WO2023075269A1 - 셀 트레이 - Google Patents

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WO2023075269A1
WO2023075269A1 PCT/KR2022/015883 KR2022015883W WO2023075269A1 WO 2023075269 A1 WO2023075269 A1 WO 2023075269A1 KR 2022015883 W KR2022015883 W KR 2022015883W WO 2023075269 A1 WO2023075269 A1 WO 2023075269A1
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tray
connector
cell
partition wall
cylindrical
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송현진
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a cell tray, and more particularly, to a cell tray for accommodating or storing cylindrical cells in a charge/discharge process for activation or aging process, or transporting the cylindrical cells between each process.
  • lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V or higher, three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as power sources for portable electronic devices, and are rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. It is a trend.
  • a lithium secondary battery is manufactured through a process of assembling a cell and a process of activating the battery.
  • the battery activation step the battery is loaded on a tray and charged and discharged under conditions necessary for activation.
  • the lithium secondary battery may be classified into a stack type battery, a pouch type battery, and a cylindrical battery depending on the structure and shape.
  • FIG. 1 shows a conventional tray accommodating a plurality of cylindrical cells.
  • a body 10 having a battery accommodating portion 11 capable of individually accommodating a plurality of cylindrical cells 30 and having an open top, and a body 10 covering and accommodating the upper part of the body 10 A cover 20 protecting the cells 30 is provided.
  • conventional trays merely perform a function of receiving or transporting cylindrical cells, and thus, characteristics or conditions of the cells cannot be monitored during each process or during movement between processes.
  • the voltage during charge/discharge can be measured by connecting the terminal of the charge/discharger to the lead of the cell accommodated in the tray, but the voltage of the cell cannot be measured during transfer or storage between processes.
  • it was difficult to measure other electrical characteristics such as impedance other than voltage.
  • Cells before and after the activation process or aging process are in a state where electrical properties such as voltage, impedance, and current can vary over time because their electrical properties have not yet been established, so it is necessary to continuously monitor the transition of their electrical properties. there is.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cell tray capable of measuring and monitoring electrical characteristics of a cylindrical cell in a charge/discharge process, transfer between processes, and aging process.
  • an object of the present invention is to provide a cell tray that can solve the problem that the cylindrical cells stored in the cell tray are damaged by heat generated in the process of measuring the above electrical characteristics or the performance of the cells is deteriorated. .
  • the tray main body is open at the top, provided with a partition wall partitioning the inner space, and a plurality of cylindrical cells are accommodated between the partition walls, respectively; a first connector rotatably installed above the partition walls and pivoting toward the upper electrode tabs of the cylindrical cells accommodated between the partition walls so as to come into contact with the upper electrode tabs; a second connector installed on the tray main body between the partition walls and contacting the lower electrode tab of the cylindrical cell accommodated between the partition walls; and an electrical characteristic measurer electrically connected to the first connector and the second connector to measure electrical characteristics of the cylindrical cell. It provides a cell tray comprising a.
  • the partition wall may be formed in a lattice shape.
  • the tray body surrounds the bottom plate forming the lower part of the tray body, the lattice-type partition wall installed on the bottom plate, and the lattice-type partition wall and is coupled to the bottom plate or integrally with the bottom plate.
  • the outer frame may be formed higher than a height of the partition wall by a height exceeding a rotation radius of the first connector.
  • a hinge frame may be installed above the partition wall, and the first connector may be hinged to the hinge frame.
  • the electrical characteristic measurer may measure at least one characteristic of resistance, voltage, and current of the accommodated cylindrical cell.
  • a wireless communication device connected to the electrical characteristic measuring device and capable of transmitting the electrical characteristic values of the cylindrical cell measured by the electrical characteristic measuring device to the outside may be installed in the tray body.
  • a cooling member for cooling the cylindrical cells may be installed on the bottom plate of the tray body.
  • a cooling member accommodating groove may be formed in the bottom plate, the cooling member may be installed in the cooling member accommodating groove, and the second connector may be installed on the cooling member.
  • the cooling member may be a thermoelectric element.
  • a tray top plate coupled to the tray body while covering the open top of the tray body may further include.
  • the upper plate of the tray may include an insulating member protruding downward at a position corresponding to the cylindrical cells accommodated between the partition walls.
  • the electrical characteristic measuring device may be installed on the tray body or the tray top plate.
  • the hinge frame may be hinged with a plurality of first connectors that rotate toward the upper electrode tabs of the cylindrical cells located in front and rear, left and right, or front and rear and left and right of the partition wall.
  • the partition wall is formed in a lattice shape
  • the hinge frame includes four hinge coupling parts, and four first connectors are hinged to the hinge coupling parts, respectively, and the hinge frame comprises the grid At the upper part of the partition wall at the point where the partition walls intersect, the four hinge coupling parts are installed so as to face the diagonal direction of the lattice space formed by the partition wall, so that the first connector moves up and down in the diagonal direction of the lattice space. can rotate
  • the present invention has an effect that electrical characteristics such as voltage and impedance current of a unidirectional battery cell can be conveniently monitored during a charge/discharge process, an aging process, or each process.
  • the present invention has an effect of solving the thermal stability problem of the cells by effectively controlling heat generated from a plurality of cylindrical cells housed therein.
  • FIG. 1 shows a conventional cylindrical cell tray.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view of a cell tray according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows a hinge member and a first lead connector included in the cell tray according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 shows the configuration of the tray body and top plate included in the cell tray according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a hinge member and a first lead connector included in a cell tray according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view of a cell tray according to a second embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a cell tray 100 accommodating a plurality of cylindrical cells (C) in which two electrode tabs are formed on upper and lower portions, respectively.
  • the cell tray 100 of the present invention accommodates a plurality of cylindrical cells (C), has an open top, and has a partition wall 111 partitioning an internal space, and has a plurality of cylindrical cells between the partition walls 111.
  • the tray body 110 in which (C) is accommodated, respectively, is rotatably installed on the upper part of the partition wall 111 and contacts the upper electrode tab of the cylindrical cell (C) accommodated between the partition walls 111.
  • a first connector 131 pivoting toward the electrode tab, a second connector 132 installed in the tray body between the partition walls 111 and contacting the lower electrode tab of the cylindrical cell accommodated between the partition walls 111 ) and an electrical characteristic measurer 140 electrically connected to the first connector 131 and the second connector 132 to measure the electrical characteristics of the cylindrical cell C.
  • the tray body 110 includes a bottom plate 113 on which the cylindrical cells C are seated, a lattice-shaped partition wall 111 installed on the bottom plate 113 and accommodating the cylindrical cells C, and the partition It includes an outer frame 112 surrounding the wall 111 .
