KR20240003734A - 전지셀의 전해액 주입장치 - Google Patents

전지셀의 전해액 주입장치 Download PDF

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KR20240003734A
KR20240003734A KR1020230084356A KR20230084356A KR20240003734A KR 20240003734 A KR20240003734 A KR 20240003734A KR 1020230084356 A KR1020230084356 A KR 1020230084356A KR 20230084356 A KR20230084356 A KR 20230084356A KR 20240003734 A KR20240003734 A KR 20240003734A
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황승진
이진수
김기수
박성민
신순호
오정수
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 전해액 주입장치는, 제1 방향을 따라 이송 가능하게 마련된 이송 부재, 상기 이송 부재 상에 배치되며, 적어도 하나의 전지셀이 장착되기 위한 베이스 부재, 상기 베이스 부재 상에 위치한 전지셀 내부로 전해액을 주입하기 위한 주입부 및 상기 베이스 부재에 마련되며, 제1 방향을 따라 전지셀의 양면을 클램핑하도록 마련된 클램핑 유닛을 포함한다.

Description

전지셀의 전해액 주입장치{Apparatus for injecting electrolyte into battery cell}
본 발명은 전지셀의 전해액 주입장치에 관한 것으로, 구체적으로, 전해액 주액 공정 후, 전지셀의 이송 과정에서, 전지셀에 주입된 전해액의 유동으로 인하여 전지셀 내부의 분리막이 접히는 현상을 방지할 수 있는 전지셀의 전해액 주입장치에 관한 것이다.
이차전지는 각형 이차전지, 원통형 이차전치, 또는 파우치형 이차전지 등으로 구분될 수 있다.
파우치형 이차전지를 구성하는 전지셀은 전극 조립체, 전극 조립체를 둘러싸는 파우치 및 파우치 내부에 수용된 전해액을 포함한다. 전극 조립체는 복수 개의 양극 및 음극과, 양극과 음극 사이에 개재된 복수 개의 분리막이 교대로 적층되며, 전극 조립체와 전기적으로 연결된 한 쌍의 리드 탭은 파우치 외부로 각각 노출된다.
파우치 패키징 및 전해액 주액 공정에서, 전극 조립체는 알루미늄 파우치 내에 배치되고, 이후 파우치 내부로 전해액이 주액된다.
도 1은 종래 이차전지 전해액 주입장치에서 전지셀의 이송 방향과 전해액 유동 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 이차전지 전해액 주입장치(10)에서 전지셀(11)은 이송 부재(또는 '이송 팔레트'하고도 함, 12) 상에 배치되고, 이송 부재(12) 상에서 전지셀(11)의 양면은 지그(jig, 13)에 의해 고정된다. 이와 같이, 이송 부재(12) 상에서 위치가 고정된 전지셀(11)에는 전해액이 주입되고, 전해액이 주입된 상태의 전지셀(11)은 소정 방향(M1)을 따라 미리 설정된 위치로 이송된다.
도 1에 도시된 X 축 방향은 이송부재(12)의 이송방향을 나타내고, 전지셀(11)의 폭 방향(한 쌍의 리드 탭을 연결하는 방향)을 나타낸다. 또한, Z축 방향은 지그(13)가 전지셀(11)의 양면을 고정시키는 방향으로서, 전지셀(11)의 두께방향(폭 방향에 직교하는 방향)을 나타낸다. 통상, 전지셀(11)은 두께에 비하여 긴 폭을 갖는 형태로 제조된다.
전지셀(11)에 주액된 전해액의 유동 방향(E1)은 이송 부재(12)에 의한 이송 방향('물류 진행 방향'이라고도 함, M1)과 동일한 방향을 갖게 되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 전해액의 유동 방향(E1)은 전지셀(11)의 폭 방향(X축 방향)과 동일한 방향을 갖는다.
상기 이송부재(12)에 의한 전지셀(11)의 이송 과정에서, 전지셀(11) 내부에 주액된 전해액은 전지셀(11)의 폭 방향을 따라 많은 출렁거림(유동)이 발생하게 된다.
