WO2019172515A1 - 온도 편차가 개선된 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치 - Google Patents

온도 편차가 개선된 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치 Download PDF

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exhaust fan
charge
wiring duct
charging
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전인태
손재형
한창민
채익수
안창범
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Definitions

  • the present invention relates to a charging and discharging device for an activation process of a secondary battery, and more particularly, when the secondary battery is manufactured and then activated, an external heat generation, a temperature difference, and the like do not affect the inside of the charging and discharging box. It relates to a charge and discharge device for the activation process of the secondary battery that can be controlled to uniformly control the internal temperature.
  • a lithium secondary battery is manufactured by embedding an electrode assembly including a negative electrode, a positive electrode, and a separator in a pouch-shaped case of a cylindrical or rectangular metal can or an aluminum laminate sheet, and injecting an electrolyte solution into the electrode assembly.
  • the lithium secondary battery manufactured as described above can function as a battery only by activating the battery by performing a predetermined charge / discharge. Such a process is called a formation process or an activation process.
  • a charging and discharging device is used for this activation process.
  • the charging and discharging device is capable of simultaneously charging and discharging a plurality of cells in order to increase productivity in a mass production process of a secondary battery.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of an arrangement state of a conventional charging and discharging device for performing a large number of activation processes of a secondary battery
  • FIG. 2 is a side view of a part thereof.
  • An activation process chamber is shown.
  • An accommodating structure 20 in which a plurality of accommodating spaces 21 and wiring ducts 22 are provided is arranged in 10 so as to accommodate a plurality of charge and discharge boxes in a horizontal direction and in a vertical direction. Each of the 21 is provided with a charge / discharge box 30.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a part of the accommodation space 21 of one charge / discharge box 30 in FIG. 2, and FIG. 4 is a side view thereof.
  • the wiring duct 22 is provided at one side of the receiving space 21 provided in the receiving structure 20, and the empty space of the wiring duct 22 is for supplying electricity to the charge / discharge box.
  • a wire bundle made up of a plurality of electric wires 23 is wired through, and an exhaust fan 24 is provided on the outside of the wire so as to discharge heat generated when charge / discharge is performed in the charge / discharge box to the outside.
  • the performance of the lithium secondary battery may vary greatly depending on the temperature, and the activation process of the secondary battery may include placing a plurality of charge / discharge boxes in the process chamber in layers in the process chamber as shown in FIGS. Since a plurality of battery cells are stored in a tray and carried out at the same time in a discharge box, temperature variations may exist between the charge and discharge boxes or between the battery cells in the charge and discharge boxes, so it is important to manage the temperature distribution uniformly.
  • the receiving space 21 of the charging and discharging box 30 is open, so that external heat generation, temperature deviation, and the like are affected internally. According to this external influence, a temperature deviation occurs between charge and discharge boxes.
  • a considerable amount of heat is generated in the wiring itself for supplying power to the plurality of charge / discharge boxes.
  • a charge / discharge box ( The wiring is made inside the wiring duct 22 which is in contact with the storage space 21 of 30, and the exhaust fan 24 of the wiring duct 22 is provided outside the said wiring, and the air inside the wiring duct 22 is carried out.
  • the temperature inside the wiring duct 22 increases due to the heat generated from the wires arranged, and the temperature inside the wiring duct 22 affects the adjacent charge / discharge box 30 as it is. There was a problem that a temperature deviation occurred, and due to such a temperature deviation, a battery capacity or the like was incorrectly measured or a measurement deviation occurred and measurement reliability could be lowered.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, when the secondary battery is manufactured after the activation process so that the heat generated by the wiring or the like does not affect the inside of the charge-discharge box, the internal temperature
  • An object of the present invention is to provide a charge and discharge device for the activation process of a secondary battery that can be uniformly controlled and managed.
  • An accommodating structure having a plurality of accommodating spaces and provided with a wiring duct at one side of the accommodating space; A plurality of charge and discharge boxes installed in each of the plurality of accommodation spaces; An electric wire wired inside the wiring duct;
  • the charge and discharge device for the activation process of the secondary battery comprising an exhaust fan installed in the wiring duct,
  • the exhaust fan is installed on an inner wall of a wiring duct adjacent to one side of the accommodation space, and the electric wire is wired so as to pass outside the exhaust fan.