  • FIGS. 5 to 6 show the configuration of the cell tray 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the basic structure of the cell tray 100 of the present invention is almost the same as that of FIG. 1 referred to in the background art.
  • the cell tray 100 of the present invention has additional components for continuously monitoring the transition of electrical characteristics of the cylindrical cells C accommodated in the existing structure.
  • the cell tray 100 of the present invention includes connectors that can be electrically connected by contacting electrode tabs respectively formed on the upper and lower portions of the accommodated cylindrical cells (C) in order to determine the electrical characteristics of each. It will be described with reference to FIGS. 2 to 4 below.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view (Fig. 2 (a)) and a plan view (Fig. 2 (b)) of the cell tray 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the cell tray 100 of the present invention basically has a partition wall 111 formed so that a plurality of cylindrical cells C can be separately accommodated, and an accommodation formed by the partition wall 111.
  • the outer frame 112 surrounding and supporting the side surface so as to surround all the cylindrical cells C accommodated in the unit A, and the cylindrical cells C accommodated by being coupled to the lower part of the partition wall 111 and the outer frame 112 It is composed of a tray body 110 including a bottom plate 113 for supporting the lower part of.
  • the tray body 110 of the present invention includes a partition wall 111 forming an accommodating portion A in which the cylindrical cells C are accommodated.
  • the partition wall 111 is designed in a lattice shape so that the cylindrical cells C can be separately accommodated in the tray body 110 one by one, and includes a plurality of accommodating portions A formed by the lattice structure.
  • the partition wall 111 is designed in a lattice shape, and the partition wall 111 supports the side part of the cylindrical cell C accommodated in the accommodating part A. If necessary, some of the side surfaces of some of the cylindrical cells (C) accommodated in the outermost part may be supported by the outer frame 112 as well.
  • the partition wall 111 may further include a hinge frame 111a that may be coupled to a first connector 131 to be described later. Specifically, the hinge frame 111a may be installed above the partition wall 111 .
  • the hinge frame 111a may be hinged with a plurality of first connectors 131 that rotate toward the upper electrode tabs of the cylindrical cells C located in the front and rear, left and right, or front and rear and left and right of the partition wall 111.
  • the hinge frame 111a will be discussed again later when the first connector 131 is described with reference to FIG. 3 and the like.
  • the tray body 110 of the present invention includes an outer frame 112 surrounding a partition wall 111 .
  • the outer frame 112 has a shape surrounding the partition wall 111 and the entire accommodated cylindrical cells C, and serves to support them and protect the cylindrical cells C from the outside.
  • the height of the outer frame 112 may be higher than the height of the partition wall 111, and the outer frame is preferably formed higher than the height of the partition wall by a height exceeding a rotation radius of the first connector.
  • the tray body 110 of the present invention includes a bottom plate 113 on which the cylindrical cells C are seated.
  • the bottom plate 113 is combined with the lower surfaces of the partition wall 111 and the outer frame 112 to support the partition wall 111 and the outer frame 112 from the lower side. In addition, the bottom plate 113 supports the lower portion of the accommodated cylindrical cells (C).
  • the partition wall 111, the outer frame 112, and the bottom plate 113 may be designed as an integrated unit, or may be designed as a separate unit if necessary, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the cell tray 100 of the present invention includes connectors 110 electrically connected to electrode tabs formed on both sides of the accommodated cylindrical cells C.
  • the connector may be made of an electrically conductive metal material, such as copper.
  • the connector 110 includes a first connector 131 installed on the partition wall 111 and a second connector 132 installed on the bottom plate 113 .
  • the first connector 131 is installed on the partition wall 111 and contacts the upper electrode tab of the cylindrical cell C. Specifically, the first connector 131 is formed by being hinged to the upper part of the partition wall 111 .
  • the first connector 131 may include a hinge shaft hinged to the hinge frame 111a. Specifically, it can be seen that the first connector 131 is hinged with the hinge frame 111a located on the upper part of the partition wall 111 and the hinge rotates with the hinge axis 130a as the starting point. As described above, the hinge rotation of the first connector 131 is to prevent obstruction of entry and exit of the cylindrical cell C to the receiving portion A.
  • the entrance of the receiving portion A is opened to allow entry and exit of the cylindrical cell C, but the first connector 131
  • the hinge pivots downward from the hinge axis 130a as the starting point the entrance of the receiving portion A is structurally blocked by the first connector 131, making it impossible to enter and exit the cylindrical cell C.
  • the first connector 131 hinges downward when the cylindrical cell C is accommodated in the cell tray 100 the upper electrode tab of the cylindrical cell C and the The front end of the first connector 131 comes into contact with each other so that electrical connection is possible.
  • the first connector 131 is hinged upward, the first connector 131 is separated from the upper electrode tab of the cylindrical cell C, making electrical connection impossible.
  • FIG 3 shows the hinge frame 111a and the first connector 131 included in the cell tray 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the hinge shaft 130a is formed at the rear end of both ends of the first connector 131 and the front end has a shape protruding downward.
  • the reason why the front end of the first connector 131 protrudes downward is to effectively contact the electrode tab of the cylindrical cell (C).
  • the shape of the first connector 131 is not limited by the drawing, and even if the tip does not protrude downward, it is sufficient if it can contact the upper electrode tab of the cylindrical cell C.
  • the hinge frame 111a may include a connector insertion hole that is a space into which the first connector 131 can be inserted.
  • the hinge frame 111a may further include a groove 111a capable of engaging with the hinge shaft 130a of the first connector 131 when the first connector 131 is inserted into the connector insertion hole.
  • the shape of the hinge frame 111a does not need to be limited by FIG. 3, and the first connector 131 is hinged at the top of the partition wall 111, and the entry and exit of the cylindrical cell C is hindered. Any structure is possible as long as the structure can hinge-rotate the first connector 131 so as not to
  • the first connector pivots downward from the hinge shaft 130a as a starting point, it comes into contact with the upper electrode tab of the accommodated cylindrical cell C, enabling electrical connection, and the first connector 131 connects to the hinge shaft 130a. ), the electrical connection is disconnected when the hinge rotates upward.
  • the hinge frame 111a of the present invention may be hinged with one or more first connectors 131 .
  • the hinge frame 111a to which the plurality of first connectors 131 are connected will be discussed again later in the second embodiment of the present invention.
  • the second connector 132 is installed on the bottom plate 113 and contacts the bottom of the cylindrical cell (C).
  • the second connector 132 may be formed above the bottom plate 113 . Specifically, since the second connector 132 needs to make electrical contact with the lower electrode tab of the cylindrical cell (C) accommodated in the accommodating portion (A), the bottom plate 113 corresponding to the position of the accommodating portion (A) formed at the top.