이와 같이 전지셀(11)의 내부에서 전해액의 유동이 발생하게 되면, 이송 과정에서, 파우치 내부의 전해액의 유동에 의해 전극조립체의 분리막의 하단부가 접히는 문제가 발생된다.
(특허 문헌 1) 한국 등록특허공보 10-1121094(2012.02.21. 등록)
본 발명은 전해액 주액 공정 후, 전지셀의 이송 과정에서, 전지셀에 주입된 전해액의 유동으로 인하여 전지셀 내부의 분리막이 접히는 현상을 방지할 수 있는 전지셀의 전해액 주입장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전지셀의 전해액 주입장치는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 및 상기 파우치 외부로 노출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 한 쌍의 리드 탭을 포함하는 전지셀에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입장치로서, 제1 방향을 따라 이송 가능하게 마련된 이송 부재, 상기 이송 부재 상에 배치되며, 적어도 하나의 전지셀이 장착되기 위한 베이스 부재, 베이스 부재 상에 위치한 전지셀 내부로 전해액을 주입하기 위한 주입부 및 상기 베이스 부재에 마련되며, 제1 방향을 따라 전지셀의 양면을 클램핑하도록 마련된 클램핑 유닛을 포함한다.
또한, 상기 제1 방향은 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향과 평행하지 않도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1 방향은 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향과 직교하도록 마련될 수 있다. 여기서, 제2 방향은 전지셀의 폭 방향일 수 있고, 제1 방향은 전지셀의 두께 방향일 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛은 제1 방향을 따라 대향하는 전지셀의 양면을 각각 클램핑하기 위한 제1 및 제2 클램핑 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛은 제1 및 제2 클램핑 부재의 사이 간격이 조절되도록 마련될 수 있다. 즉, 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 사이 간격이 조절되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재 사이에 전지 셀이 배치되고, 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 사이 간격이 감소함에 따라, 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재가 각각 전지셀의 양면에 접촉되면, 전지셀의 클램핑이 이루어진다. 이와는 반대로, 제1 클램핑 부재와 제2 클램핑 부재 사이 간격이 증가함에 따라, 제1 클램핑 부재 또는 제2 클램핑 부재와 전지셀의 접촉이 해제되면, 전지셀의 언클램핑('클램핑 해제'라고도 함)이 이루어진다
또한, 제2 클랭핑 부재는 베이스 부재 상에서 제1 방향을 따라 이동 가능하게 마련될 수 있다. 이때, 제1 클램핑 부재는 베이스 부재 상에서 이동되지 않도록 위치가 고정될 수 있다. 즉, 제2 클램핑 부재가 제1 클램핑 부재와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동됨에 따라, 제1 및 제2 클램핑 부재 사이 간격이 조절될 수 있다.
또한, 제2 클램핑 부재에 외력이 가해지면, 제1 및 제2 클랭핑 부재 사이의 간격이 증가하도록 제2 클램핑 부재가 이동되고, 제2 클램핑 부재에 가해진 외력이 해제되면 제1 및 제2 클램핑 부재 사이의 간격이 감소하도록 재2 클램핑 부재가 이동될 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛은 베이스 부재에 대하여 제2 클램핑 부재를 탄성 지지하기 위한 지지유닛을 포함할 수 있다. 이때, 제2 클램핑 부재에 가해진 외력이 해제될 때, 상기 지지 유닛에 의해 제2 클램핑 부재는 제1 및 제2 클램핑 부재 사이의 간격이 감소하도록 이동될 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛은, 제2 클램핑 부재가 고정되며, 외력이 가해지면 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향으로 이동되도록 마련된 가이드 프레임을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 클램핑 부재는 가이드 프레임에 고정되며, 가이드 프레임은 베이스 부재 상에서 이동 가능하게 마련된다. 이때, 제2 클램핑 부재는 가이드 프레임과 함께 이동됨에 따라, 베이스 부재 상에서 제1 클램핑 부재와 사이 간격이 조절될 수 있다. 또한, 가이드 프레임은 외력이 해제되면 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동되도록 마련된다.
