WO2023096324A1 - 전지 셀의 포메이션 장치 - Google Patents

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WO2023096324A1
WO2023096324A1 PCT/KR2022/018561 KR2022018561W WO2023096324A1 WO 2023096324 A1 WO2023096324 A1 WO 2023096324A1 KR 2022018561 W KR2022018561 W KR 2022018561W WO 2023096324 A1 WO2023096324 A1 WO 2023096324A1
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unit
battery cell
sealing
piercing
hole
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배현우
전수호
지창민
양기
최정호
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell formation device capable of discharging gas generated during the battery cell formation process to the outside of the battery cell in real time.
  • secondary batteries can be classified into cylindrical, prismatic, pouch-shaped, etc. according to their shapes.
  • the pouch-type secondary battery uses a pouch exterior material composed of a multi-layer film of a metal layer (foil) and a synthetic resin layer coated on the upper and lower surfaces of the metal layer, so the weight of the battery is lower than that of a cylindrical or prismatic battery using a metal can. It can significantly reduce the weight of the battery, and it is possible to change into various forms, so it is attracting a lot of attention.
  • electrode assemblies are stored in a stacked form.
  • An electrode tab and an electrode lead are connected to the electrode assembly, and the electrode lead protrudes from the pouch exterior material.
  • These electrode leads are electrically connected to an external device through contact and receive power from the external device.
  • a pouch-type secondary battery is manufactured through a process of assembling a cell and a process of activating the battery.
  • the secondary battery cell is loaded in a charging/discharging device and charging and discharging are performed under conditions necessary for activation.
  • a process of performing predetermined charging and discharging using a charging and discharging device to activate a battery is referred to as a formation process or a formation process.
  • both sides of the battery cell may be pressurized using a pressurizing means such as a jig including a plate-shaped pressurizing plate during activation charging, which is also referred to as a jig formation.
  • a pressurizing means such as a jig including a plate-shaped pressurizing plate during activation charging, which is also referred to as a jig formation.
  • a jig formation prevents expansion of the negative electrode during the activation process, promotes the chemical reaction of the battery, induces gas generation, and moves the internal gas to the gas pocket portion.
  • An object of the present invention is to provide a formation device of a battery cell capable of discharging internal gas to the outside of the battery cell during the formation process so that the gas pocket portion does not excessively expand due to internal gas generation during the formation process.
  • the formation body portion for forming battery cells; a loading buffer unit provided to wait for battery cells before being put into the formation body unit; an unloading buffer unit provided to wait for the battery cells transported from the formation body unit when the formation process is finished; a piercing unit located at one side of the loading buffer unit and forming a through hole in a gas pocket of a battery cell accommodated in the loading buffer unit; and a sealing part positioned at one side of the unloading buffer part and sealing a through-hole formed in a battery cell accommodated in the unloading buffer part.
  • the piercing unit a piercing unit for forming a through-hole in a state in which both sides of the gas pocket portion are pressed;
  • a piercing unit moving member that is coupled to one side of the piercing unit and allows the piercing unit to move forward in a battery cell direction or backward in the opposite direction;
  • a driving unit for driving the piercing unit moving member may be included.
  • the piercing unit a pair of gas pocket portion pressing member for pressing the gas pocket portion; a piercing member coupled to the inner side of the gas pocket portion pressing member and forming a through-hole by penetrating a portion of the pressure sheet surface when the gas pocket portion pressing member presses the gas pocket portion; and a piercing unit body coupled to one side of the pair of gas pocket unit press members, and the pair of gas pocket unit press members may be coupled to be slidably movable on the piercing unit body for press release of the gas pocket unit.
  • the piercing unit moving member, and one side includes an extension rod coupled to the piercing unit, the extension rod is extended in the direction of the loading buffer portion by the drive unit, or in the opposite direction It can be configured so that the length is shortened.
  • the sealing unit a sealing unit for sealing the through-hole in a state where both sides of the gas pocket portion are pressed; It may include a sealing unit moving member that is coupled to one side of the sealing unit and allows the sealing unit to move forward in a battery cell direction or backward in an opposite direction, and a driving unit that drives the sealing unit moving member.
  • the sealing unit may include: a pair of through-hole pressing members for pressing the through-hole and its surroundings; a pair of sealing members coupled to each inner side of the pair of through-hole pressing members to seal the through-hole or its surroundings when the through-hole pressing member presses the through-hole and its surroundings; and a sealing unit body coupled to one side of the pair of through-hole press members, wherein the pair of through-hole press members may be coupled to be slidably movable on the seal unit body to press the through-hole.
