WO2022197075A1

WO2022197075A1 - 배터리 셀 외관 손상 방지를 위한 셀 안착 지그, 셀 정렬 장치 및 셀 안착 방법

Info

Publication number: WO2022197075A1
Application number: PCT/KR2022/003630
Authority: WO
Inventors: 오종균; 정우승; 이철
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2022-09-22
Also published as: US20230378510A1; JP2023537521A; KR20220129385A; EP4181283A1; CN116097508A

Abstract

본 발명에 따른 셀 안착 지그는, 베이스부; 상기 베이스부의 일측에서 수직방향으로 연장 형성된 제1 지지부; 및 상기 제1 지지부와 소정 간격 떨어진 상기 베이스부의 타측에서 수직방향으로 연장되고 상기 제1 지지부와 대면하게 마련된 제2 지지부;를 포함하고, 상기 제2 지지부가 상기 제1 지지부보다 더 높게 연장되게 마련될 수 있다.

Description

배터리 셀 외관 손상 방지를 위한 셀 안착 지그, 셀 정렬 장치 및 셀 안착 방법

본 발명은 배터리 모듈 제조 공정에 사용되는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 셀들의 안착 및 정렬을 위한 셀 안착 지그 및 이를 포함한 셀 정렬 장치와 셀 안착 방법에 관한 것이다.

본 출원은 2021년 03월 16일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2021-0034218호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.

일반적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로, 최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차전지가 개발되고 있다. 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기 등은 하나 또는 수개의 이차전지 셀이 에너지원으로 사용되고, 전기 자동차 등과 같이 고출력, 대용량의 전력이 필요한 중대형 기기, 장치는 수십 내지 수백개 이차전지 셀을 직렬 및/또는 병렬 연결하여 배터리 모듈을 구성하고 상기 배터리 모듈을 다시 직렬 및/또는 병렬 연결하여 구성한 배터리 팩을 에너지원으로 사용한다.

상기 이차전지 셀은 케이스 형상에 따라 각형, 원통형, 파우치형 전지로 분류될 수 있다. 여기서 각형이나 파우치형 이차전지는 배터리 모듈을 구성할 때, 적층하여 모듈 케이스에 집약적으로 수납할 수 있어 배터리 모듈의 에너지 밀도를 높이는데 유리하다. 이에 각형이나 파우치형 이차전지가 적용된 배터리 모듈은 셀 적층체를 제작하고 상기 셀 적층체를 모듈 케이스에 수납하는 공정을 거치게 된다.

한편, 상기 셀 적층체를 제작하기 위한 사전 준비 단계로서 도 1의 (a)와 같이, 이차전지 셀을 세워서 셀 안착 지그에 수직으로 삽입하는 공정이 있다. 그런데, 이 공정에서 이차전지 셀의 두께 편차, 셀 안착 지그의 위치 변동 또는 셀 이재기의 위치 오차 등으로 인해 도 1의 (b)와 같이 이차전지 셀과 셀 안착 지그(1) 간 간섭이 발생하여 이차전지 셀의 외관이 손상되는 일이 종종 발생하고 있다. 이때 이차전지 셀의 외관 손상이 심할 경우, 전해액 누액이나 절연이 깨질 수도 있어 대책이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식하여 창안된 것으로서, 개선된 셀 안착 지그와 셀 안착 방법을 제공하여 셀 삽입 공정시 배터리 셀의 외관 손상을 근본적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 베이스부; 상기 베이스부의 일측에서 수직방향으로 연장 형성된 제1 지지부; 및 상기 제1 지지부와 소정 간격 떨어진 상기 베이스부의 타측에서 수직방향으로 연장되고 상기 제1 지지부와 대면하게 마련된 제2 지지부;를 포함하고, 상기 제2 지지부가 상기 제1 지지부보다 더 높게 연장 형성된 셀 안착 지그가 제공될 수 있다.

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이의 간격은 안착시킬 배터리 셀의 두께에 대응하게 마련될 수 있다.

상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 상단부 두께가 하단부 두께보다 얇게 형성되고, 상기 상단부와 상기 하단부 사이에 두께가 점진적으로 줄어드는 가이드부가 형성될 수 있다.