  • the exhaust fan blows air from the inner wall of the wiring duct provided with the exhaust fan in the direction of the inner wall of the other wiring duct facing it, blows directly to the electric wire that generates heat, and forcibly circulates the air inside the wiring duct Since it discharges, cooling efficiency is very excellent.
  • an exhaust port may be further provided on the inner wall of the other wiring duct facing the inner wall of the wiring duct on which the exhaust fan is installed.
  • the exhaust fan may be provided in plurality, and the cooling efficiency may be further increased by a method of arranging the exhaust fans to be spaced apart from each other along the length direction or the width direction of the inner wall of the wiring duct.
  • the secondary battery charging and discharging device may further include an insulation panel on the inner wall of the wiring duct, and the insulation panel prevents heat generated from the wiring from moving to the charging and discharging box, thereby improving temperature variation, which is an effect of the present invention. Can help.
  • the insulation panel is preferably installed on the inner wall of the wiring duct adjacent to one side of the accommodation space in which the charge / discharge box is accommodated.
  • the exhaust fan and the insulation panel are installed together, the exhaust fan may be installed on the upper portion of the insulation panel, and may form a through hole penetrating through the insulation panel and the inner wall of the wiring duct, and then may be inserted into and installed in the through hole. have.
  • the charging and discharging device of a secondary battery according to the present invention is electrically connected to and operated by a charge and discharge box and an exhaust fan wired wire, and each charge and discharge box is accommodated in an accommodating structure having an accommodation space of the charge and discharge box. do.
  • the accommodating structure is preferably a structure having a plurality of accommodating spaces for accommodating a plurality of charge / discharge boxes stacked and stacked in both horizontal and vertical directions to accommodate mass production of secondary batteries.
  • the temperature deviation between the charging and discharging boxes can be significantly reduced, thereby improving the process deviation of the capacity and resistance which are very sensitive to temperature.
  • the heat generated from the wires wired in the wiring duct to perform the activation process of the secondary battery is smoothly discharged to the outside by the exhaust fan, the effect on the internal charge and discharge box is significantly reduced, the process deviation
  • the insulation panel is additionally installed, the external temperature difference is blocked by the insulation panel to further reduce the temperature deviation. Accordingly, since the temperature rise and the temperature deviation in the charge and discharge box are prevented or minimized, there is an effect that can solve the problem that the battery capacity is incorrectly measured or measurement deviation occurs.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of an arrangement state of a conventional charging and discharging device for carrying out a large number of activation processes of a secondary battery
  • FIG. 2 is a side view of a part thereof.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a portion of a receiving space of one charge / discharge box in FIG. 2, and FIG. 4 is a side view thereof.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating one charging and discharging box part as one embodiment of a charging and discharging device according to the present invention
  • FIG. 6 is a side view thereof.
  • FIG. 7 is a side view of an embodiment of a charging and discharging device according to the present invention, in which a heat insulation panel is installed on an inner wall of a wiring duct of a charging and discharging device, and an exhaust fan is installed thereon.
  • FIG. 8 is a side view of an embodiment of a charging / discharging device according to the present invention, in which an insulation panel is installed on an inner wall of a wiring duct of a charging and discharging device, and an exhaust fan is inserted through an inner wall of the wiring duct and an insulating panel.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of a charge / discharge box of the charge / discharge device according to the present invention.
  • the charge and discharge device of the present invention is a plurality of And a receiving structure 20 'for accommodating and arranging the charge / discharge box.
  • the accommodation structure 20' includes a plurality of accommodation spaces 21 'and accommodates and installs the charge / discharge boxes 30 therein.
  • a wiring duct 22' is provided, and many electric wires 23 'for supplying electricity to the charge / discharge box 30 are wired, and also charge / discharge
  • the exhaust fan 24 ' is provided so that the heat generated during the operation can be discharged to the outside.
  • the accommodating structure 20 ' has a structure including a plurality of accommodating spaces 21' to accommodate a plurality of charge and discharge boxes 30 stacked in a horizontal direction and in an up and down direction. It can respond suitably to the mass production of a secondary battery.
  • an exhaust fan 24 ′ is provided on the inner wall 25, and a plurality of exhaust fans may be disposed in a state spaced apart from each other along a length direction or a width direction of the wiring duct inner wall 25 (FIG. 5). Shows some of the plurality of exhaust fans that can be installed).
  • an insulation panel 26 may be additionally installed on the inner wall 25 of the wiring duct 22 ′.