  • the second connector 132 may be formed to protrude from the bottom plate 113 or may be formed to be recessed into the bottom plate 113, and the present invention will not specifically limit this. However, a structure capable of being completely electrically connected to an electrode tab positioned below the accommodated cylindrical cell C is sufficient.
  • the cell tray 100 of the present invention is electrically connected to the connector 110 and includes an electrical characteristic measurer 140 that specifies the electrical characteristics of the cylindrical cell (C).
  • the electrical characteristic measurer 140 is electrically connected to the first connector 131 and the second connector 132 through a conducting wire 160, and the number of cylindrical cells C in contact with each of the connectors 110 At least one characteristic of current, voltage, and resistance may be measured.
  • the electrical characteristic measuring device may be installed on the tray body 110 .
  • the electrical characteristic measurer 140 may be installed on the partition wall 111, preferably inserted into the partition wall 111 so as not to interfere with the entry and exit of the cylindrical cell (C) to the receiving part (A). can be installed with
  • the electrical characteristic measurer 140 may transmit the measured characteristic value of the cylindrical cell C to the outside.
  • the wireless communication device 150 connected to the electrical characteristic measurer 140 is installed on the tray body 110.
  • the wireless communication device 150 for example, an NFC pad having an NFC tag capable of wireless communication with an external Near Field Communication (NFC) tag serving as a reader may be used.
  • NFC Near Field Communication
  • the wireless communication device 150 an RFID tag capable of wireless communication with an external RFID (Radio Frequency Identification) reader may be used.
  • the wireless communication device and wireless communication method are not limited to the above examples, and other types of wireless communication devices may be used as long as they can effectively transmit the characteristic values of the cylindrical cell to the outside.
  • the wireless communication device 150 may transmit data transmitted from the electrical characteristic measurer 140 to the outside by communicating with a receiving device outside the tray.
  • the wireless communication device 150 uses an outer frame 112 or a bottom plate 113 included in the tray body 110 to effectively transmit the electrical characteristics of the cylindrical cells C accommodated in the cell tray 100 to the outside. can be installed on the outer side of the
  • a plurality of the wireless communication devices 150 may also be installed.
  • each characteristic value may be derived from the wireless communication device 150 corresponding to each cell, and communication between the wireless communication devices 150 of each cell is also possible. Therefore, by installing a master wireless communication device 150 (eg, a master NFC pad) that accepts characteristic values from the wireless communication device 150 of each cell, the master wireless communication device 150 collectively transmits a plurality of cells. Characteristic values can be transmitted to the outside.
  • the external receiving device may be installed, for example, in a stacker crane that transports the battery cell tray 100, or it may be installed in a storage rack of a warehouse where the battery cell tray 100 is stored.
  • the cell tray 100 of the present invention includes a cooling member 170 capable of cooling the cylindrical cells C and the cell tray 100 when the accommodated cylindrical cells C generate heat.
  • the cooling member 170 may preferably be a thermoelectric element or the like.
  • the cooling member 170 can be replaced with any device that has a function of cooling the accommodated cylindrical cells C as much as desired without using a refrigerant.
  • the cooling member 170 can be operated by receiving power from a separate power source (not shown) built into the tray body 110, or electrically connected to the cylindrical cells C accommodated in the tray body 110. It can also be connected to receive power.
  • the cooling member 170 does not require a separate refrigerant, and when power is high, one side absorbs heat and the other side opposite to the one side generates heat.
  • the cooling member 170 includes a heat absorbing portion (not shown) for absorbing heat on one side and a heat generating portion (not shown) for dissipating heat on the other side opposite to the one side.
  • the cooling member 170 is preferably installed on the bottom plate 113 so that one side including the heat absorbing portion and the other side including the heating portion face the receiving portion A and the outside, respectively.
  • the cooling member 170 is preferably installed on the bottom plate 113 of the tray body 110 .
  • the bottom plate 113 includes an accommodation groove (not shown), which is a space in which the cooling member 170 can be installed, and the cooling member 170 can be installed by being inserted into the accommodation groove.
  • the second connector 132 is preferably located on the cooling member 170 . This is because one side of the bottom plate 113 can come into contact with all the cylindrical cells C accommodated, so that heat generated in the receiving portion A can be effectively absorbed, and the absorbed heat can be effectively discharged to the outside. Because it is a possible structure.
  • the cooling member 170 has one side that absorbs heat toward the accommodating portion A of the tray body 110, and the other side that generates heat faces the outside of the tray body 110. It is preferable to install
  • the cell tray 100 of the present invention may further include a tray top plate 120 coupled to the tray body 110 while covering the open top of the tray body 110 at the top of the tray body 110. there is.
  • FIG 4 shows the configuration of the tray body 110 and the tray top plate 120 included in the cell tray 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the cell tray 100 of the present invention further includes a tray top plate 120 that is combined with the outer frame 112 included in the tray body 110 to cover the accommodated cylindrical cells (C).
  • a tray top plate 120 that is combined with the outer frame 112 included in the tray body 110 to cover the accommodated cylindrical cells (C).
  • the cell tray 100 of the present invention is provided with the tray top plate 120 to prevent foreign matter from being mixed into the tray body 110, as well as to prevent the first connector 131 and the cylindrical cell (C). It can also play a role of pressurizing so that electrode tab contact can be made stably.
  • an insulating member protrudes downward at a position corresponding to the cylindrical cells C accommodated in the tray body 110. (121) may be included.
  • the insulating member 121 prevents the electrical connection between the first connector 131 and the electrode tab from being disconnected by pressing the upper portion of the first connector 131 .
  • the electrical connection between the first connector 131 and the electrode tab of the cylindrical cell C is maintained due to the insulating member 121 of the upper plate 120 of the tray. It can be.
  • the tray upper plate 120 may further include the electrical characteristic measurer 140 if necessary.
  • FIG 5 shows the hinge frame 111a and the first connector 131 included in the cell tray 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • one hinge frame 111a includes four hinge coupling parts S, and four first connectors 131 are hinged to each of the hinge coupling parts S. can know that
  • FIG. 6 The structure of the cell tray 100 to which the configuration of the hinge frame 111a and the first connector 131 is applied is shown in FIG. 6 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view of a cell tray 100 according to a second embodiment of the present invention.
  • the hinge frame 111a has four hinge coupling parts S, and the four first connectors 131 are hinged to the hinge coupling parts S, respectively, and the hinge frame 111a has the lattice shape.
  • the four hinge coupling parts S are installed so as to face the diagonal direction of the lattice space formed by the partition walls 111, so that the first The connector 131 rotates up and down in a diagonal direction of the lattice-like space.