또한, 상기 클램핑 유닛은, 가이드 프레임과 연결되며 제1 클램핑 부재의 외측으로 돌출 형성되는 푸시바를 포함할 수 있다. 상기 푸시바는 가이드 프레임에서 제1 클램핑 부재를 향하여 연장되며, 제1 클램핑 부재의 외측으로 돌출되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 푸시바에 외력이 가해지면 가이드 프레임이 제2 클램핑 부재와 함께 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향(언클램핑 방향)으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 푸시바에 가해진 외력이 해제되면, 가이드 프레임이 제2 클램핑 부재와 함께 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향(클램핑 방향)으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛은 가이드 프레임의 이동을 안내하도록 베이스 부재에 마련된 적어도 하나의 가이드 블록을 포함할 수 있다.
상기 지지 유닛은 베이스 부재 및 가이드 프레임을 연결하도록 마련된다. 이때, 상기 가이드 프레임은 지지 유닛에 의해 상기 베이스 부재에 탄성 지지되며, 푸시바에 가해진 외력이 해제되면, 가이드 블록을 따라 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 지지 유닛은, 베이스 부재에 고정되며, 가이드 프레임과 소정 간격을 두고 배치되는 지지 블록, 및 탄성부재를 포함할 수 있다. 상기 탄성부재는 지지 블록 및 가이드 프레임에 각각 고정되고, 가이드 프레임을 지지 블록에 대해 탄성 지지하도록 마련될 수 있고, 일 예로 상기 탄성 부재는 스프링일 수 있다.
또한, 상기 탄성 부재는, 가이드 프레임이 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향으로 이동될 때 인장되고, 푸시바에 가해진 외력이 해제될 때 복원되도록 마련될 수 있다.
또한, 탄성부재의 복원력에 의해 가이드 프레임은 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 클랭핑 유닛은 푸시바를 가압하는 외력을 발생시키는 가압 부재를 포함할 수 있다. 상기 가압 부재는 이송 부재가 제1 방향을 따라 이동된 후, 미리 설정된 위치에 도달하면 푸시바에 외력을 가하도록 마련될 수 있다. 이때, 미리 설정된 위치에서, 가압 부재에 의해, 전지셀에 대한 클램핑 유닛의 언클램핑 동작이 이루어진다.
또한, 제1 및 제2 클램핑 부재는 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수 개로 마련될 수 있다.
이때, 복수 개의 제1 및 제2 클램핑 부재는 제2 방향을 따라 전지셀의 중앙영역 및 양측 가장자리 영역을 각각 클램핑 하도록 마련될 수 있고, 전지셀의 중앙영역에 대한 클램핑 면적과 가장자리 영역에 대한 클램핑 면적이 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 베이스 부재 상에서 하나의 전지셀의 양면은 복수 개의 제1 클램핑 부재 및 복수 개의 제2 클램핑 부재에 의하여 클랭핑될 수 있다.
예를 들어, 하나의 전지셀의 양면은 3개의 제1 클램핑 부재 및 3개의 제2 클램핑 부재에 의하여 클램핑될 수 있다. 전지셀의 일면은 중앙영역과 양측 가장자리 영역이 각각 3개의 제1 클램핑 부재에 의해 지지될 수 있고, 전지셀의 타면은 중앙영역과 양측 가장자리 영역이 각각 3개의 제2 클램핑 부재에 의해 지지될 수 있다. 이때, 중앙영역을 지지하는 클램핑 부재와 가장자리 영역을 지지하는 클램핑 부재의 크기는 다르게 설정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전지셀의 전해액 주입장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
전지셀을 이송하는 이송 부재의 이동 방향과 전지셀에 주액된 전해액의 유동 방향을 동일한 방향으로 구성함에 따라 전지셀 이송 시, 전지셀의 폭 방향을 따라 전해액의 유동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전해액 주액 공정 후, 전지셀의 이송 과정에서, 전지셀에 주입된 전해액의 유동으로 인하여 전지셀 내부의 분리막이 접히는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 이차전지 전해액 주입장치에서 전지셀의 이송 방향과 전해액 유동 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 따른 전해액 주입장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 전지 셀을 나타내는 개략도이다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 전해액 주입장치에 전지셀이 클램핑된 상태를 나타내는 사시도들이다.