상기 제2 지지부는 상기 베이스부와 일체로 형성된 제1 파트와, 상기 제1 파트의 상부에 탈부착 가능하게 마련된 적어도 하나의 제2 파트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 셀 안착 지그를 포함하는 셀 정렬 장치로서, 제1 방향으로 서로 소정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 상기 셀 안착 지그;와 한 쌍의 상기 셀 안착 지그를 일체로 연결하는 지그 연결부재;를 포함한 셀 지지체; 및 각 상기 셀 안착 지그에 연결되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 지그 이송유닛을 포함하고, 상기 셀 지지체가 상기 지그 이송유닛 상에 하나 이상 구비된 셀 정렬 장치가 제공될 수 있다.

상기 베이스부는, 상기 지그 연결부재의 단부와 결합 가능하게 마련된 조인트부; 및 상기 지그 이송유닛을 따라 슬라이드 이동하게 하게 마련된 슬라이드부를 포함할 수 있다.

상기 조인트부는 상기 지그 연결부재의 단부가 삽입 가능하고 제1 방향으로 형성된 체결홀을 구비하고, 상기 지그 연결부재는 그 단부가 상기 체결홀에 개재되고 체결부재에 의해 상기 조인트부에 고정될 수 있다.

상기 지그 연결부재는 봉 형상으로 하나 이상 구비되고, 양단이 한 쌍의 상기 셀 안착 지그에 고정 결합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 셀 정렬 장치에 배터리 셀을 안착하는 방법으로서, 상기 셀 지지체의 상부 영역으로 배터리 셀을 가져오는 셀 투입 준비단계; 상기 배터리 셀의 하단이 상기 제1 지지부보다 높고 상기 제2 지지부보다 낮은 위치까지 상기 배터리 셀을 1차 하강시키는 셀 1차 하강단계; 상기 제2 지지부의 내측면까지 상기 배터리 셀을 수평 이동시키는 셀 수평 이동단계; 및 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 안착되게 상기 배터리 셀을 하강시키는 셀 2차 하강단계를 포함하는 배터리 셀 안착방법이 제공될 수 있다.

상기 배터리 셀 안착방법은 상기 셀 정렬 장치의 각 상기 셀 지지체에 상기 배터리 셀을 안착한 다음, 각 상기 셀 지지체를 밀착시키는 셀 밀착단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리 셀을 셀 안착 지그에 삽입 중 발생할 수 있는 배터리 셀의 외관 손상을 근본적으로 방지할 수 있다.

또한, 배터리 셀이 수평이동 하여 셀 안착 지그의 제2 지지부의 내측면까지 도달한 후 제1 지지부와 제2 지지부 사이 공간으로 수직 이동하여 셀 안착 지그 속에 안착될 수 있게 구성됨으로써 셀 이재기의 초기 로딩 위치 오차 또는 셀 안착 지그의 위치 변동이 다소 있더라도 배터리 셀의 삽입 공정이 용이하고 안정적일 수 있다.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 종래 기술에 따른 셀 안착 지그 및 셀 삽입 공정 시 문제를 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 정렬 장치의 개략적인 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 안착 지그의 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 셀을 안착한 셀 정렬 장치의 정면도이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 안착 방법에 의한 셀 삽입 공정을 나타낸 도면들이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 셀을 안착한 셀 정렬 장치의 사시도이다.

도 9는 도 8에서 셀 지지체들을 이동시켜 배터리 셀들을 모아놓은 상태를 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 안착 지그를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 정렬 장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 안착 지그의 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 셀을 안착한 셀 정렬 장치의 정면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 정렬 장치(10)는 하나 이상의 셀 지지체(100)와, 상기 셀 지지체(100)를 이동시키기 위한 지그 이송유닛(200)을 포함한다.

상기 셀 지지체(100)는 한 쌍의 셀 안착 지그(110)와 지그 연결부재(120)로 구성될 수 있다.

상기 한 쌍의 셀 안착 지그(110)는 넓은 면을 지면에 대해 수직하게 세워놓은 배터리 셀(20)을 지지하기 위한 구성이고, 상기 지그 연결부재(120)는 상기 한 쌍의 셀 안착 지그(110) 간의 상대 위치가 틀어지지 않고 상기 한 쌍의 셀 안착 지그(110)가 일체로 움직일 수 있도록 잡아주기 위한 구성이라 할 수 있다.

여기서 상기 배터리 셀(20)은 외장 케이스가 육각형인 배터리 셀(20) 또는 파우치형 배터리 셀(20)을 의미할 수 있다.