  • the hinge frame 111a is positioned above the partition wall 111 and four first connectors 131 are hinged to one hinge frame 111a. Unlike the first connector 131 included in the cell tray 100 according to the first embodiment, the first connector 131 is hingedly rotated toward the receiving portion A located in the diagonal direction.
  • the cell tray 100 according to the second embodiment can further secure the inner space of the tray body 110, , it can be seen that the usability has been improved.

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Abstract

본 발명은 활성화를 위한 충방전 공정이나 숙성 공정 등에서 원통형 셀을 수용 내지 보관하거나 각 공정 간에 상기 원통형 셀을 운반하는 셀 트레이에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 상기 복수개의 원통형 셀이 수용되고, 상부가 개방된 트레이 본체, 상기 원통형 셀의 상부 전극탭을 향하여 회동 가능하도록 상기 트레이 본체에 설치되는 제1 커넥터, 상기 원통형 셀의 하부 전극탭의 하부에 설치되는 제2 커넥터 및 상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터에 전기적으로 연결되어 상기 원통형 셀의 전기적 특성을 측정하는 전기적 특성 측정기를 포함하는 셀 트레이에 관한 것이다.

Description

셀 트레이
본 발명은 셀 트레이에 관한 것으로, 상세하게는 활성화를 위한 충방전 공정이나 숙성 공정 등에서 원통형 셀을 수용 내지 보관하거나 각 공정 간에 상기 원통형 셀을 운반하는 셀 트레이에 관한 것이다.
본 출원은 2021. 10. 26일자 대한민국 특허 출원 제10-2021-0143958호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개신된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
모바일, 자동차 및 에너지 저장 장치 분야에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장되고 있는 추세이다.
한편, 리튬 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 트레이에 전지를 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충방전을 수행하게 된다.
상기 리튬 이차전지는 구조 및 형상에 따라 스택형 전지, 파우치형 전지 및 원통형 전지로 구분될 수 있다.
도 1은 원통형 셀을 다수개 수납하는 종래 트레이를 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참고하면, 다수의 원통형 셀(30)을 개별적으로 수용할 수 있는 전지 수용부(11)를 구비하고 상부가 개방된 본체(10), 및 상기 본체(10)의 상부를 덮어 수용된 셀(30)들을 보호하는 덮개(20)가 구비되어 있다.
이와 같이 종래의 트레이는 원통형 셀들을 단순히 수용 내지 운반하는 기능을 달성할 뿐이어서, 각 공정 중 또는 공정 간 이동 중에 셀의 특성이나 상태를 모니터링할 수 없었다. 예컨대, 초기 충방전공정시에 트레이에 수용된 셀의 리드에 충방전기의 단자를 연결하여 충방전시의 전압을 측정할 수는 있지만, 공정간 이동 또는 보관 중의 셀의 전압을 측정할 수는 없었다. 또한, 충방전공정의 특성상 전압 외의 임피던스 등 다른 전기적 특성을 측정하기는 곤란하였다. 활성화 공정 또는 숙성 공정 전후의 셀은 아직 그 전기적 특성이 확립되지 못하여 시간에 따라 전압, 임피던스, 전류 등의 전기적 특성이 가변될 수 있는 상태에 있으므로, 그 전기적 특성의 추이를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다.
한편, 트레이에 수용된 셀에 각 공정을 수행하는 과정에서 열이 발생할 수 있는데, 대부분 폐쇄형의 구조를 갖는 트레이의 특성상 상기 트레이에 수용된 셀들은 셀 성능에 영향을 받을 정도의 발열 환경에 놓이는 경우가 빈번했다. 때문에 수용된 셀들의 전기적 특성 추이를 지속적으로 모니터링할 수 있는 구조뿐만 아니라, 수용된 셀에서 발생하는 열을 효과적으로 제어할 수 있는 셀 트레이가 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
한국공개특허 제10-2019-0094830호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 충방전 공정, 공정간 이동 및 숙성 공정 등에서 원통형 셀의 전기적 특성을 측정하여 모니터링할 수 있는 셀 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 셀 트레이에 수납된 원통형 셀이 상기의 전기적 특성을 측정하는 과정 등에서 발생한 열에 의해 셀이 훼손되거나, 또는 셀의 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 셀 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 상부가 개방되고, 내부 공간을 구획하는 칸막이벽을 구비하여 상기 칸막이벽 사이에 복수개의 원통형 셀이 각각 수용되는 트레이 본체; 상기 칸막이벽 상부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀의 상부 전극탭과 접촉하도록 상기 상부 전극탭을 향하여 회동하는 제1 커넥터; 상기 칸막이벽 사이의 트레이 본체에 설치되고, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀의 하부 전극탭과 접촉하는 제2 커넥터; 및 상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터에 전기적으로 연결되어 상기 원통형 셀의 전기적 특성을 측정하는 전기적 특성 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 트레이를 제공한다.
구체적으로 상기 칸막이벽은 격자형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 트레이 본체는, 상기 트레이 본체의 하부를 형성하는 바닥판, 상기 바닥판 상에 설치되는 격자형 칸막이벽 및 상기 격자형 칸막이벽을 둘러싸며 상기 바닥판에 결합되거나 상기 바닥판과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 외곽틀은 상기 제1 커넥터의 회전반경을 초과하는 높이만큼 상기 칸막이벽 높이보다 높게 형성될 수 있다.
한편, 상기 칸막이벽의 상부에 힌지 프레임이 설치되고, 상기 제1 커넥터는 상기 힌지 프레임에 힌지 결합될 수 있다.
상기 전기적 특성 측정기는 수용된 원통형 셀의 저항, 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상의 특성을 측정할 수 있다.
한편, 상기 전기적 특성 측정기와 연결되어, 상기 전기적 특성 측정기에 의해 측정된 원통형 셀의 전기적 특성값들을 외부로 전달 가능한 무선통신장치가 상기 트레이 본체에 설치될 수 있다.
또한, 상기 원통형 셀을 냉각시키는 냉각부재가 상기 트레이 본체의 바닥판에 설치될 수 있다.
구체적으로 상기 바닥판에 냉각부재 수용홈이 형성되어 상기 냉각부재가 상기 냉각부재 수용홈에 설치되고, 상기 냉각부재 상에 상기 제2 커넥터가 설치될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 냉각부재는 열전소자일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 트레이 본체의 개방된 상부를 덮으며 상기 트레이 본체에 결합되는 트레이 상판; 을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 트레이 상판은, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀에 대응되는 위치에 하부로 돌출되는 절연부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 전기적 특성 측정기는, 상기 트레이 본체 또는 트레이 상판에 설치될 수 있다.