  • heat insulation panel when the secondary battery is activated, heat generated by wiring or the like and an external temperature difference can be prevented from affecting the inside of the charge / discharge box, thereby uniformizing the temperature inside the charge / discharge box. It can be controlled and managed.
  • an exhaust fan may be installed on the insulation panel, and according to another embodiment of the present invention ( 8) After forming the through-hole penetrating the heat insulation panel and the inner wall 25 together, it may be inserted into the formed through-hole to be installed.
  • the electric wire 23 'for supplying electricity to the charge / discharge box 30 is arranged in the wiring duct 22', but is wired outside the exhaust fan 24 '.
  • the wind generated by the exhaust fan is directly blown from the electric wires 23 'that generate heat, so that heat can be efficiently discharged.
  • the insulation panel can be used without particular limitation as long as it can be installed on the inner wall 25 of the wiring duct and can support and install the exhaust fan 24 '.
  • As a material of the insulation panel a person skilled in the art is known in the art. Since it can be used properly selected from those that are detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing an example of the charging and discharging box that can be used in the charging and discharging device according to the present invention.
  • the charge / discharge box 30 has a form in which charge / discharge terminals 32 are provided on the left and right sidewalls of the box-shaped main body 31, and the charge / discharge terminals 32 are battery trays (not shown).
  • a current can be applied by contacting the electrode leads of the plurality of battery cells loaded therein.
  • a blowing fan 33 may be installed in the ceiling of the main body to cool the heat generated during the activation process.
  • the box-shaped body has a structure in which at least one side of the four sides is open, and the tray is introduced or discharged into the tray by a stacker crane (not shown) through the opening.
  • a battery tray is used to easily and safely handle a plurality of battery cells, and a plurality of battery cells are stored therein and charged into a charge / discharge box to perform a charge / discharge process. Since the furnace can be properly selected and used by those skilled in the art, a detailed description thereof is also omitted.
  • the charging and discharging device does not affect the inside of the charge / discharge box by heat generation, external temperature difference, etc. due to wiring or the like when the secondary battery is activated.
  • the heat generated from the wires connected to the duct can be smoothly discharged to the outside, thereby preventing or minimizing the temperature rise and temperature variation in the charge / discharge box. It is effective in solving the problem and is very useful industrially.

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Abstract

본 발명은 이차전지의 충방전 장치에 관한 것으로서, 다수의 수용 공간을 구비하고 상기 수용 공간의 일측에는 배선 덕트가 마련되어 있는 수용 구조물; 상기 다수의 수용 공간의 각각에 설치된 다수의 충방전 박스; 상기 배선 덕트에 배선된 전선; 및 상기 배선 덕트 내부에 설치된 배기 팬을 포함하는 이차전지의 충방전 장치에 있어서, 상기 전선은 상기 배기 팬의 외측을 지나가도록 상기 배기 덕트에 배선되는 것을 특징으로 한다. 또한, 배선 덕트 내부에 배기팬과 함께 단열 패널을 추가로 설치할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 이차전지의 활성화 공정을 실시할 때 배선 등에 의한 발열 등이 충방전 박스의 내부에 영향을 미치지 않도록 하여 내부의 온도를 균일하게 조절 관리할 수 있다.

Description

온도 편차가 개선된 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치
본 출원은 2018.03.08.자 한국 특허 출원 제10-2018-0027427호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지를 제조한 후 활성화 공정을 실시할 때 외부의 발열, 온도 차이 등이 충방전 박스의 내부에 영향을 미치지 않도록 하여 내부의 온도를 균일하게 조절 관리할 수 있는 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 수요가 증가하고 전기 자동차 등의 보급이 확대됨에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 높은 용량과 에너지 밀도를 갖는 리튬 이차전지에 대한 수요가 특히 높다.
일반적으로 리튬 이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장하고, 상기 전극 조립체에 전해액을 주입하여 제조한다. 이와 같이 제조된 리튬 이차전지는 소정의 충방전을 실시하여 전지를 활성화시켜 주어야 전지로서 기능을 할 수 있게 되는데, 이러한 공정을 포메이션(formation) 공정 또는 활성화 공정이라고 한다. 이러한 활성화 공정에 충방전 장치가 사용되는데, 일반적으로 충방전 장치는 이차전지의 대량 생산 공정에서 생산성을 높이기 위해 다수의 셀을 동시에 충방전할 수 있도록 되어 있다.