  • the sealing member may include a pair of sealing tools, and the sealing tools may heat-compress a periphery of the through-hole to fuse the pouch.
  • the sealing unit moving member includes an extension rod, one side of which is coupled to the sealing unit, and the extension rod has a length extended toward the unloading buffer unit by the driving unit, or The length can be shortened in the opposite direction.
  • the loading buffer unit and the unloading buffer unit respectively, a transfer unit for transferring battery cells; and a plurality of alignment guide members installed at regular intervals along a transport direction of the battery cells so that the plurality of battery cells are arranged in an upright state, and one battery cell is accommodated in a space between the alignment guide members.
  • the formation body portion a frame for accommodating a plurality of battery cells; a charging and discharging unit for charging and discharging the battery cell; and a pressure jig that pressurizes the battery cell.
  • the formation body unit further includes an air supply unit, and the air supply unit is located above the frame and can supply air to the inside of the frame through a pipe communicating with the inside of the frame. .
  • the formation body unit further includes a gas exhaust unit, and the gas exhaust unit is installed on one side of the lower part of the frame, and discharges gas generated during the formation process through a pipe communicating with the inside of the frame to the frame. can be discharged to the outside.
  • the gas exhaust unit a blowing fan for discharging gas to the outside; and a filter adsorbing harmful substances contained in the gas.
  • the formation device of the present invention can form a through-hole in the gas pocket portion of the battery cell immediately before being put into the formation main body, and the formation process is possible in a state where the gas pocket portion of the battery cell is opened. Therefore, it is possible to solve the problem of excessive expansion of the gas pocket part.
  • the formation main body includes an air supply unit and a gas exhaust unit, internal gas generated during the formation process may be naturally discharged.
  • the through hole can be sealed and taken out of the formation device.
  • FIG. 1 is a top view of a battery cell formation device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a loading buffer unit and a piercing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a loading buffer unit or an unloading buffer unit.
  • Figure 4 is a schematic diagram of the top view of Figure 1;
  • FIG. 5 is a perspective view of a piercing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a piercing operation of the piercing part of FIG. 5;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the piercing unit of FIG. 5;
  • FIG. 8 is a perspective view of a sealing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a sealing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 10 illustrates through-hole sealing geometries, in accordance with various embodiments.
  • FIG 11 shows a pressure jig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a side view of a formation body part according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a top view of a formation device according to another embodiment of the present invention.
  • the terms “include” or “have” are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where another part is present in the middle.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc.
  • being disposed “on” may include the case of being disposed not only on the top but also on the bottom.
  • sealing the through-hole is a concept that includes both sealing the through-hole or sealing around the through-hole.
  • FIG. 1 is a top view of a formation device for a battery cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a loading buffer part and a piercing part constituting the formation device of the present invention
  • FIG. 3 is a formation device of the present invention. It is a perspective view of a loading buffer unit or an unloading buffer unit
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a top view of FIG. 1 .
  • the battery cell formation apparatus 100 includes a formation body portion 110 for forming battery cells; a loading buffer unit 120 provided to wait for the battery cells 10 before being put into the formation body unit; an unloading buffer unit 130 provided to wait for the battery cells carried out from the formation body unit when the formation process is finished; a piercing part 140 forming a through-hole in the gas pocket part of the battery cell accommodated in the loading buffer part; and a sealing part (not shown) sealing a through-hole formed in the battery cell accommodated in the unloading buffer part.
  • the battery cell formation apparatus of the present invention includes a piercing part and a sealing part, wherein the piercing part forms a through hole in the gas pocket of the battery cell before the battery cell is put into the formation body, and the sealing part forms a through hole in the formation body.
  • the through hole of the battery cell immediately after being taken out of the main body is sealed. Therefore, since the formation device of the present invention performs the formation process on the battery cells having through-holes formed in the gas pockets, gas generated during the formation process is discharged through the through-holes to prevent excessive expansion of the gas pockets. Therefore, the occurrence of defects in the transport process is reduced, and there is no need to change the design of the pouch.
  • the formation main body 110 charges and discharges battery cells under set charging and discharging conditions and activates them.
  • the formation main body 110 may be configured to charge and discharge the battery cells in a pressurized state.
  • FIG. 11 shows a pressure jig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a side view of a formation main body according to an embodiment of the present invention.
  • the formation body unit 110 according to an embodiment of the present invention includes a charging and discharging unit (not shown) for charging and discharging battery cells; and a pressure jig 112 for pressurizing the battery cell.