한편, 상기 힌지 프레임은 상기 칸막이벽 전후, 좌우, 또는 전후 좌우에 위치한 원통형 셀의 상부 전극탭을 향하여 회동하는 복수개의 제1 커넥터와 힌지 결합될 수 있다.
또 다른 실시예에 의하면, 상기 칸막이벽은 격자형으로 형성되고, 상기 힌지 프레임은 4개의 힌지 결합부를 구비하여 4개의 제1 커넥터가 상기 힌지 결합부에 각각 힌지 결합되며, 상기 힌지 프레임은 상기 격자형 칸막이벽이 교차하는 지점의 칸막이벽 상부에서 상기 4개의 힌지 결합부가 칸막이벽이 형성하는 격자형 공간의 대각선 방향을 향하도록 설치되어, 상기 제1 커넥터가 상기 격자형 공간의 대각선 방향에서 상하로 회동할 수 있다.
본 발명은 충방전 공정이나 숙성 공정 또는 각 공정 간에 단방향 전지셀의 전압, 임피던스 전류 등의 전기적 특성을 간편하게 모니터링할 수 있다는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 내부에 수납된 다수의 원통형 셀에서 발생하는 열을 효과적을 제어하여 상기 셀의 열 안정성 문제를 해결한다는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 원통형 셀 트레이를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이의 단면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이에 포함된 힌지부재 및 제1 리드 커넥터를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이에 포함된 트레이 본체 및 상판 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 셀 트레이에 포함된 힌지부재 및 제1 리드 커넥터를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 셀 트레이의 단면도 및 평면도이다.
이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 2개의 전극탭이 상부 및 하부에 각각 형성되어 있는 복수개의 원통형 셀(C)을 수용하는 셀 트레이(100)에 관한 것이다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 복수개의 원통형 셀(C)이 수용되고, 상부가 개방되고, 내부 공간을 구획하는 칸막이벽(111)을 구비하여 상기 칸막이벽(111) 사이에 복수개의 원통형 셀(C)이 각각 수용되는 트레이 본체(110), 상기 칸막이벽(111) 상부에 회동 가능하도록 설치되고, 상기 칸막이벽(111) 사이에 수용된 원통형 셀(C)의 상부 전극탭과 접촉하도록 상기 상부 전극탭을 향하여 회동하는 제1 커넥터(131), 상기 칸막이벽(111) 사이의 트레이 본체에 설치되고, 상기 칸막이벽(111) 사이에 수용된 원통형 셀의 하부 전극탭과 접촉하는 제2 커넥터(132) 및 상기 제1 커넥터(131) 및 제2 커넥터(132)에 전기적으로 연결되어 상기 원통형 셀(C)의 전기적 특성을 측정하는 전기적 특성 측정기(140)를 포함하는 것이 특징이다.
상기 트레이 본체(110)는 원통형 셀(C)이 안착되는 바닥판(113), 상기 바닥판(113) 상에 설치되며 상기 원통형 셀(C)이 수납되는 격자형 칸막이벽(111), 상기 칸막이벽(111)을 둘러싸는 외곽틀(112)을 포함한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이(100) 구성을 나타낸 것이고, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 셀 트레이(100) 구성을 나타낸 것이다.
이하, 상기 도면들을 참조하여 본 발명의 셀 트레이(100) 구성 및 기능 등을 설명하겠다.
(제1 실시형태)
본 발명의 셀 트레이(100)의 기본 구조는 앞서 배경기술에서 참고한 도 1과 거의 동일하다. 다만, 본 발명의 셀 트레이(100)는 기존의 구조에서 수용되어 있는 원통형 셀(C)의 전기적 특성의 추이를 지속적으로 모니터링 하기 위한 별도의 구성들이 추가되어 있다.
구체적으로 본 발명의 셀 트레이(100)는 수용된 원통형 셀(C) 각각의 전기적 특성을 파악하기 위해, 상기 셀의 상하부에 각각 형성된 전극탭과 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함한다. 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하겠다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이(100)의 단면도(도 2(a)) 및 평면도(도 2(b))이다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 셀 트레이(100)는 기본적으로 복수개의 원통형 셀(C)이 각각 분리되어 수용될 수 있도록 형성되는 칸막이벽(111), 상기 칸막이벽(111)으로 형성된 수용부(A)에 수용된 원통형 셀(C)들을 모두 감싸도록 측면을 둘러 지지하는 외곽틀(112) 및 상기 칸막이벽(111) 및 외곽틀(112)의 하부에 결합되어 상기 수용된 원통형 셀(C)의 하부를 지지하는 바닥판(113)을 포함하는 트레이 본체(110)로 구성되어 있다.
본 발명의 트레이 본체(110)는 원통형 셀(C)이 수용되는 수용부(A)를 형성하는 칸막이벽(111)을 포함한다.
상기 칸막이벽(111)은 원통형 셀(C)이 트레이 본체(110)에 하나씩 분리되어 수용될 수 있도록 격자형으로 설계되고, 상기 격자형 구조로 인해 형성된 복수개의 수용부(A)를 포함한다.
상기 칸막이벽(111)은 도 2(b)에서 알 수 있듯이 격자형으로 설계되어 있고, 수용부(A)에 수용된 원통형 셀(C)의 측면부를 상기 칸막이벽(111)이 지지하고 있다. 필요에 따라 최외곽부에 수용된 일부 원통형 셀(C)의 측면 일부는 외곽틀(112)에 의해서도 지지될 수 있다.
상기 칸막이벽(111)은 이후에 설명할 제1 커넥터(131)와 결합될 수 있는 힌지 프레임(111a)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 힌지 프레임(111a)은 상기 칸막이벽(111)의 상부에 설치될 수 있다.
상기 힌지 프레임(111a)은 상기 칸막이벽(111) 전후, 좌우, 또는 전후 좌우에 위치한 원통형 셀(C)의 상부 전극탭을 향하여 회동하는 복수개의 제1 커넥터(131)와 힌지 결합될 수 있다.
상기 힌지 프레임(111a)에 관해서는 이후 도 3 등을 참조하여 제1 커넥터(131)를 설명할 때, 다시 다루도록 하겠다.
본 발명의 트레이 본체(110)는 칸막이벽(111)을 둘러싸는 외곽틀(112)을 포함한다.
상기 외곽틀(112)은 상기 칸막이벽(111) 및 수용된 원통형 셀(C) 전체를 둘러싸는 형상으로 이들을 지지하고, 외부로부터 원통형 셀(C)을 보호하는 역할을 한다.