도 6은 도 5에 도시된 전해액 주입장치의 평면도이다.
도 7는 도 6에 도시한 A 부분의 확대도이다.
도 8은 도 2에 도시한 전해액 주입장치에서 이송 부재의 이송 방향과 전해액의 유동방향을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 전해액 주입장치에 대해 설명하기로 한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 따른 전지셀의 전해액 주입장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 3은 전지 셀(200)을 나타내는 개략도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 전지셀의 전해액 주입장치(100)는 전지셀(200)에 전해액(E)을 주입하기 위한 장치이다.
상기 전지셀(200)은 전극 조립체(201), 상기 전극 조립체(201)를 수용하는 파우치(203) 및 파우치(203) 외부로 노출되며, 전극 조립체(201)와 전기적으로 연결된 한 쌍의 리드 탭(202)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 전해액 주입장치(100)는 제1 방향(M2, z축 방향)을 따라 이송 가능하게 마련된 이송 부재(104), 상기 이송 부재(104) 상에 배치되며, 적어도 하나의 전지셀(200)이 장착되기 위한 베이스 부재(110), 베이스 부재(110) 상에 위치한 전지셀(200) 내부로 전해액(E)을 주입하기 위한 주입부(400) 및 상기 베이스 부재(110)에 마련되며, 제1 방향(M2)을 따라 전지셀(200)의 양면(204, 205)을 클램핑하도록 마련된 클램핑 유닛(120)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 전지셀(200)은 소정의 폭(w)과 두께(t)를 갖는다. 본 문서에서, 한 쌍의 리드 탭(202)을 연결하는 가상의 라인(L)과 평행한 방향을 전지셀(200)의 폭(w) 방향이라 지칭하고, 전지셀(200)의 폭(w) 방향과 직교하는 방향을 전지셀(200)의 두께(t) 방향이라 지칭한다. 또한, 전술한 바와 같이, 전지셀(200)은 두께(t)에 비하여 긴 폭(w)을 갖는 형태이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 베이스 부재(110) 상에 전지셀(200)이 장착 시, 전지셀(200)의 두께(t) 방향은 제1 방향(M2)과 동일한 방향이다. 또한, 본 실시예에 따르면, 베이스 부재(110) 상에서 전지셀(200)은 두께 방향을 따라 전지셀의 양면(204, 205)이 클램핑된 상태에서, 두께(t) 방향과 동일한 제1 방향(M2)으로 이송된다.
또한, 상기 제1 방향(M2)은 전지셀(200)의 한 쌍의 리드 탭(202)을 연결하는 제2 방향(가상의 라인 L과 평행한 방향)과 평행하지 않도록 마련될 수 있고, 바람직하게 상기 제1 방향(M2)은 전지셀(200)의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향과 직교하도록 마련될 수 있다. 여기서, 제2 방향은 전지셀(200)의 폭(w) 방향일 수 있고, 제1 방향(M2)은 전지셀(200)의 두께(t) 방향일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 문서에서, X축 방향은 전지셀(200)의 폭 방향을 나타내고, Z축 방향은 전지셀(200)의 두께 방향, 및 제1 방향(M2)을 나타내며, Z축 방향은 클램핑 유닛(120)이 전지셀(11)의 양면을 고정시키는 방향을 나타낸다.
또한, 파우치(203)의 상단부(203a)는 전해액(E)이 주입되는 영역은 나타내고, 파우치(203)의 하단부(203b)는 베이스 부재(110) 상에 안착되는 영역을 나타낸다. 주입부(400)를 통해 전해액(E)이 주입 시, 파우치(203)의 상단부(203a)는 개방된 상태일 수 있고, 파우치(203)의 하단부(203b) 및 상단부를 제외한 나머지 가장자리는 밀봉된 상태일 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 전해액 주입장치(100)에 전지셀(200)이 클램핑된 상태를 나타내는 사시도들이고, 도 6은 도 5에 도시된 전해액 주입장치의 평면도이며, 도 7는 도 6에 도시한 A 부분의 확대도이다.