먼저, 셀 안착 지그(110)에 대해 살펴보면, 상기 셀 안착 지그(110)는 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스부(111)와 제1 수직판부 및 제2 수직판부를 포함할 수 있다.

상기 베이스부(111)는 상부의 조인트부(111a)와 하부의 슬라이드부(111b)로 구분될 수 있다. 상기 조인트부(111a)는 지그 연결부재(120)가 결합될 수 있는 부분으로서, 제1 방향(Y축 방향)으로 형성된 체결홀(H)을 구비하고 상기 체결홀(H)에 지그 연결부재(120)의 단부를 끼워 넣어 지그 연결부재(120)를 고정시킬 수 있게 구성될 수 있다.

상기 지그 연결부재(120)의 고정을 견고히 하기 위해 볼트와 같은 체결부재(B)가 추가될 수 있다. 이를테면 지그 연결부재(120)의 단부에 볼트를 스크류 결합시킬 수 있는 스크류 홈을 형성하고 상기 조인트부(111a)의 체결홀(H)에 개재한 다음, 도 3과 같이 볼트를 체결홀(H)의 바깥에서 상기 스크류 홈에 체결하는 방식으로 지그 연결부재(120)를 조인트부(111a)에 볼트 결합하면 보다 견고하게 고정될 수 있다.

슬라이드부(111b)는 셀 안착 지그(110)를 제2 방향(X축 방향)을 따라 이동시키기 위해 지그 이송유닛(200)에 연결되는 부분이다. 본 실시예의 경우, 슬라이드부(111b)는 레일 구조의 지그 이송유닛(200)에서 이탈하지 않고 슬라이드 이동할 수 있도록 상기 지그 이송유닛(200)을 부분적으로 감싸는 블록 형태로 구성될 수 있다. 도시하지 않았으나, 슬라이드부(111b)가 매끄럽게 이동할 수 있도록 상기 슬라이드부(111b)의 내측에 베어링을 추가해도 좋다.

또한, 본 실시예는 조인트부(111a)와 슬라이드부(111b)를 일체형으로 구성하였으나 조인트부(111a)를 슬라이드부(111b)에서 분리할 수 있게 구성해도 좋다.

제1 지지부(112)와 제2 지지부(113)는 이들 사이의 셀 안착 공간(O)에 배터리 셀(20)을 수직으로 삽입하여 거치할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 상기 제1 지지부(112)는 베이스부(111)의 상단 일측에서 수직방향으로 연장 형성되고 상기 제2 지지부(113)는 상기 제1 지지부(112)와 소정 간격 떨어진 베이스부(111)의 상단 타측에서 수직방향으로 연장되고 상기 제1 지지부(112)와 대면하게 마련된다.

바람직하게는, 상기 제1 지지부(112)와 상기 제2 지지부(113) 사이의 간격을 안착시킬 배터리 셀(20)의 두께에 대응하도록 형성하여, 배터리 셀(20)을 안착시켰을 때 배터리 셀(20)이 한쪽으로 기울어지지 않도록 하는 것이 좋다.

상기 제2 지지부(113)는 상기 제1 지지부(112)보다 더 높게 형성된다. 즉, 제2 지지부(113)는 제1 지지부(112)에 대해 비대칭적이게 높게 형성될 수 있다.

이처럼 제2 지지부(113)를 제1 지지부(112)보다 높게 형성함으로써 셀 삽입 중 배터리 셀(20)의 외관 손상을 방지할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 제1 지지부(112) 및 상기 제2 지지부(113)는 상단부(113a) 두께가 하단부(113b) 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 상단부(113a) 두께를 하단부(113b) 두께보다 얇게 하면 배터리 셀(20)을 셀 안착 공간(O)에 진입시킬 수 있는 상부 공간을 조금 더 확보할 수 있다. 따라서 배터리 셀(20)을 하강시킬 때, 셀 이재기(미도시)와 셀 안착 지그(110) 간의 위치상에 약간의 오차가 있어도 배터리 셀(20)을 하강시키기 용이하다.

상기 제2 지지부(113)는 상기 상단부(113c)와 상기 하단부(113b) 사이에 두께가 점진적으로 줄어드는 가이드부(113c)를 더 구비할 수 있다. 상기 제1 지지부(112)도 제2 지지부와 마찬가지로 가이드부를 구비할 수 있다.