상기 외곽틀(112)의 높이는 상기 칸막이벽(111)의 높이보다 높을 수 있는데, 상기 외곽틀은 상기 제1 커넥터의 회전반경을 초과하는 높이만큼 상기 칸막이벽 높이보다 높게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 트레이 본체(110)는 원통형 셀(C)이 안착되는 바닥판(113)을 포함한다.
상기 바닥판(113)은 상기 칸막이벽(111) 및 외곽틀(112)의 하면과 결합되어 상기 칸막이벽(111) 및 외곽틀(112)을 하부에서 지지하는 역할을 한다. 또한 상기 바닥판(113)은 수용된 원통형 셀(C)의 하부를 지지한다.
상기 칸막이벽(111), 외곽틀(112) 및 바닥판(113)은 일체형으로 설계될 수 있으며, 필요에 따라 분리형으로 설계될 수 있고 본 발명에서 이에 대해 특별히 한정하지는 않는다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 수용된 원통형 셀(C)의 양측에 형성된 전극탭과 전기적으로 연결되는 커넥터(110)를 포함한다. 상기 커넥터는 전기전도성의 금속 재질, 예컨대 구리 등으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 상기 커넥터(110)는 상기 칸막이벽(111) 상부에 설치되는 제1 커넥터(131) 및 상기 바닥판(113) 상에 설치되는 제2 커넥터(132)를 포함한다.
상기 제1 커넥터(131)는 칸막이벽(111) 상부에 설치되어 원통형 셀(C)의 상부 전극탭과 접촉한다. 구체적으로 상기 제1 커넥터(131)는 상기 칸막이벽(111) 상부에 힌지 결합되어 형성된다.
상기 제1 커넥터(131)는 상기 힌지 프레임(111a)에 힌지 결합되는 힌지축을 구비할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 커넥터(131)가 칸막이벽(111) 상부에 위치한 힌지 프레임(111a)과 힌지 결합되고, 힌지축(130a)을 기점으로 힌지 회동하는 것을 알 수 있다. 상기와 같이 제1 커넥터(131)가 힌지 회동하는 것은 원통형 셀(C)의 수용부(A)로의 출입에 방해되지 않도록 하기 위함이다.
상기 제1 커넥터(131)가 힌지축(130a)을 기점으로 상부로 힌지 회동하면 수용부(A)의 입구가 오픈되어 원통형 셀(C)의 출입이 가능해지나, 상기 제1 커넥터(131)가 힌지축(130a)을 기점으로 하부로 힌지 회동하면 수용부(A)의 입구가 상기 제1 커넥터(131)에 의해 구조적으로 막히게 되어 원통형 셀(C)의 출입이 불가능해진다. 도면 상에 도시되지 않았으나, 원통형 셀(C)이 셀 트레이(100)에 수용되어 있을 때, 상기 제1 커넥터(131)가 하부로 힌지 회동하면, 상기 원통형 셀(C)의 상부 전극탭과 상기 제1 커넥터(131)의 선단부가 접촉하게 되어 전기적 연결이 가능해진다. 반대로, 상기 제1 커넥터(131)가 상부로 힌지 회동하면, 상기 제1 커넥터(131)가 상기 원통형 셀(C)의 상부 전극탭으로부터 떨어지게 되어 전기적 연결이 불가능해진다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이(100)에 포함된 힌지 프레임(111a) 및 제1 커넥터(131)를 나타낸 것이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 제1 커넥터(131)의 양단부 중 후단부에 힌지축(130a)이 형성되어 있고, 선단부는 하방으로 돌출되어 있는 형상을 갖는 것을 알 수 있다. 상기 제1 커넥터(131)의 선단부가 하방으로 돌출되어 있는 것은 원통형 셀(C)의 전극탭과 효과적으로 접촉하기 위함이다. 다만, 상기 제1 커넥터(131)의 형상은 상기 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 선단부가 하방으로 돌출되지 않더라도 원통형 셀(C)의 상부 전극탭과 접촉 가능한 형태이면 충분하다.
상기 힌지 프레임(111a)은 제1 커넥터(131)가 삽입될 수 있는 공간인 커넥터 삽입구를 포함할 수 있다. 또한 상기 힌지 프레임(111a)은 상기 제1 커넥터(131)가 상기 커넥터 삽입구에 삽입 될 때, 상기 제1 커넥터(131)의 힌지축(130a)과 결합할 수 있는 홈(111a)을 더 포함할 수 있다.
다만, 상기 힌지 프레임(111a)의 형상이 상기 도 3에 의해 한정될 필요는 없으며, 상기 제1 커넥터(131)가 칸막이벽(111) 상부에서 힌지 결합되고, 원통형 셀(C)의 출입이 방해되지 않도록 상기 제1 커넥터(131)를 힌지 회동시킬 수 있는 구조이면 어떠한 형태도 가능하다.
상기 제1 커넥트가 힌지축(130a)을 기점으로 하부로 힌지 회동하면 수용된 원통형 셀(C)의 상부 전극탭과 접촉되어 전기적 연결이 가능해지고, 상기 제1 커넥터(131)가 상기 힌지축(130a)을 기점으로 상부로 힌지 회동하면 전기적 연결이 끊어지게 된다.
본 발명의 힌지 프레임(111a)은 적어도 하나 이상의 제1 커넥터(131)와 힌지 결합될 수 있다. 상기 복수개의 제1 커넥터(131)가 연결되는 힌지 프레임(111a) 관련하여 이후 본 발명의 제2 실시형태에서 다시 다루도록 하겠다.
상기 제2 커넥터(132)는 상기 바닥판(113) 상에 설치되어 원통형 셀(C)의 하부에 접촉된다.
상기 제2 커넥터(132)는 바닥판(113)의 상부에 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 제2 커넥터(132)는 수용부(A)에 수용된 원통형 셀(C)의 하부 전극탭과 전기적 접촉을 해야하기 때문에 상기 수용부(A)의 위치에 대응되는 바닥판(113)의 상부에 형성된다.
상기 제2 커넥터(132)는 상기 바닥판(113)에서 돌출되어 형성될 수 있으며, 또는 바닥판(113)에 함몰되어 형성될 수 있고 이에 대해 본 발명에서 특별히 한정하지는 않겠다. 다만, 수용된 원통형 셀(C)의 하부에 위치한 전극탭과 온전히 전기적 연결이 가능한 구조이면 충분하다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 상기 커넥터(110)와 전기적으로 연결되어 상기 원통형 셀(C)의 전기적 특성을 특정하는 전기적 특성 측정기(140)를 포함한다.
상기 전기적 특성 측정기(140)는 상기 제1 커넥터(131) 및 제2 커넥터(132)와 도선(160)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 각각의 커넥터(110)와 접촉한 원통형 셀(C)의 전류, 전압 및 저항 중 적어도 하나 이상의 특성을 측정할 수 있다.