도 1는 이차전지의 활성화 공정을 대량으로 실시하기 위한 종래의 충방전 장치의 배치상태의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 그 일부의 측면도인 바, 이들 도면을 참조하면, 활성화 공정실(10)에는, 다수의 충방전 박스를 수평 방향과 상하 방향으로 겹겹이 수용할 수 있도록 다수의 수용 공간(21)과 배선 덕트(22)가 마련되어 있는 수용 구조물(20)이 배치되고, 상기 수용 공간(21)의 각각에는 충방전 박스(30)가 설치되어 있다.
도 3는 도 2에서 하나의 충방전 박스(30)의 수용 공간(21) 부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 그의 측면도이다. 이들 도면을 참조하면, 수용 구조물(20)에 마련된 수용 공간(21)의 일측에 배선 덕트(22)가 구비되어 있으며, 이 배선 덕트(22)의 빈 공간에는 충방전 박스에 전기를 공급하기 위한 다수의 전선(23)으로 이루어진 전선 다발이 배선되어 지나가게 되고, 배선의 외측에는 충방전 박스에서 충방전의 수행시 발생하는 열을 외부로 배출하도록 배기 팬(24)이 설치되어 있다.
리튬 이차전지는 온도에 따라 그 성능이 크게 변할 수 있는바, 이차전지의 활성화 공정은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 공정실 내에 다수의 충방전 박스를 상하 좌우로 겹겹이 배치하고 또 하나의 충방전 박스 내에도 다수의 전지셀을 트레이에 수납하여 동시에 실시하기 때문에, 충방전 박스 간에 또는 충방전 박스 내의 여러 전지셀 간에는 온도 편차가 존재할 수 있으므로, 온도 분포를 균일하게 관리해 주는 것이 중요하다.
그런데, 종래의 충방전 장치는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 충방전 박스(30)의 수용 공간(21)이 개방형으로 되어 있어 외부의 발열, 온도 편차 등이 그대로 내부에 영향을 미치게 되며, 이러한 외부의 영향에 따라 충방전 박스 간에 온도 편차가 발생하게 된다. 또한, 이차전지의 충방전 공정 시, 전지 셀에서 발생하는 열 외에도 다수의 충방전 박스에 전력을 공급하는 배선 자체에서 상당한 열이 발생하는데, 종래의 충방전 장치의 구조를 보면, 충방전 박스(30)의 수용 공간(21)에 접하는 배선 덕트(22)의 내부에 배선이 되어 있고, 배선 덕트(22)의 배기 팬(24)은 상기 배선의 외측에 설치되어 배선 덕트(22) 내부의 공기를 흡입하여 충방전기 외부로 송풍을 유도하는 배기 방식인바, 전선(23)에서 발생된 열이 배기 팬(24)에 의해 외부로 원활하게 배출되지 못하여 열 배출 효율이 낮은 문제가 있었다. 이로 인해 배치된 전선에서 발생하는 열에 의해 배선 덕트(22) 내부의 온도가 상승하고, 배선 덕트(22) 내부 온도는 인접한 충방전 박스(30)에 그대로 영향을 미치게 되어, 배선에 따라 전지셀 간의 온도 편차가 발생하는 문제가 있었으며, 이러한 온도 편차에 의해, 전지 용량 등이 잘못 측정되거나 측정 편차가 발생하여 측정 신뢰성이 저하될 수 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이차전지를 제조한 후 활성화 공정을 실시할 때 배선 등에 의한 발열 등이 충방전 박스의 내부에 영향을 미치지 않도록 하여 내부의 온도를 균일하게 조절 관리할 수 있는 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치는,
다수의 수용 공간을 구비하고 상기 수용 공간의 일측에는 배선 덕트가 마련되어 있는 수용 구조물; 상기 다수의 수용 공간의 각각에 설치된 다수의 충방전 박스; 상기 배선 덕트에 내부에 배선된 전선; 및 상기 배선 덕트에 설치된 배기 팬을 포함하는 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치에 있어서,
상기 배기 팬은 상기 수용 공간의 일측에 인접한 배선 덕트 내벽에 설치되고, 상기 전선은 상기 배기 팬의 외측을 지나가도록 배선되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 배기 팬은 배기 팬이 설치된 배선 덕트 내벽으로부터 그와 대면하는 타측 배선 덕트 내벽의 방향으로 바람을 일으켜, 열이 발생하는 전선에 직접 송풍을 하고, 배선 덕트 내부의 공기를 강제로 순환시켜 배출시키므로, 냉각 효율이 매우 우수하다.