상기 상단부(113a)와 상기 하단부(113b) 사이에 단차만 있고 가이드부(113c)가 없다면, 배터리 셀(20)을 하강시킬 때 배터리 셀(20)의 하단이 단차에 간섭될 문제가 있다. 본 실시예는 이러한 문제가 없도록 상기 상단부(113a)와 상기 하단부(113b) 사이에 가이드부(113c)가 추가되어 있다. 이에 배터리 셀(20)을 하강시킬 때, 배터리 셀(20)이 가이드부(113c)의 경사면을 따라 타고 내려와 셀 안착 공간(O)에 안전하게 삽입 배치될 수 있다.

배터리 셀(20)의 안정적 지지를 위해 본 실시예의 경우, 도 4와 같이, 2개의 셀 안착 지그(110)가 사용될 수 있다. 상기 2개의 셀 안착 지그(110)는 제1 방향(Y축 방향)으로 소정 간격 이격 배치되고 지그 연결부재(120)에 의해 일체로 연결될 수 있다.

상기 지그 연결부재(120)는 기계적 강성이 우수한 금속 또는 비금속 소재로 형성된 봉으로 마련될 수 있다. 상기 봉 형상의 지그 연결부재(120)는 전술한 바와 같이 그 양단이 상기 한 쌍의 셀 안착 지그(110)에 고정 결합되게 구성될 수 있다.

이를테면, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 좌측 셀 안착 지그(110)와 우측 셀 안착 지그(110)는 2개의 봉 형상의 지그 연결부재(120)로 연결된다. 따라서 좌측 셀 안착 지그(110)와 우측 셀 안착 지그(110)는 항상 동일 축선상에 놓이고 제2 방향(X축 방향)으로 일체로 움직인다.

예컨대 상기 지그 연결부재(120)가 없다면 배터리 셀(20)을 삽입하기 전 매번 좌측 셀 안착 지그(110)와 우측 셀 안착 지그(110)의 위치를 조절해야 하는 번거로움이 있겠으나, 본 실시예처럼 상기 지그 연결부재(120)를 적용하면 상기와 같은 번거로움을 없앨 수 있다. 또한, 배터리 셀(20)을 안착한 상태에서 셀 안착 지그(110)를 이동시킬 때 좌/우측 셀 안착 지그(110)가 일체로 이동하지 않는다면 배터리 셀(20)에 뒤틀림 하중이 작용할 수 있다. 그러나 본 실시예는 좌/우측 셀 안착 지그(110)가 일체로 이동할 수 있게 구성되어 있어 상기와 같은 문제점이 발생할 우려가 없다.

지그 이송유닛(200)은 각 셀 지지체(100)를 제2 방향을 따라 이동시키기 위한 구성으로서 제2 방향으로 연장된 한 쌍의 레일 형태로 마련될 수 있다.

도 2와 같이, 각 셀 안착 지그(110)의 슬라이드부(111b)가 상기 지그 이송유닛(200) 상에 연결됨으로써 각 셀 지지체(100)가 제2 방향(X축 방향)을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 도시하지 않았으나, 예컨대 서보모터의 동력을 전달할 수 있게 서보모터와 상기 셀 지지체(100) 간에 기계적 연결 조합을 추가하고 각 셀 지지체(100)의 움직임을 제어하는 것도 가능하다.

이어서 상기 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 안착 방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 셀 안착 방법은 셀 투입 준비단계, 셀 1차 하강단계, 셀 수평이동 단계 및 셀 2차 하강단계를 포함할 수 있다.

셀 투입 준비단계는 셀 이재기를 사용하여 배터리 셀(20)을 셀 지지체(100)의 상부 영역으로 가져오는 단계이다. 여기서 셀 이재기는 배터리 셀(20)의 양면을 클램핑할 수 있고, X-Y-Z축 구동이 가능한 로봇 암 또는 그립퍼를 의미할 수 있다. 그리고 셀 지지체(100)의 상부 영역이란 셀 안착 지그(110)보다 높은 위치를 의미한다.

그 다음, 셀 1차 하강단계는, 도 5에 도시한 바와 같이, 배터리 셀(20)의 하단이 셀 안착 지그(110)의 제1 지지부(112)보다 높고 제2 지지부(113)보다 낮은 위치까지 상기 배터리 셀(20)을 (-Z축 방향으로)하강시키는 단계이다.