또한, 도 8은 도 2에 도시한 전해액 주입장치(100)에서 이송 부재의 이송 방향(M2)과 전해액의 유동방향(E2)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 전지셀(200)에 주액된 전해액의 유동 방향(E2)은 이송 부재(104)에 의한 이송 방향(M2)과 동일한 방향을 갖게 되고, 전해액의 유동 방향(E2)은 전지셀(200)의 두께(w) 방향(Z축 방향)과 동일한 방향을 갖는다. 이와 같은 구성에 따라, 전지셀(200) 이송 시, 전지셀(200)의 폭(w) 방향을 따라 전해액의 유동이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 전지셀(200) 내부의 전극 조립체(201)의 분리막 접힘을 방지할 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하여 전해액 주입장치(100)의 구조를 구체적으로 설명한다.
이송 부재(104)는 전지셀(200)을 기 설정된 제1 방향으로 이송시키기 위한 부재로서, 이송 부재(104)에는 베이스 부재(110)가 위치된다. 또한, 이송 부재(104)는 베이스 부재(110)가 장착되는 일면이 평평한 형태를 갖는 팔레트(pallet) 형태로 마련될 수 있다.
상기 이송 부재(104)는 이송부(500)에 의해 이송될 수 있으며, 상기 이송부(500)는 다양한 타입으로 구성 가능하고, 예를 들어, 복수 개의 롤 또는 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다.
상기 베이스 부재(110)에는 전지셀(200)이 안착되며, 베이스 부재(110)는 전지셀(200)이 안착되는 일면이 평평한 플레이트(plate) 형태로 마련될 수 있다.
또한, 상기 베이스 부재(110)에는 적어도 하나의 전지셀(200)이 클램핑 유닛(120)에 의해 그 위치가 고정된다. 클램핑 유닛(120)은 전지셀(200)의 양면(204, 205)에서 전지셀(200)을 클램핑(clamping) 하도록 마련된다.
상기 클램핑 유닛(120)은 제1 방향(M2)을 따라 대향하는 전지셀(200)의 양면(204, 205)을 각각 클램핑하기 위한 제1 및 제2 클램핑 부재(122, 124)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 클램핑 유닛(120)은 제2 클램핑 부재(124)가 고정된 가이드 프레임(126)을 포함한다.
상기 제1 클램핑 부재(122) 및 제2 클램핑 부재(124)는 전지셀(200)의 한 쌍의 리드 탭(202)을 연결하는 제2 방향(전지셀의 폭 방향)을 따라 소정 간격을 두고 복수 개로 마련될 수 있다. 즉, 복수 개의 제1 및 제2 클램핑 부재는 제2 방향을 따라 전지셀의 중앙영역 및 양측 가장자리 영역을 각각 클램핑 하도록 마련될 수 있다.
상기 베이스 부재(110) 상에서 하나의 전지셀(200)의 양면(204, 205)은 복수 개의 제1 클램핑 부재(122) 및 복수 개의 제2 클램핑(!24) 부재에 의하여 클랭핑될 수 있다.
또한, 상기 전지셀(200)의 폭 방향을 따라 중앙영역 및 양측 가장자리 영역을 각각 클램핌함으로써, 이송 시, 전지셀(200) 내부의 분리막(103) 하단부가 접히는 현상을 방지할 수 있다.
상기 제1 클램핑 부재(122)는 전지셀(200)의 일면(204)을 지지하고, 상기 제2 클램핑 부재(124)는 제1 클램핑 부재(122)와 소정 간격 이격된 상태로 전지셀(200)의 타면(205)을 지지한다.
또한, 제1 클램핑 부재(122) 및 제2 클램핑 부재(124)는 사이 간격이 조절되도록 마련될 수 있다. 이를 위하여, 제1클램핑 부재(122)는 베이스 부재(110) 상에 고정되고, 제2 클램핑 부재(124)는 베이스 부재(110) 상에 이동 가능하게 장착될 수 있다.