  • FIG. 11 shows a pressure jig 112 according to an embodiment of the present invention, and the pressure jig 112 is installed in a number side by side, coupled to each other to enable simple adjustment, and between each a pressure plate 112a configured to interpose the battery cell 10 in the formed gap;
  • a support member (112b) installed for support;
  • a movable member 112c installed to face the support member 112b;
  • the pressure plate 112a is for pressurizing the battery cells 10, and is placed side by side between the support member 112b and the movable member 112c so as to simultaneously press the plurality of battery cells 10. It is installed vertically, and is coupled so that the distance between each other can be adjusted by the forward and backward movement of the movable member 112c, and the battery cell 10 is inserted into the gap formed between each.
  • the pressure plate 112a is moved in the direction of spacing adjustment (z-axis direction) by a guide member 112d to be described later in order to apply pressure to the battery cell 10 during the charging and discharging process of the battery cell 10
  • the pressure plate 1300 may be provided with a sliding coupling part (not shown) coupled to allow the guide member 1600 to slide through.
  • the support member 112b is installed for support.
  • it may be installed perpendicular to the frame 112f installed on the ground, and as another example, it may be installed to be elastically supported by an elastic support member.
  • the movable member 112c is installed to face the support member 112b and moves back and forth by the pressure drive unit 112e to press and release the pressure plate 112a.
  • the guide member 112d guides the plurality of pressure plates 112a to move in the direction of adjusting the spacing.
  • one end portion of the support member is placed in the arrangement direction (z-axis direction) of the pressure plates 112a.
  • the other end portion may be made of an axis member fixed to the movable member (112c), and a plurality of them may be provided side by side.
  • the pressure driver 112e moves the movable member 112c back and forth to press and release the battery cell 10 located between the pressure plates 112a from both sides.
  • a cylinder (not shown) It can be configured in a variety of ways, including being configured to use reciprocating motion or to convert the rotational force of the motor into linear motion.
  • the loading buffer unit 120 is a space prepared for the battery cells 10 before being put into the formation body unit 110 to wait, and the battery cells 10 are loaded by the loader/unloader 160 It is placed in the buffer unit 120.
  • the loading buffer unit 120 includes a transfer unit 122 for transferring the battery cell 10; And a plurality of alignment guide members 121 installed at regular intervals along the transport direction of the battery cells so that the plurality of battery cells 10 are arranged in an upright state, and within the spaced apart space of the alignment guide members 121, It is a structure in which one battery cell 1 is accommodated.
  • the state in which the battery cell 10 is erected may be a state in which the gas pocket part is positioned upward and the electrode assembly accommodating part is positioned downward.
  • the loading buffer unit 120 can accommodate a plurality of battery cells 10, and as shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of battery cells 10 arranged in a row can be transferred in the direction of the arrow. structure that can be
  • the loading buffer unit 120 may include a plurality of alignment guide members 121 and may have a structure in which a battery cell is inserted between one guide member and an adjacent guide member.
  • One guide member 121 may include a pair of guide bars 121a and 121b, one of the guide bars 121a on the right side of the battery cell 10, and the other guide bar 121b on the battery cell 10. They may be spaced apart from each other to support the left side of the cell.
  • the guide bars 121a and 121b have a predetermined width and extend in the height direction of the battery cell. The heights of the guide bars 121a and 121b may be slightly lower than or slightly higher than the height of the battery cell 10 .
  • the guide member 121 is located in an area that does not interfere with the piercing unit when a piercing unit, which will be described later, approaches the gas pocket portion of the battery cell 10 to form a through hole.
  • the transfer unit 122 may be a conveyor belt that continuously transfers a plurality of battery cells 10, but is not limited thereto.
  • the transfer unit transfers the battery cell 10 to an appropriate location around the piercing unit 130 so that the piercing unit 130 can easily perform the piercing process, and is pierced by the piercing unit 140. While the process is being performed, the transfer operation is temporarily suspended, and when the piercing process is finished, the transfer operation is resumed for the piercing process of the battery cell at the rear of the battery cell in which the piercing process is terminated.
  • Figure 5 is a perspective view of a piercing unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a view showing a piercing operation of the piercing unit of Figure 5
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the piercing unit according to an embodiment of the present invention.
  • the piercing unit 140 in a state of pressing both sides of the gas pocket portion, to form a through-hole, piercing unit 141;
  • a piercing unit moving member 142 coupled to one side of the piercing unit 141 and allowing the piercing unit to move forward in a battery cell direction or backward in the opposite direction;
  • a driving unit 143 for driving the piercing unit moving member 142 is included.
  • the piercing unit 141 a pair of gas pocket portion pressing member (141a, 141a') for pressing the gas pocket portion; It is coupled to the inside of the gas pocket portion pressing members 141a and 141a', so that when the gas pocket portion pressing members 141a and 141a' press the gas pocket portion, a through hole is formed through a portion of the pressure sheet surface.