상기 전기적 특성 측정기는 트레이 본체(110)에 설치될 수 있다.
구체적으로 상기 전기적 특성 측정기(140)는 칸막이벽(111)에 설치될 수 있는데, 수용부(A)로 원통형 셀(C)의 출입이 방해되지 않도록 바람직하게 칸막이벽(111) 내부에 삽입된 형태로 설치될 수 있다.
상기 전기적 특성 측정기(140)는 측정된 원통형 셀(C)의 특성값을 외부로 전송할 수 있다. 구체적으로, 본 실시형태는 상기 전기적 특성 측정기(140)와 연결되는 무선통신장치(150)를 트레이 본체(110)에 설치하고 있다. 상기 무선통신장치(150)로서, 예컨대 리더기 역할을 하는 외부의 NFC(Near Field Communication) 태그와 무선통신할 수 있는 NFC 태그를 구비하는 NFC패드를 사용할 수 있다. 혹은, 무선통신장치(150)로서 외부의 RFID(Radio Frequency Identification) 리더기와 무선통신할 수 있는 RFID 태그 등을 사용할 수 있다. 하지만, 무선통신장치 및 무선통신방식은 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 원통형 셀의 특성값을 효과적으로 외부로 전달할 수 있다면 다른 방식의 무선통신장치 등을 사용할 수 있다. 이러한 무선통신장치(150)는 트레이 외부의 수신장치와 통신함으로써, 전기적 특성 측정기(140)에서 전달된 데이터들을 외부로 송신할 수 있다.
상기 무선통신장치(150)는 셀 트레이(100)에 수용된 원통형 셀(C)의 전기적 특성 등을 외부로 효과적으로 송신하기 위해 트레이 본체(110)에 포함된 외곽틀(112) 또는 바닥판(113)의 바깥쪽 측면에 설치될 수 있다.
원통형 셀(C)의 개수에 대응하여 상기 무선통신장치(150)도 복수개 설치될 수 있다. 이 경우, 각 셀에 대응하는 무선통신장치(150)로부터 각각의 특성값이 도출될 수 있으며, 각 셀의 무선통신장치(150) 간의 통신도 가능하다. 따라서, 각 셀의 무선통신장치(150)로부터 특성값을 받아들이는 마스터 무선통신장치(150)(예컨대, 마스터 NFC 패드)를 설치하여 이 마스터 무선통신장치(150)로부터 일괄적으로 복수개의 셀의 특성값들을 외부로 전송할 수 있다. 외부의 수신장치는 예컨대, 전지셀 트레이(100)를 이송하는 스태커 크레인에 설치할 수도 있고, 상기 전지셀 트레이(100)가 보관되는 창고의 보관 랙에 설치하는 것도 가능하다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 수용된 원통형 셀(C)이 발열될 시, 상기 원통형 셀(C) 및 셀 트레이(100)를 냉각시킬 수 있는 냉각부재(170)를 포함한다.
상기 냉각부재(170)는 바람직하게 열전소자 등 일 수 있다.
상기 냉각부재(170)는 냉매의 사용 없이, 수용된 원통형 셀(C)을 목적하는 만큼 냉각시킬 수 있는 기능을 포함하고 있는 어떠한 장치도 대체 가능하다.
상기 냉각부재(170)는 트레이 본체(110)에 내장되는 별도의 전력원(미도시)에서 전력을 공급받아 가동할 수 있고, 또는 트레이 본체(110)에 수용되어 있는 원통형 셀(C)과 전기적으로 연결되어 전력을 공급받을 수도 있다.
상기 냉각부재(170)는 별도의 냉매를 필요로 하지 않으며, 전력이 고급될 때, 일측이 흡열을 진행하고, 상기 일측에 대향되는 타측이 발열을 진행한다. 구체적으로 상기 냉각부재(170)는 일면에 열을 흡수하는 흡열부(미도시)를 포함하고, 상기 일면에 반대되는 타면에 열을 방출하는 발열부(미도시)를 포함한다. 상기 냉각부재(170)는 바람직하게 상기 흡열부를 포함하는 일면 및 발열부를 포함하는 타면이 각각 수용부(A) 및 외부를 바라도록 바닥판(113)에 설치된다.
상기 냉각부재(170)는 도 2에서 알 수 있듯이 트레이 본체(110)의 바닥판(113)에 설치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 상기 바닥판(113)은 상기 냉각부재(170)가 설치될 수 있는 공간인 수용홈(미도시)을 포함하고, 상기 냉각부재(170)는 상기 수용홈에 삽입되어 설치될 수 있다. 이때, 상기 제2 커넥터(132)는 상기 냉각부재(170) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 상기 바닥판(113)의 일면이 수용된 모든 원통형 셀(C)과 접촉될 수 있어, 효과적으로 상기 수용부(A)에서 발생하는 열을 흡열할 수 있고, 또한 상기 흡열된 열을 효과적으로 외부 배출이 가능한 구조이기 때문이다.
이때, 상기 냉각부재(170)는 상기 흡열을 진행하는 일측이 트레이 본체(110)의 수용부(A) 방향으로 향하도록 하고, 상기 발열을 진행하는 타측이 트레이 본체(110)의 바깥 방향으로 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 상기 트레이 본체(110)의 상부에서 상기 트레이 본체(110)의 개방된 상부를 덮으며 상기 트레이 본체(110)와 결합되는 트레이 상판(120)을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 셀 트레이(100)에 포함된 트레이 본체(110) 및 트레이 상판(120) 구성을 나타낸 것이다.
상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 셀 트레이(100)는 상기 트레이 본체(110)에 포함된 외곽틀(112)과 결합되어 수용된 원통형 셀(C)을 덮을 수 있는 트레이 상판(120)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 셀 트레이(100)는 상기 트레이 상판(120)을 구비함으로써 이물질의 트레이 본체(110) 내부로의 혼입을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 커넥터(131) 및 원통형 셀(C)의 전극탭 접촉이 안정적으로 이뤄질 수 있도록 가압하는 역할도 수행할 수 있다.
상기 트레이 상판(120)은 상기 트레이 본체(110)의 상부에서 외곽틀(112)과 결합될 때, 상기 트레이 본체(110)에 수용된 원통형 셀(C)에 대응되는 위치에서 하부로 돌출된 절연부재(121)를 포함할 수 있다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 절연부재(121)가 제1 커넥터(131)의 상부를 누름으로써, 상기 제1 커넥터(131) 및 전극탭의 전기적 연결이 끊어지지 않도록 하고 있는 것을 알 수 있다. 특히, 셀 트레이(100)가 이동중에 외부 충격을 받더라도 상기 트레이 상판(120)의 절연부재(121)로 인해 상기 제1 커넥터(131)와 원통형 셀(C)의 전극탭의 전기적 연결은 계속 유지될 수 있다.