이에 따라, 제2 클램핑 부재(124)는 외력이 가해지면 제1 클램핑 부재(122)와 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되도록 마련될 수 있다.
한편, 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)로 하나의 전지셀(200)을 클램핑하는 경우, 복수 개의 클램핑 부재(124)는 가이드 프레임(126)에 각각 장착된다.
상기 가이드 프레임(126)은 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)의 이동을 안내하며, 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)를 일체로 이동시키는 기능을 수행한다.
일 예로, 가이드 프레임(126)은 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)와 연결 블록(127)에 의해 연결될 수도 있고, 가이드 프레임(126)은 연결 블록(127) 없이 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)와 직접 연결될 수도 있다.
또한, 상기 가이드 프레임(126)에 외력이 가해지면, 가이드 프레임(126)과 가이드 프레임(126)에 연결된 복수 개의 제2 클램핑 부재(124)는 제1 클램핑 부재(122)와 멀어지는 방향으로 함께 이동될 수 있다.
한편, 상기 클램핑 유닛(120)은 가이드 프레임(126)과 연결되며 제1 클램핑 부재(122)의 외측으로 돌출 형성되는 푸시바(128)를 포함할 수 있다. 상기 푸시바(128)에 외력이 가해지면, 푸시바와 함께 가이드 프레임(126)이 이동된다. 즉, 푸시바(128)는 가이드 프레임(126)과 연결된 상태에서 일 단부가 제1 클램핑 부재(122)의 외측으로 돌출되도록 형성된다.
상기 제2 클램핑 블록(124)을 향하는 방향으로 푸시바(128)가 가압(P)되면, 가이드 프레임(126)은 전지셀(200)과 멀어지는 방향, 즉 제1 클램핑 부재(122)와 멀어지는 방향(M)으로 이동되고, 제1 클램핑 부재(122)와 제2 클램핑 부재(124) 사이의 간격이 벌어지게 된다.
이때, 제1 클램핑 부재(122)와 제2 클램핑 부재(124) 사이의 간격이 벌어지면, 제1 클램핑 부재(122)와 제2 클램핑 부재(124)에 의한 전지셀(200)의 클램핑(clamping)이 해제되고, 전지셀(200)을 베이스 부재(110)로부터 언로딩(unloading) 하는 것이 가능하게 된다.
한편, 가이드 프레임(126)은 전지셀(200)의 두께 방향(도면에서 Z 방향)을 따라 이동되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛(120)은 가이드 프레임(126)의 이동을 안내하도록 베이스 부재(110)에 마련된 적어도 하나의 가이드 블록(112)을 포함할 수 있다.
상기 가이드 프레임(126)은 가이드 블록(112)을 따라 이동될 수 있고, 상기 가이드 블록(112)은 베이스 부재(110) 상에 마련되되, 가이드 프레임(126)의 하단부가 삽입되며, 상기 가이드 프레임의 이동을 안내할 수 있다.
또한, 상기 클램핑 유닛(120)은 베이스 부재(110)에 대하여 제2 클램핑 부재(124)를 탄성 지지하기 위한 지지유닛(130)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 클램핑 부재(124)에 가해진 외력이 해제될 때, 상기 지지 유닛(130)에 의해 제2 클램핑 부재(124)는 제1 및 제2 클램핑 부재 사이의 간격이 감소하도록 이동될 수 있다. 즉, 제2 클램핑 부재(124)는 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동된다.
일 예로, 가이드 프레임(126)은 양 단부가 지지 유닛(130)에 의해 베이스 부재(110)에 탄성 지지될 수 있고, 가이드 블록(112)을 따라 제1 클램핑 부재(122)와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동되도록 마련된다.
푸시바(128)에 외력(P)이 가해지면, 상기 가이드 프레임(126)은 가이드 블록(112)을 따라 제1 클램핑 부재(122)와 멀어지는 방향(M)으로 이동될 수 있고, 상기 가이드 프레임(126)은 푸시바(128)에 가해진 외력이 해제되면, 가이드 블록(112)을 따라 제1 클램핑 부재(122)와 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
상기 지지 유닛(130)은 베이스 부재(110)에 고정되며, 가이드 프레임(126)과 소정 간격을 두고 배치되는 지지 블록(132) 및 탄성 부재(134)를 포함할 수 있다.