  • a piercing unit body 141c coupled to one side of the pair of gas pocket portion pressure-retaining members 141a and 141a', wherein the pair of gas pocket portion-pressing members 141a and 141a' include the gas pocket portion It is a structure that is coupled to be able to slide on the piercing unit body 141c for blotting paper.
  • the gas pocket portion pressing members 141a and 141a' are members for pressing and fixing the gas pocket portion of the battery cell 10 accommodated in the loading buffer portion 120 .
  • the gas pocket portion pressure-retaining members 141a and 141a' form the battery cell 10 so that the battery cell can be maintained in a fixed state.
  • the gas pocket part of the press is pressed.
  • the gas pocket portion pressing members 141a and 141a' have a pressure surface 141-1 having a predetermined area on the inside facing the battery cell 10 so that both surfaces of the gas pocket portion in the thickness direction can be pressed. is provided.
  • the piercing members 141b and 141b' are coupled to a partial region of the pressure surface 141-1. There is no limitation on the shape or material of the piercing members 141b and 141b' as long as they can form a through hole in the pouch.
  • the piercing members 141b and 141b' are paired with an acicular member 141b with a sharp distal end, and a depression recessed into the inside by the length of the pointed protrusion of the acicular member. It may include one acicular member sheath 141b', wherein the acicular member 141b is attached to one of the paired gas pocket portion pressure paper members 141a, and the acicular member sheath 141b' is attached to the other gas pocket. They are respectively coupled to the sub pressure sheet member 141a'.
  • the piercing member is not limited to this embodiment, and may be, for example, a punching mold instead of a needle-like member, and various methods disclosed at the time of filing of the present invention may be employed.
  • an elastic pressure pad 141e may be coupled to an extension of one side of the pressing member.
  • the one-side extension part means a part of one side extending toward the battery cell in the gas pocket part press member.
  • the piercing unit main body 141c has one side coupled to the gas pocket portion pressing members 141a and 141a′, and the other side coupled to the piercing unit moving member 142.
  • the piercing unit body 141c includes a sliding portion 141d on a surface coupled to the gas pocket portion pressing members 141a and 141a', so that the pair of gas pocket portion pressing members 141a and 141a' are included. (141a, 141a') is configured to be able to slide so as to move away from each other or approach each other.
  • the gas pocket portion blotting paper members 141a and 141a' slide in a direction closer to each other when pressing the gas pocket portion, and when the piercing process is finished, a pair of gas pocket portion blotting paper to release the state of the blotting paper
  • the members 141a and 141a' slide in a direction away from each other.
  • the pair of gas pocket portion blotting paper members may be pressed with the gas pocket portion interposed therebetween. In this case, when sliding for battery cell blotting paper, the distance between them becomes the thickness of the gas pocket portion at a point The sliding movement can be stopped.
  • the piercing unit moving member 142 is such that the piercing unit 141 moves forward in the battery cell direction to perform the piercing process, or moves backward to the original position after the piercing unit 141 ends the piercing process. Consists of.
  • the piercing unit moving member 142 includes an extension rod 142a having one side thereof coupled to the piercing unit 141 therein, and the extension rod ( 142a) has a structure in which the driving unit 143 extends in the direction of the battery cell 10 mounted on the loading buffer unit 120 or shortens in the opposite direction.
  • the piercing unit moving member 142 has an inner space accommodating the extension rod 142a therein, and the extension rod 142a is inserted into this inner space.
  • the length of the extension bar 142a extends from the inside of the piercing unit moving member 142 in order to approach the piercing unit 141 in the direction of the battery cell 10, and accordingly, in the lower view of FIG. 6 As shown, the piercing unit 141 moves in the direction of the battery cell.
  • the extension rod 142a is inserted into the piercing unit moving member 142 while its length is shortened, and thus, the piercing unit 141 returns to its original position. will return to
  • FIG. 6 shows the piercing unit 141 approaching the battery cell 10 and performing a piercing process
  • the upper view of FIG. 6 shows the piercing unit 141 approaching the battery cell. It shows the previous appearance.
  • the piercing unit moves forward or backward in the direction of the battery cell by the operation of the extension bar 142a of the piercing unit moving member 142 .
  • the extension rod 142a is driven by the drive unit 143 .
  • the extension rod 142a stops extending in the direction of the battery cell. Thereafter, the pair of gas pocket portion pressing members 141a and 141a' slide on the piercing unit body 141c so as to be close to each other by a distance sufficient to press the gas pocket portion, and these gas pocket portion pressing members When 141a and 141a' press the gas pocket portion, the acicular member 141b penetrates a portion of the blotting paper surface to form a through-hole in the gas pocket portion.