또한 냉각 효율을 더욱 높이기 위하여, 배기 팬이 설치된 배선 덕트 내벽과 대면하는 타측 배선 덕트 내벽에는 열 배출을 돕기 위한 배기구가 추가로 설치될 수 있다.
상기 배기 팬은 복수 개로 구비하여, 상기 배선덕트 내벽의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 상호 이격된 상태로 배치하는 방법으로 냉각 효율을 더욱 상승시킬 수 있다.
본 발명에 의한 이차전지의 충방전 장치는 배선 덕트 내벽에 단열 패널을 추가로 포함할 수 있는데, 단열 패널은 배선에서 발생한 열이 충방전 박스로 이동하는 것을 차단하여 본 발명의 효과인 온도 편차 개선에 도움을 줄 수 있다. 배선으로부터 충방전 박스로 유입되는 열을 차단하기 위하여, 상기 단열 패널은 충방전 박스가 수용 되는 수용 공간의 일측에 인접한 배선덕트 내벽에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 배기 팬과 단열 패널이 함께 설치되는 경우, 배기 팬은 단열 패널의 상부에 설치할 수 있으며, 단열 패널과 배선 덕트 내벽을 함께 관통하는 관통구를 형성한 다음, 상기 관통구에 삽입되어 설치할 수도 있다.
상기 단열 패널 위에 배기 팬을 설치하는 경우, 배선 덕트 내부의 냉각 효율을 집중적으로 높일 수 있는 장점이 있으며, 단열 패널과 배선덕트 내벽에 관통구를 형성하고, 형성된 관통구에 상기 배기 팬을 삽입 설치하는 경우, 배선에서 발생하는 열뿐만 아니라, 충방전 박스에서 발생되는 열을 흡입하여 외부로 함께 배출하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 이차전지의 충방전 장치는 충방전 박스, 배기 팬이 배선된 전선에 의하여 전기적으로 연결되어 동작하게 되며, 각각의 충방전 박스는 충방전 박스의 수용 공간이 구비된 수용 구조물에 수용된다.
상기 수용 구조물은 다수의 충방전 박스를 수평 방향과 상하 방향 모두로 겹겹이 적층 배열하여 수용할 수 있도록 다수의 수용 공간을 구비하는 구조이면 이차전지의 대량 생산에 부응할 수 있어 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 충방전 장치에 의하여 이차전지를 활성화 공정을 수행하는 경우, 충방전 박스 간 온도 편차를 현저하게 줄임으로써 온도에 매우 민감한 용량 및 저항의 공정 편차를 개선할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이차전지의 활성화 공정을 실시할 배선 덕트에 배선된 전선에서 발생되는 열이 배기 팬에 의해 외부로 원활하게 배출되게 되어, 내부의 충방전 박스에 미치는 영향이 현저하게 줄어들어 공정 편차가 개선되며, 추가로 단열 패널을 설치하는 경우, 외부의 온도 차이 등이 단열 패널에 의해 차단되어 온도 편차를 더욱 줄일 수 있다. 이에 따라, 충방전 박스 내의 온도 상승 및 온도 편차가 방지되거나 최소화되므로 전지 용량 등이 잘못 측정되거나 측정 편차가 발생되는 문제를 해소해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1는 이차전지의 활성화 공정을 대량으로 실시하기 위한 종래의 충방전 장치의 배치상태의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 그 일부의 측면도이다.
도 3는 도 2에서 하나의 충방전 박스의 수용 공간 부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 그의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 충방전 장치의 일 실시예로서, 하나의 충방전 박스 부분을 도시한 사시도이고, 도 6는 그의 측면도이다.
도 7는 본 발명에 따른 충방전 장치 일 실시예의 측면도로서, 충방전 장치의 배선 덕트 내벽에 단열패널을 설치하고, 그 위에 배기 팬을 설치한 것이다.
도 8는 본 발명에 따른 충방전 장치 일 실시예의 측면도로서, 충방전 장치의 배선 덕트 내벽에 단열패널을 설치하고, 배선덕트 내벽과 단열패널을 함께 관통하여 배기팬을 삽입 설치한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 충방전 장치의 충방전 박스의 일례를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해 첨부된 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 이하에서 기재하는 구체적인 사항이나 도면의 내용은 본 발명의 실시형태를 예시하는 것에 불과하므로, 본 발명은 이러한 기재 사항이나 내용에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니될 것이다.