바람직하게는, 상기 셀 1차 하강단계에서는 셀 안착 지그(110)의 전방, 다시 말하면 제1 지지부(112)의 바깥쪽 상부에서 배터리 셀(20)의 하단이 제1 지지부(112)의 상단에 닿지 않고 제2 지지부(113)의 상단부다 낮은 높이까지 배터리 셀(20)을 하강시킨다.

그 다음, 셀 수평 이동단계는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 지지부(113)의 내측면(113S)까지 상기 배터리 셀(20)을 (+X축 방향으로) 수평 이동시키는 단계이다.

상기 셀 수평 이동단계를 거치면, 2차 하강시 배터리 셀(20)의 하단이 제1 지지부(112)의 상단 및 제2 지지부(113)의 상단과 충돌할 가능성이 없는 위치에 배터리 셀(20)이 자리하게 된다.

그 다음, 셀 2차 하강단계는, 도 7에 도시한 바와 같이, 배터리 셀(20)을 2차로 (-Z축 방향으로) 하강시켜 상기 제1 지지부(112)와 상기 제2 지지부(113) 사이에 안착시키는 단계이다.

상기 셀 2차 하강단계를 수행하고 나면, 배터리 셀(20)이 베이스부(111), 제1 지지부(112) 및 제2 지지부(113)로 둘러싸인 셀 안착 공간(O)에 부분적으로 억지 끼움된 상태로 수직 배치될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 셀 안착 지그(110) 구성과 셀 안착 방법에 의하면, 배터리 셀(20)의 2차 하강 전에 배터리 셀(20)과 셀 안착 지그(110) 간의 충돌 회피를 위한 배터리 셀(20)의 위치 조정이 가능하다. 따라서 셀 이재기의 초기 로딩 위치와 셀 안착 지그(110)의 위치 간에 오차가 있어도 최종적으로는 배터리 셀(20)을 손상 없이 셀 안착 지그(110)에 안착시킬 수 있다.

추가적으로, 본 실시예에 따른 배터리 셀(20) 안착방법은 셀 밀착단계를 더 포함할 수 있다.

상기 셀 밀착단계는 셀 정렬 장치(10)의 각 셀 지지체(100)마다 배터리 셀(20)을 안착한 다음, 각 상기 셀 지지체(100)를 밀착시켜 배터리 셀(20)들을 모아주는 단계이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리 셀(20)을 안착한 셀 정렬 장치(10)의 사시도이고, 도 9는 도 8에서 셀 지지체(100)들을 이동시켜 배터리 셀(20)들을 모아놓은 상태를 도시한 도면이다.

예컨대, 도 8에 도시한 바와 같이, 5개의 셀 지지체(100)들이 지그 이송유닛(200) 상에 소정 간격 이격 배치되고, 2 방향 (X축 방향)을 따라 끝에 위치한 셀 지지체(100)부터 역순으로 각 셀 지지체(100)마다 하나씩의 배터리 셀(20)이 안착될 수 있다. 이때, 배터리 셀(20)은 각 셀 지지체(100)의 셀 안착 지그(110)에 전술한 과정을 반복 수행으로 안착될 수 있다.

셀 삽입을 위해 떨어져 배치되어 있는 셀 지지체(100)들은 도 9와 같이, 지그 이송유닛(200)을 따라 이동하여 제2 방향으로 서로 밀착될 수 있다. 이에 따라 분산되어 있던 배터리 셀(20)들이 서로 모아져 한 그룹의 스택을 형성하게 될 수 있다.

이어서 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 안착 지그에 대해 설명한다.

이전 도면들과 동일한 부재번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 간략히 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 안착 지그(110)의 제2 지지부(113)는 베이스부(111)와 일체로 형성된 제1 파트(114)와, 상기 제1 파트(114)의 상부에 탈부착 가능하게 마련된 적어도 하나의 제2 파트(115)를 포함할 수 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 상기 셀 안착 지그(110)는 제1 파트(114)에 제2 파트(115)가 장착됨으로써 제2 지지부(113)가 제1 지지부(112)보다 높게 구성될 수 있다.