  • the unloading buffer unit 130 is a space provided for the battery cells 10 carried out from the formation body 110 to wait after the formation process is completed, and seals the through hole in the unloading buffer unit 130.
  • the loader/unloader 160 carries out the formation device of the present invention.
  • the unloading buffer unit 130 includes a transfer unit for transferring battery cells; and a plurality of alignment guide members installed at regular intervals along the transfer direction of the battery cells so that the plurality of battery cells are arranged in an erected state, and one battery cell is accommodated in a space between the alignment guide members. .
  • the unloading buffer unit 130 can transport the plurality of battery cells 10 while receiving them, and as shown in FIG. 3, the plurality of battery cells 10 arranged in a row in the direction of the arrow. It is a transportable structure.
  • the sealing unit 150 is located on one side of the unloading buffer unit 130, and the loading buffer unit includes an alignment guide member and a transfer unit. Since it is the same as the unit, the detailed description of the alignment guide member and the transfer unit of the unloading buffer unit will be replaced with a description of the alignment guide member and the transfer unit of the loading buffer unit.
  • FIG. 8 is a perspective view of a sealing unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a sealing unit according to an embodiment of the present invention.
  • the sealing unit 150 according to an embodiment of the present invention, in a state in which both sides of the gas pocket portion are pressed, seals the through-hole, the sealing unit 151; a sealing unit moving member 152 coupled to one side of the sealing unit 151 to allow the sealing unit 151 to move forward in the battery cell direction or backward in the opposite direction;
  • a driving unit 153 for driving the sealing unit moving member 152 is included.
  • the sealing unit 151 includes a pair of through-hole pressing members 151a and 151a' for pressing the through-hole and its surroundings; It is coupled to each inner side of the pair of through-hole blocking members 151a and 151a', and when the through-hole blocking members 151a and 151a' press the through-hole and its surroundings, the through-hole or its surroundings are sealed.
  • the through-hole pressing members 151a and 151a' are members for pressing and fixing the through-hole of the battery cell accommodated in the unloading buffer unit and its surroundings.
  • the sealing members 151b and 151b' seal the through-hole formed in the gas pocket portion of the battery cell
  • the through-hole press member 151a and 151a' seal the battery cell so that the battery cell can remain fixed. press down
  • the through-hole pressing members 151a and 151a' include a pressure surface 151-1 having a predetermined area on the inner side facing the battery cell 10 so that both surfaces of the battery cell 10 in the thickness direction can be pressed. are equipped Sealing members 151b and 151b' are coupled to a portion of the pressure surface 151-1.
  • the shape of the sealing member 151b is not particularly limited as long as it can seal the through-hole formed in the gas pocket portion.
  • the sealing members 151b and 151b' include a pair of sealing tools 151b and 151b' capable of sealing around the through-hole, and the sealing tools include The perimeter of the through-hole is thermally compressed to heat-seal the pouch.
  • the sealing tool may be a hard metal material, and the metal material has excellent thermal conductivity and is advantageous for sealing.
  • the sealing tool 151b presses both sides of the pouch. At this time, the sealing tool is heated by the heating member to press the pouch at a high temperature, and the innermost layer of the pouch is melted and heat-sealed.
  • 10 illustrates through-hole sealing shapes according to various types of sealing tools of the present invention.
  • 10(b) shows a state in which the through-hole periphery is sealed by the “U”-shaped sealing tool 151b of the form shown in FIG. 9 .
  • the shape of the sealing tool may be “ ⁇ ” shape, “L” shape, “c” shape, or the like.
  • the sealing tool is not limited to this embodiment, and various methods disclosed at the time of filing of the present invention may be employed.
  • 10 (a) shows a sealing shape in which the periphery of the through-hole is sealed by the “ ⁇ ” type sealing tool, and FIG.
  • 10 (c) shows a sealing shape in which the periphery of the through-hole is sealed by the “L” type sealing tool
  • 10(f) shows a sealing shape in which the periphery of the through-hole is sealed by the “c”-shaped sealing tool.
  • the sealing member may be configured to attach a tape sealing an area including the through hole.
  • the through-hole is sealed in the form of FIG. 10(d).
  • the sealing member may be configured to bond the through hole. Bonding is to apply a curable adhesive component to a partial area including the through-hole, and the through-hole is sealed in a form as shown in FIG. 10(e).
  • an elastic pressure pad 151e may be coupled to one extension of the press member 151a or 151a'.