한편, 본 발명에서 '외측', '상하방향'과 같은 방향을 나타내는 용어를 사용하지만, 이들 용어는 설명의 편의와 용이한 이해를 위해 도시된 도면을 기준으로 사용된 것이며, 본 발명의 내용상 상대적인 관계의 의미로 사용된 것이지 절대적인 관계의 의미로 사용된 것이 아님을 이해하여야 하며, 더구나 이러한 용어들에 의해 본 발명의 범위가 부당하게 축소 해석되어서는 아니될 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 장치에서 하나의 충방전 박스 부분을 도시한 사시도이고, 도 6는 그의 측면도인 바, 이들 도면을 참조하면, 본 발명의 충방전 장치는 다수의 충방전 박스를 수용 배치하기 위한 수용 구조물(20')을 포함하는바, 이 수용 구조물(20')은 다수의 수용 공간(21')을 구비하여 거기에 충방전 박스(30)들을 수용하여 설치할 수 있도록 되어 있으며, 상기 수용 공간(21')의 일측에는 배선 덕트(22')가 마련되어 있어 충방전 박스(30)에 전기를 공급하기 위한 많은 전선(23')이 배선되어 있고, 또한 충방전의 수행시 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있도록 배기 팬(24')이 설치되어 있다.
상기 수용 구조물(20')은 다수의 충방전 박스(30)들을 수평 방향과 상하 방향 모두로 겹겹이 적층 배열하여 수용할 수 있도록 다수의 수용 공간(21')을 구비하는 구조로 되어 있으며, 이에 따라 이차전지의 대량 생산에 적절히 부응할 수 있게 된다.
또한, 상기 내벽(25)에 배기 팬(24')이 설치되어 있으며, 배기 팬은 배선 덕트 내벽(25)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 상호 이격된 상태로 복수 개 배치될 수 있다(도 5에서는 설치 될 수 있는 복수 개의 배기 팬 중 일부를 도시).
한편, 본 발명의 충방전 장치는, 상기 배선 덕트(22')의 내벽(25) 위에 단열 패널(26)이 추가로 설치될 수 있다. 이 단열 패널에 의해, 이차전지의 활성화 공정을 실시할 때 배선 등에 의한 발열, 외부의 온도 차이 등이 충방전 박스의 내부에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있으며, 이에 따라 충방전 박스 내부의 온도를 균일하게 조절 관리할 수 있게 된다.
상기 단열 패널을 내벽(25)에 추가로 설치하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면(도 7 참조) 배기 팬을 상기 단열 패널 위에 설치할 수도 있으며, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따르면(도 8 참조) 단열패널과 내벽(25)을 함께 관통하는 관통구를 형성한 후, 형성된 관통구에 삽입하여 설치할 수도 있다
단열패널 위에 배기 팬을 설치하는 경우, 배선 덕트(22') 내부의 냉각 효율을 집중적으로 높일 수 있으며, 관통구를 형성하여 배기 팬을 내벽(25)에 삽입 설치하는 경우, 충방전 박스(30)에서 발생하는 열을 흡입하여 배출할 수 있다는 점에서 바람직하다.
한편, 충방전 박스(30)에 전기를 공급하기 위한 전선(23')은 상기 배선 덕트(22')에 배치되어 있되 상기 배기 팬(24')보다 외측에 배선되어 있다. 이와 같은 장치의 구조에 의해, 열이 발생하는 전선(23')에서 배기 팬에서 발생하는 바람을 직접 송풍함으로써, 열을 효율적으로 배출할 수 있게 된다.
상기 단열 패널은 배선 덕트 내벽(25)에 설치할 수 있고 배기 팬(24')을 설치하여 지지할 수 있는 것이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있으며, 이러한 단열 패널의 소재로는 통상의 기술자가 당업계에 공지되어 있는 것들 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서의 충방전 박스(30)는 당업계에 공지된 임의 것을 사용할 수 있으며, 도 9는 본 발명에 따른 충방전 장치에서 사용할 수 있는 충방전 박스의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 9를 참조하면, 충방전 박스(30)는, 박스형 본체(31)의 좌우 측벽에 충방전 단자(32)가 구비되어 있는 형태이며, 이 충방전 단자(32)가 전지 트레이(미도시)에 적재된 다수의 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가할 수 있도록 되어 있다. 한편, 본체의 천정부에는 활성화 공정시 발생하는 열을 냉각시켜 주도록 송풍 팬(33)이 설치되어 있을 수 있다. 상기 박스형 본체는 4개의 측면 중 적어도 1개의 측면이 개방된 구조로 되어, 이 개방부를 통해 스태커 크레인(미도시) 등에 의해 트레이를 내부로 투입하거나 배출한다.