도시하지 않았으나 상기 제2 파트(115)는 높이가 여러 가지 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 도 10의 제2 파트(115)와 높이가 다른 여러 개의 제2 파트(115)들을 제작해 놓고, 상기 제2 파트(115)들 중 하나를 상기 제1 파트(114)에 장착하는 방식으로 제2 지지부(113)의 높이를 증감시킬 수 있다. 물론, 제1 지지부(112)의 경우에도 제2 지지부(113)와 마찬가지 방식으로 구성하여 높이를 증감시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예의 경우, 배터리 셀(20)의 사이즈별로 적합한 높이의 제2 파트(115)를 선택해 이를 제1 파트(114)에 장착함으로써 제2 지지부(113)의 높이를 조정할 수 있는 것이 특징이라 할 수 있다. 따라서 본 실시예의 셀 안착 지그는, 너비(또는 세웠을 때 높이)가 다르지만 두께가 같은 규격의 배터리 셀(20)들이라면 각 배터리 셀에 적합한 높이의 제2 파트(115)를 제1 파트(114)에 꽂아 제2 지지부(113)의 높이를 조정함으로써, 상기 각 배터리 셀을 지지하는데 호환적으로 사용될 수 있다.

이상과 같이, 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 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에서 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims

베이스부;

상기 베이스부의 일측에서 수직방향으로 연장 형성된 제1 지지부; 및

상기 제1 지지부와 소정 간격 떨어진 상기 베이스부의 타측에서 수직방향으로 연장되고 상기 제1 지지부와 대면하게 마련된 제2 지지부;를 포함하고,

상기 제2 지지부가 상기 제1 지지부보다 더 높게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 셀 안착 지그.
제1항에 있어서,

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이의 간격은 안착시킬 배터리 셀의 두께에 대응하게 마련되는 것을 특징으로 하는 셀 안착 지그.
제1항에 있어서,

상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 상단부 두께가 하단부 두께보다 얇게 형성되고,

상기 상단부와 상기 하단부 사이에 두께가 점진적으로 줄어드는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 셀 안착 지그.
제1항에 있어서,

상기 제2 지지부는 상기 베이스부와 일체로 형성된 제1 파트와, 상기 제1 파트의 상부에 탈부착 가능하게 마련된 적어도 하나의 제2 파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 안착 지그.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 셀 안착 지그를 포함하는 셀 정렬 장치로서,

제1 방향으로 서로 소정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 상기 셀 안착 지그;와 한 쌍의 상기 셀 안착 지그를 일체로 연결하는 지그 연결부재;를 포함한 셀 지지체; 및

각 상기 셀 안착 지그에 연결되고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 지그 이송유닛을 포함하고,

상기 셀 지지체가 상기 지그 이송유닛 상에 하나 이상 구비된 것을 특징으로 하는 셀 정렬 장치.
제5항에 있어서,

상기 베이스부는,

상기 지그 연결부재의 단부와 결합 가능하게 마련된 조인트부; 및

상기 지그 이송유닛을 따라 슬라이드 이동하게 하게 마련된 슬라이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 정렬 장치.
제6항에 있어서,

상기 조인트부는 상기 지그 연결부재의 단부가 삽입 가능하고 제1 방향으로 형성된 체결홀을 구비하고,

상기 지그 연결부재는 그 단부가 상기 체결홀에 개재되고 체결부재에 의해 상기 조인트부에 고정된 것을 특징으로 하는 셀 정렬 장치.
제5항에 있어서,

상기 지그 연결부재는 봉 형상으로 하나 이상 구비되고, 양단이 한 쌍의 상기 셀 안착 지그에 고정 결합된 것을 특징으로 하는 셀 정렬 장치.
제5항에 따른 셀 정렬 장치에 배터리 셀을 안착하는 방법으로서,

상기 셀 지지체의 상부 영역으로 배터리 셀을 가져오는 셀 투입 준비단계;

상기 배터리 셀의 하단이 상기 제1 지지부보다 높고 상기 제2 지지부보다 낮은 위치까지 상기 배터리 셀을 1차 하강시키는 셀 1차 하강단계;

상기 제2 지지부의 내측면까지 상기 배터리 셀을 수평 이동시키는 셀 수평이동단계; 및

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 안착되게 상기 배터리 셀을 하강시키는 셀 2차 하강단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 안착방법.
제9항에 있어서,

상기 셀 정렬 장치의 각 상기 셀 지지체에 상기 배터리 셀을 안착한 다음, 각 상기 셀 지지체를 밀착시키는 셀 밀착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 안착방법.