상기 지지 블록(132)은 베이스 부재(110)에 고정되어, 가이드 프레임(126)과 소정 간격을 두고 배치된다. 또한, 상기 지지 블록(132)에는 제1 고정부(133)가 형성되고, 제1 고정부(133)에 탄성 부재(134)의 일단부가 고정된다.
상기 탄성부재(134)는 지지 블록(132) 및 가이드 프레임(126)에 각각 고정되고, 가이드 프레임(126)을 지지 블록(132)에 대해 탄성 지지하도록 마련될 수 있으며, 일 예로 상기 탄성 부재(134)는 지지 블록(132) 및 가이드 프레임(126)을 연결하는 스프링일 수 있다.
또한, 상기 탄성 부재(134)는, 푸시바(128)에 외력이 가해지고 가이드 프레임(126)이 제1 클램핑 부재(122)와 멀어지는 방향으로 이동될 때 인장되고, 푸시바에 가해진 외력이 해제될 때 복원되도록 마련될 수 있다. 또한, 상기 탄성부재(134)의 복원력에 의해 가이드 프레임(126)은 제1 클램핑 부재(122)와 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
도 7을 참조하면, 탄성 부재(134)의 일단부는 지지 블록(132)의 제1 고정부(133)에 고정되고, 타단부는 가이드 프레임(126)에 고정된다. 상기 가이드 프레임(126)에는 탄성 부재(134)의 타단부가 고정되기 위한 제2 고정부(113)가 형성된다.
또한, 제1 고정부(133) 및 제2 고정부(113)는 탄성 부재(134)의 양 단부가 고정 및 걸릴 수 있는 형태이면 다양하게 구성될 수 있다.
상기 푸시바(128)에 외력이 가해짐에 따라 가이드 프레임(126)이 전지셀(200)과 멀어지는 방향으로 이동된 후에, 푸시바(128)으로 가해진 외력이 해제되면 가이드 프레임(126)은 탄성 부재(134)의 복원력에 의해 원래의 위치로 복귀되고, 제1 클램핑 부재(122) 및 제2 클램핑 부재(124)에 의해 전지셀(200)의 클램핑이 다시 이루어지게 된다.
또한, 탄성 부재(134)의 길이를 조절함으로써 가이드 프레임(126) 및 제2 클램핑 부재(124)가 제1 클램핑 부재(122)로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 길이를 조절할 수 있다.
또한, 상기 전해액 주입장치(100)는 가압 부재(140)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가압 부재(140)는 푸시바(128)에 외력을 가하여 밀어주는 기능을 수행한다. 상기 가압 부재(140)는 이송 부재(104)의 일측에 마련되어 푸시바(128)를 가압하도록 배치될 수 있다.
특히, 상기 가압 부재(140)는 이송 부재(104)가 미리 설정된 제1 방향으로 이동되어 푸시바(128)가 기 설정된 위치, 즉 전지셀(200)을 언클램핑 하도록 미리 설정된 위치에 도달된 것으로 감지되면 푸시바(128)를 가압하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 가압 부재(140)와 인접한 위치에 이송 부재(104)의 위치를 감지할 수 있는 센서가 마련될 수 있다.