  • the sealing unit main body 151c has one side coupled to the through-hole press members 151a and 151a', and the other side coupled to the sealing unit moving member 152.
  • the sealing unit main body 151c includes a sliding portion 151d on a surface coupled to the through-hole pressing members 151a and 151a', so that the pair of through-hole pressing members 151a , 151a') is configured to be able to slide so as to move away from each other or approach each other.
  • the through-hole blotting paper members 151a and 151a' slide in a direction closer to each other, and when the sealing process is finished, the pair of through-holes 151a and 151a' slide to release the state of the blotting paper.
  • the pressure sheet members 151a and 151a' slide in a direction away from each other.
  • a pair of through-hole blotting paper members can be pressed with a gas pocket portion interposed therebetween, and in this case, when sliding for battery cell blotting paper, the gap between them slides at a point where the thickness of the gas pocket portion becomes the length of the gas pocket portion. can stop moving.
  • the sealing unit moving member 152 moves the sealing unit 151 forward in the battery cell direction to perform the sealing process, or moves the sealing unit 141 backward to the original position after the sealing process ends. Consists of.
  • one side of the sealing unit moving member 152 is coupled to the sealing unit 151, and the sealing unit 151 can move in the direction where the battery cell 10 is located.
  • the extension rod 152a may be inserted into the inner space to accommodate the extension rod.
  • the extension bar 152a extends from the inside of the sealing unit moving member 152 to bring the sealing unit 151 closer to the battery cell 10 mounted on the unloading buffer 130, thereby sealing it.
  • the unit 152 is moved in the direction of the battery cell.
  • the extension rod 152a is inserted into the supporting member 152 again. Accordingly, the sealing unit returns to its original position.
  • FIG. 13 is a top view of a formation device according to another embodiment of the present invention.
  • the formation device 200 according to another embodiment of the present invention, the formation body portion 210 for forming battery cells; a loading buffer unit 220 provided to wait for the battery cells 10 before being put into the formation body unit 210; an unloading buffer unit 230 provided to wait for the battery cells 10 carried out from the formation body when the formation process is finished; first and second piercing parts 240 and 270 located on both sides of the loading buffer part 220 and forming through-holes in gas pockets of the battery cells 10 accommodated in the loading buffer part 220; and first and second sealing parts 250 and 280 located on both sides of the unloading buffer part 230 and sealing through-holes formed in the battery cells 10 accommodated in the unloading buffer part 230 .
  • the embodiment shown in FIG. 13 is different from the above-described embodiment (the embodiment shown in FIG. 4) in that each includes two piercing parts and two sealing parts.
  • the process of charging the battery may be performed twice or more, and accordingly, there may be cases in which the process of forming the through hole and sealing the through hole needs to be performed twice or more.
  • the formation device of the embodiment shown in FIG. 13 includes two piercing parts and two sealing parts.
  • the two piercing parts 240 and 270 are respectively located on one side and the other side of the battery cell with the battery cell 10 therebetween, and the two sealing parts 250 and 280 also have the battery cell 10 therebetween. It is located on one side and the other side of the battery cell, respectively.
  • the second piercing part 270 forms a through-hole for the second time, since the through-hole cannot be formed again around the through-hole formed by the first piercing part 240, the first piercing part 240 In order to form the through hole at a position opposite to the position of the through hole formed by, the second piercing part 270 is located on the opposite side of the first piercing part 240 with respect to the battery cell 10 .
  • the first sealing portion and the second sealing portion are positioned to face each other with respect to the battery cell.
  • the formation body part 110 according to an embodiment of the present invention further includes an air supply part 113, and the air supply part 113 is located above the frame 111, Air is supplied to the inside of the frame through a pipe communicating with the inside of the frame 111 . Blowing air discharged from the air supply unit functions to maintain a constant temperature inside the frame by mixing with air inside the frame whose temperature has risen due to the formation process. In addition, it also serves to dilute the internal gas generated during the formation process.
  • the formation body part 110 further includes a gas exhaust part 114, and the gas exhaust part 114 is installed on one side of the lower part of the frame 111 and uses a pipe communicating with the inside of the frame. Through this, the gas generated during the formation process is discharged to the outside of the frame.
  • the gas exhaust unit a blowing fan for discharging gas to the outside; and a filter adsorbing harmful substances contained in the gas.
  • the formation process can be performed in a state where the gas pocket portion of the battery cell is opened, and internal gas generated during the formation process can be naturally exhausted.

