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 반출 지그부는,
    상기 반출 지그 실린더를 하강시켜 상기 제2 삽입홀에 삽입시킨 상태에서 상기 반출 지그 몸체를 상기 지그 레일부를 따라 수평방향으로 이동하여 상기 트레이를 상기 이차전지 충전 장치의 외부로 반출하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 반출 지그부가 상기 트레이를 반출 시, 상기 반출 지그 실린더는 하측 방향으로 이동한 상태이고 상기 반입 지그 실린더는 상측 방향으로 이동한 상태인 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지 센서부가 상기 반출 지그부에 상기 트레이가 상기 정위치에 안착되어 있지 않다는 신호를 보내면,
    상기 반출 지그부는, 상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치로 반입 되기 전에 있었던 위치로 상기 트레이를 반출하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 반출 지그부에 의하여 상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치로 반입 되기 전에 있었던 위치로 돌아오면 불량 신호를 울리는 불량 알림 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조장치.
  11. 이차전지가 수용되는 트레이가 반입 지그부에 의하여 이차전지 충전 장치 내부로 반입되는 트레이 반입 단계;
    감지 센서부가 상기 이차전지 충전 장치 내부에서의 상기 트레이의 상태를 감지하는 트레이 상태 감지 단계;
    상기 트레이가 상기 이차전지 충전 장치 내부의 정위치에 안착되어 있지 않은 경우 상기 감지 센서부가 반출 지그부에 신호를 보내는 신호 송신 단계; 및
    상기 반출 지그부가 상기 감지 센서부의 신호를 받으면 상기 트레이를 상기 이차전지 충전 장치의 외부로 반출하는 트레이 반출 단계를 포함하는 이차전지 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 트레이 반입 단계는,
    상기 반입 지그부의 반입 지그 몸체에서 반입 지그 실린더를 하강시켜 상기 트레이의 상면에 형성된 제1 삽입홀에 삽입되게 하는 반입 지그 실린더 하강 단계;
    상기 반출 지그부의 반출 지그 몸체에서 반출 지그 실린더를 상승시키는 반출 지그 실린더 상승 단계; 및
    상기 반입 지그 몸체를 지그 레일부를 따라 수평 이동시키는 반입 수평 이동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 트레이 반출 단계는,
    상기 반출 지그부의 상기 반출 지그 몸체에서 상기 반출 지그 실린더를 하강시켜 상기 트레이의 상면에 형성된 제2 삽입홀에 삽입되게 하는 반출 지그 실린더 하강 단계;
    상기 반입 지그부의 상기 반입 지그 몸체에서 상기 반입 지그 실린더를 상승시키는 반입 지그 실린더 상승 단계; 및
    상기 반출 지그 몸체를 상기 지그 레일부를 따라 수평 이동시키는 반출 수평 이동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
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