일 예로, 가압 부재(140)는 실린더(cylinder) 등으로 마련될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 전해액 주입장치
200: 전지셀
104: 이송 부재
110: 베이스 부재
112: 가이드 블록
120: 클램핑 유닛
122: 제1 클램핑 부재
124: 제2 클램핑 부재
130: 지지 유닛
140: 가압 부재

Claims (15)

  1. 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 및 상기 파우치 외부로 노출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 한 쌍의 리드 탭을 포함하는 전지셀에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입장치로서,
    제1 방향을 따라 이송 가능하게 마련된 이송 부재;
    상기 이송 부재 상에 배치되며, 적어도 하나의 전지셀이 장착되기 위한 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 상에 위치한 전지셀 내부로 전해액을 주입하기 위한 주입부; 및
    상기 베이스 부재에 마련되며, 제1 방향을 따라 전지셀의 양면을 클램핑하도록 마련된 클램핑 유닛을 포함하는 전해액 주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향은 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향과 평행하지 않도록 마련된 전해액 주입장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향은 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향과 직교하도록 마련된 전해액 주입장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은 제1 방향을 따라 대향하는 전지셀의 양면을 각각 클램핑하기 위한 제1 및 제2 클램핑 부재를 포함하며,
    제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 사이 간격이 조절되도록 마련된 전해액 주입장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제2 클랭핑 부재는 베이스 부재 상에서 제1 방향을 따라 이동 가능하게 마련되고,
    제2 클램핑 부재에 외력이 가해지면, 제1 및 제2 클랭핑 부재 사이의 간격이 증가하도록 제2 클램핑 부재가 이동되고,
    제2 클램핑 부재에 가해진 외력이 해제되면 제1 및 제2 클램핑 부재 사이의 간격이 감소하도록 재2 클램핑 부재가 이동되는 전해액 주입장치.
  6. 제5항에 있어서,
    클램핑 유닛은 베이스 부재에 대하여 제2 클램핑 부재를 탄성 지지하기 위한 지지유닛을 추가로 포함하고,
    제2 클램핑 부재에 가해진 외력이 해제될 때, 상기 지지 유닛에 의해 제2 클램핑 부재는 제1 및 제2 클램핑 부재 사이의 간격이 감소하도록 이동되는 전해액 주입장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은, 제2 클램핑 부재가 고정되며, 외력이 가해지면 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향으로 이동되도록 마련된 가이드 프레임을 포함하는 전해액 주입장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은, 가이드 프레임과 연결되며 제1 클램핑 부재의 외측으로 돌출 형성되는 푸시바를 추가로 포함하고,
    상기 푸시바에 외력이 가해지면 가이드 프레임이 제2 클램핑 부재와 함께 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향으로 이동되는 전해액 주입장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은 가이드 프레임의 이동을 안내하도록 베이스 부재에 마련된 적어도 하나의 가이드 블록을 추가로 포함하고,
    상기 가이드 프레임은 지지 유닛에 의해 상기 베이스 부재에 탄성 지지되며, 푸시바에 가해진 외력이 해제되면, 가이드 블록을 따라 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동되는 전해액 주입장치.
  10. 제8항에 있어서,
    지지 유닛은, 베이스 부재에 고정되며, 가이드 프레임과 소정 간격을 두고 배치되는 지지 블록; 및
    지지 블록 및 가이드 프레임에 각각 고정되고, 가이드 프레임을 지지 블록에 대해 탄성 지지하는 탄성 부재를 포함하는, 전해액 주입장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 부재는, 가이드 프레임이 제1 클램핑 부재와 멀어지는 방향으로 이동될 때 인장되고, 푸시바에 가해진 외력이 해제될 때 복원되도록 마련된 전해액 주입장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탄성부재의 복원력에 의해 가이드 프레임은 제1 클램핑 부재와 가까워지는 방향으로 이동되는, 전해액 주입장치.
  13. 제8항에 있어서,
    푸시바를 가압하는 외력을 발생시키는 가압 부재를 추가로 포함하고,
    상기 가압 부재는 이송 부재가 제1 방향을 따라 이동된 후 미리 설정된 위치에 도달하면 푸시바에 외력을 가하도록 마련된, 전해액 주입장치.
  14. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 클램핑 부재는 전지셀의 한 쌍의 리드 탭을 연결하는 제2 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수 개로 마련되는, 전해액 주입장치.
  15. 제14항에 있어서,
    복수 개의 제1 및 제2 클램핑 부재는 제2 방향을 따라 전지셀의 중앙영역 및 양측 가장자리 영역을 각각 클램핑 하도록 마련되며,
    상기 전지셀의 중앙영역에 대한 클램핑 면적과 가장자리 영역에 대한 클램핑 면적이 다르게 설정된 전해액 주입장치.
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