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Abstract

본 발명에 따른 전지 셀의 포메이션 장치는, 전지 셀을 포메이션하는 포메이션 본체부; 상기 포메이션 본체부에 투입되기 이전의 전지 셀이 대기하도록 마련된 로딩 버퍼부; 포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부로부터 반출된 전지 셀이 대기하도록 마련된 언로딩 버퍼부; 상기 로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성하는 피어싱부; 및 상기 언로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 상기 언로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀에 형성된 관통구를 밀봉하는 밀봉부를 포함한다.

Description

전지 셀의 포메이션 장치
본 출원은 2021.11.24.자 한국 특허 출원 제10-2021-0163119호에 기초한 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은, 전지 셀의 포메이션 공정 중 발생하는 가스를 실시간으로 전지 셀 외부로 배출 가능한 전지 셀의 포메이션 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 그 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분할 수 있다. 그 중 파우치형 이차전지는 금속층(포일)과 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있어 많은 관심을 모으고 있다.
이러한 파우치형 이차전지에는 전극 조립체가 적층된 형태로 수납되는데, 전극 조립체에는 전극 탭 및 전극 리드가 연결되어 있고, 전극 리드는 파우치 외장재로부터 돌출되어 있다. 이러한 전극 리드는 외부 장치와 접촉을 통해 전기적으로 연결되어 외부장치로부터 전력을 공급받게 된다.
파우치형 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되며, 전지 활성화 단계에서는 충방전 장치에 이차전지 셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전 및 방전을 수행하게 된다. 이와 같이, 전지의 활성화를 위해 충방전 장치를 이용해 소정의 충방전을 실시하는 과정을 포메이션(formation) 공정 또는 화성 공정이라고 한다.
그리고, 이 같은 포메이션 공정 시, 활성화 충전 중에 평판형의 가압 플레이트를 포함하는 지그(Zig)와 같은 가압 수단을 이용해, 전지 셀의 양면을 가압할 수 있으며, 이를 지그 포메이션이라 칭하기도 한다. 이 같은 지그 포메이션은, 활성화 공정 중 음극의 팽창을 방지하고, 전지의 화학 반응을 촉진해 가스 발생을 유도하며, 이러한 내부 가스를 가스 포켓부로 이동시킨다.
그런데, 포메이션 공정 또는 지그 포메이션 공정 중에는, 전해액과 전극의 화학 반응으로 인해, 가스가 발생하고, 이로 인해 전지 셀의 가스 포켓부가 팽창된다. 가스 포켓부가 과다하게 팽창된 경우에는, 지그 포메이션 설비로부터, 전지 셀을 반출할 때에, 이송 수단과의 간섭 및 충돌이 발생할 수 있고, 또한 이송 과정에서 전지 셀 간의 간섭으로 전지 셀 외관의 불량이 발생하며, 가스 포켓부의 충분한 내부 공간 형성을 위해 파우치 외장재가 과다 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 포메이션 공정 중 내부 가스 발생으로, 가스 포켓부가 과다하게 팽창하지 않도록, 포메이션 공정 중에 내부 가스를 전지 셀의 외부로 배출하는 것이 가능한 전지 셀의 포메이션 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 포메이션 장치는, 전지 셀을 포메이션하는 포메이션 본체부; 상기 포메이션 본체부에 투입되기 이전의 전지 셀이 대기하도록 마련된 로딩 버퍼부; 포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부로부터 반출된 전지 셀이 대기하도록 마련된 언로딩 버퍼부; 상기 로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성하는 피어싱부; 및 상기 언로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 상기 언로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀에 형성된 관통구를 밀봉하는 밀봉부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 피어싱부는, 가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 형성하는, 피어싱 유닛; 상기 피어싱 유닛의 일측과 결합되어, 피어싱 유닛이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 피어싱 유닛 이동 부재; 상기 피어싱 유닛 이동 부재를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 피어싱 유닛은, 가스 포켓부를 압지하는 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재; 상기 가스 포켓부 압지 부재의 내측에 결합되어, 상기 가스 포켓부 압지 부재가 가스 포켓부를 압지하였을 때, 압지 면의 일부를 관통하여 관통구를 형성하는 피어싱 부재; 상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재의 일측과 결합된 피어싱 유닛 본체를 포함하고, 상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재는, 가스 포켓부의 압지를 위해 상기 피어싱 유닛 본체 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 피어싱 유닛 이동 부재는, 일측이 상기 피어싱 유닛과 결합된 연장봉을 포함하고 있고, 상기 연장봉은 상기 구동부에 의해 상기 로딩 버퍼부 방향으로 길이가 연장되거나 그 반대 방향으로 길이가 단축되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 밀봉부는, 가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 밀봉하는, 