상기 트레이 상판(120)은 필요에 따라 상기 전기적 특성 측정기(140)를 더 포함할 수도 있다.
(제2 실시형태)
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 셀 트레이(100)에 포함된 힌지 프레임(111a) 및 제1 커넥터(131)를 나타낸 것이다.
상기 도 5를 참조하면, 하나의 힌지 프레임(111a)이 4개의 힌지 결합부(S)를 포함하고 있으며, 상기 각각의 힌지 결합부(S)로 4개의 제1 커넥터(131)가 힌지 결합되는 것을 알 수 있다.
상기와 같은 힌지 프레임(111a) 및 제1 커넥터(131) 구성을 적용한 셀 트레이(100) 구조가 도 6에 나타나 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 셀 트레이(100)의 단면도 및 평면도이다.
상기 힌지 프레임(111a)은 4개의 힌지 결합부(S)를 구비하여 4개의 제1 커넥터(131)가 상기 힌지 결합부(S)에 각각 힌지 결합되며, 상기 힌지 프레임(111a)은 상기 격자형 칸막이벽(111)이 교차하는 지점의 칸막이벽(111) 상부에서 상기 4개의 힌지 결합부(S)가 칸막이벽(111)이 형성하는 격자형 공간의 대각선 방향을 향하도록 설치되어, 상기 제1 커넥터(131)가 상기 격자형 공간의 대각선 방향에서 상하로 회동하도록 한다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 힌지 프레임(111a)이 칸막이벽(111) 상부에 위치하고, 하나의 힌지 프레임(111a)에서 4개의 제1 커넥터(131)가 힌지 결합되어 있는 것을 알 수 있다. 상기 제1 커넥터(131)는 상기 제1 실시형태에 따른 셀 트레이(100)에 포함된 제1 커넥터(131)와 달리, 대각선 방향에 위치한 수용부(A)를 향하여 힌지 회동하도록 설치된다.
즉, 하나의 힌지 프레임(111a)을 통해 4개의 전기적 연결이 가능하도록 설계되므로, 제2 실시형태에 따른 셀 트레이(100)는 트레이 본체(110)의 내부 공간의 여유성을 더 확보할 수 있으며, 보다 사용 편의성이 개선되었음을 알 수 있다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 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.
[부호의 설명]
10: (종래기술) 본체
11: (종래기술) 전지 수용부
20: (종래기술) 덮개
30: (종래기술) 원통형 셀
100: 셀 트레이
110: 트레이 본체
111: 칸막이벽
111a: 힌지 프레임
111a1: 홈
112: 외곽틀
113: 바닥판
120: 트레이 상판
121: 절연부재
130: 커넥터
130a: 힌지축
131: 제1 커넥터
132: 제2 커넥터
140: 전기적 특성 측정기
150: 무선통신장치
160: 도선
170: 냉각부재
C: 원통형 셀
A: 수용부
S: 힌지 결합부

Claims (15)

  1. 상부가 개방되고, 내부 공간을 구획하는 칸막이벽을 구비하여 상기 칸막이벽 사이에 복수개의 원통형 셀이 각각 수용되는 트레이 본체;
    상기 칸막이벽 상부에 회동 가능하게 설치되고, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀의 상부 전극탭과 접촉하도록 상기 상부 전극탭을 향하여 회동하는 제1 커넥터;
    상기 칸막이벽 사이의 트레이 본체에 설치되고, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀의 하부 전극탭과 접촉하는 제2 커넥터; 및
    상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터에 전기적으로 연결되어 상기 원통형 셀의 전기적 특성을 측정하는 전기적 특성 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 트레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이벽은 격자형으로 형성되는 셀 트레이.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트레이 본체는, 상기 트레이 본체의 하부를 형성하는 바닥판, 상기 바닥판 상에 설치되는 격자형 칸막이벽 및 상기 격자형 칸막이벽을 둘러싸며 상기 바닥판에 결합되거나 상기 바닥판과 일체로 형성되는 외곽틀을 포함하는 셀 트레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외곽틀은 상기 제1 커넥터의 회전반경을 초과하는 높이만큼 상기 칸막이벽 높이보다 높게 형성되는 셀 트레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이벽의 상부에 힌지 프레임이 설치되고,
    상기 제1 커넥터는 상기 힌지 프레임에 힌지 결합되는 힌지축을 구비한 셀 트레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 특성 측정기는 수용된 원통형 셀의 저항, 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상의 특성을 측정하는 것인 셀 트레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 특성 측정기와 연결되어, 상기 전기적 특성 측정기에 의해 측정된 원통형 셀의 전기적 특성값들을 외부로 전달 가능한 무선통신장치가 상기 트레이 본체에 설치되는 셀 트레이.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 원통형 셀을 냉각시키는 냉각부재가 상기 트레이 본체의 바닥판에 설치되는 셀 트레이.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바닥판에 냉각부재 수용홈이 형성되어 상기 냉각부재가 상기 냉각부재 수용홈에 설치되고, 상기 냉각부재 상에 상기 제2 커넥터가 설치되는 셀 트레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부재는 열전소자인 셀 트레이.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 본체의 개방된 상부를 덮으며 상기 트레이 본체에 결합되는 트레이 상판; 을 더 포함하는 셀 트레이.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 상판은, 상기 칸막이벽 사이에 수용된 원통형 셀에 대응되는 위치에 하부로 돌출되는 절연부재를 포함하는 셀 트레이.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전기적 특성 측정기는, 상기 트레이 본체 또는 트레이 상판에 설치되는 셀 트레이.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 힌지 프레임은 상기 칸막이벽 전후, 좌우, 또는 전후 좌우에 위치한 원통형 셀의 상부 전극탭을 향하여 회동하는 복수개의 제1 커넥터와 힌지 결합되는 셀 트레이.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 칸막이벽은 격자형으로 형성되고,
    상기 힌지 프레임은 4개의 힌지 결합부를 구비하여 4개의 제1 커넥터가 상기 힌지 결합부에 각각 힌지 결합되며,
    상기 힌지 프레임은 상기 격자형 칸막이벽이 교차하는 지점의 칸막이벽 상부에서 상기 4개의 힌지 결합부가 칸막이벽이 형성하는 격자형 공간의 대각선 방향을 향하도록 설치되어, 상기 제1 커넥터가 상기 격자형 공간의 대각선 방향에서 상하로 회동하는 셀 트레이.
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