본 발명의 충방전 박스에서는 다수의 전지셀들을 용이하고 안전하게 취급할 수 있도록 전지 트레이를 사용하며 여기에 다수의 전지셀들을 수납하여 충방전 박스 내로 투입하여 충방전 공정을 수행하는바, 이러한 전지 트레이로는 당업계에 공지되어 있는 것들 중에서 통상의 기술자가 적절히 선택하여 사용할 수 있는 것이므로 이에 대한 상세한 설명 역시 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 충방전 장치는, 이차전지의 활성화 공정을 실시할 때 배선 등에 의한 발열, 외부의 온도 차이 등이 충방전 박스의 내부에 영향을 미치지 않도록 하고, 또한 배선 덕트에 배선된 전선 등에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 배출시켜 주는바, 이에 따라, 충방전 박스 내의 온도 상승 및 온도 편차를 방지하거나 최소화시켜 전지 용량 등이 잘못 측정되거나 측정 편차가 발생되는 문제를 해소해 주는 효과가 있는 것으로, 산업적으로 매우 유용하다.
한편, 이상에서 바람직한 실시형태나 구체적인 예를 들면서 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 내용으로 한정되지 않음은 물론이며, 또한 상기한 내용에 기초하여 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 여러 가지 다른 형태로의 변형, 구성요소 등의 대체, 추가적인 구성요소의 부가 등을 할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
<부호의 설명>
10: 활성화 공정실
20, 20': 수용 구조물
21, 21': 수용 공간
22, 22': 배선 덕트
23, 23': 전선
24, 24': 배기 팬
25: 배선 덕트 내벽
26: 단열 패널
30: 충방전 박스
31: 본체
32: 충방전 단자
33: 송풍 팬

Claims (10)

  1. 다수의 수용 공간을 구비하고 상기 수용 공간의 일측에는 배선 덕트가 마련되어 있는 수용 구조물;
    상기 다수의 수용 공간의 각각에 설치된 다수의 충방전 박스;
    상기 배선 덕트 내부의 공간에 배선된 전선; 및
    상기 배선 덕트 내벽에 설치된 배기 팬;
    을 포함하는 이차전지의 활성화 공정을 위한 충방전 장치에 있어서,
    상기 배기 팬은 상기 수용 공간의 일측에 인접한 배선 덕트 내벽에 설치되고,
    상기 전선은 상기 배기 팬의 외측을 지나가도록 배선되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기 팬은 배기 팬이 설치된 배선 덕트 내벽으로부터 그와 대면하는 타측 배선 덕트 내벽의 방향으로 공기를 송풍하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배기 팬이 설치된 배선 덕트 내벽과 대면하는 타측 배선 덕트 내벽에 배기구가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기 팬은 복수 개로 마련되어,
    상기 배선덕트 내벽의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 상호 이격된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지의 충방전 장치는 상기 배선 덕트 내벽에 설치된 단열 패널을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 의 충방전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단열 패널은 상기 수용 공간의 일측에 인접한 배선 덕트 내벽에 설치되고,
    상기 단열 패널 위에 상기 배기 팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단열 패널은 상기 수용 공간의 일측에 인접한 배선 덕트 내벽에 설치되고,
    상기 단열 패널과 단열 패널이 설치된 배선 덕트 내벽을 함께 관통하는 관통구가 한 곳 이상에 형성되며,
    상기 관통구에 상기 배기 팬이 삽입 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 충방전 박스 및 상기 배기 팬은 상기 배선된 전선에 의하여 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수용 구조물은 다수의 충방전 박스를 수평 방향과 상하 방향 모두로 겹겹이 적층 배열하여 수용할 수 있도록 다수의 수용 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전 장치.
  10. 제1항에 기재된 이차전지의 충방전 장치를 이용하여 이차전지 활성화를 위한 충방전을 행하는 것을 특징으로 하는 이차전지 활성화 방법.
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