밀봉 유닛; 상기 밀봉 유닛의 일측과 결합되어, 밀봉 유닛이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 밀봉 유닛 이동 부재 및 상기 밀봉 유닛 이동 부재를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 밀봉 유닛은, 상기 관통구 및 그 주변을 압지하는 한 쌍의 관통구 압지 부재; 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재의 각 내측에 결합되어, 상기 관통구 압지 부재가 관통구 및 그 주변을 압지하였을 때, 관통구 또는 그 주변을 밀봉하는 한 쌍의 밀봉 부재; 및 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재의 일측과 결합된 밀봉 유닛 본체를 포함하고, 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재는, 관통구의 압지를 위해 상기 밀봉 유닛 본체 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 밀봉 부재는, 한 쌍의 실링 툴을 포함하고, 상기 실링 툴은, 관통구 주변을 열압착하여, 파우치를 융착할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 밀봉 유닛 이동 부재는, 일측이 상기 밀봉 유닛과 결합된 연장봉을 포함하고 있고, 상기 연장봉은 상기 구동부에 의해 상기 언로딩 버퍼부 방향으로 길이가 연장되거나, 그 반대 방향으로 길이가 단축될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 로딩 버퍼부 및 언로딩 버퍼부는 각각, 전지 셀을 이송하는 이송부; 및 다수의 전지 셀이 세워진 상태로 배열되도록 상기 전지 셀의 이송 방향을 따라 일정한 간격으로 설치된 다수의 정렬 가이드 부재를 포함하고, 상기 정렬 가이드 부재들의 이격 공간 내에, 하나의 전지 셀이 수용되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포메이션 본체부는, 다수의 전지 셀을 수용하는 프레임; 전지 셀을 충방전하는 충방전부; 및 전지 셀을 가압하는 가압 지그를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포메이션 본체부는, 에어 공급부를 더 포함하며, 상기 에어 공급부는, 상기 프레임의 상부에 위치하고, 프레임의 내부로 연통하는 관을 통해, 프레임 내부에 공기를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포메이션 본체부는, 가스 배기부를 더 포함하고, 상기 가스 배기부는, 상기 프레임 하부의 일측에 설치되고, 프레임 내부와 연통하는 관을 통해 포메이션 공정 중 발생하는 가스를 프레임의 외부로 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가스 배기부는, 가스를 외부로 배출하는 송풍팬; 및 가스 중에 포함된 유해 물질을 흡착하는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 포메이션 장치는, 포메이션 본체부에 투입되기 직전의 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성할 수 있어, 전지 셀의 가스 포켓부가 개구된 상태에서 포메이션 공정이 가능하다. 따라서 가스 포켓부가 과다하게 팽창하는 문제를 해결할 수 있다.
그리고 포메이션 본체부가 에어 공급부와 가스 배기부를 포함하고 있어, 포메이션 공정 중 발생한 내부 가스를 자연 배출할 수 있다.
또한, 포메이션 공정 직후에 상기 관통구를 밀봉하여, 포메이션 장치로부터 반출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 포메이션 장치의 상부도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩 버퍼부와 피어싱부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 로딩 버퍼부 또는 언로딩 버퍼부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 상부도의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱부의 사시도이다.
도 6은 도 5의 피어싱부의 피어싱 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 5의 피어싱 유닛의 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 유닛의 분해 사시도이다.
도 10은 다양한 실시 형태에 따른, 관통구 밀봉 형상을 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 지그를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 다른 포메이션 본체부의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포메이션 장치의 상부도이다.
[부호의 설명]
10: 전지 셀
100: 포메이션 장치
110: 본체부
111: 프레임
112: 가압 지그
113: 에어 공급부
114: 가스 배기부
120: 로딩 버퍼부
130: 피어싱부
140: 언로딩 버퍼부
150: 밀봉부
160:로더/언로더
121: 정렬 가이드 부재
122: 이송부
141: 피어싱 유닛
141a, 141a': 피어싱 유닛 압지 부재
141b,141b': 피어싱 부재
141c: 피어싱 유닛 본체
141d: 슬라이딩 부
141e: 가압 패드
142: 피어싱 유닛 이동 부재
143: 구동부
151: 밀봉 유닛
151a, 151a': 관통구 압지 부재
151b, 151b': 밀봉 부재
151c: 지지부
151d: 슬라이딩 부
151e: 가압 패드
152: 피어싱 유닛 이동 부재
153: 구동부
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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 관통구를 밀봉하는 것의 의미는, 관통구를 밀봉하거나 또는 관통구 주변을 밀봉하는 것을 모두 포함하는 개념이다.
이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 포메이션 장치의 상부도이고, 도 2는 본 발명의 포메이션 장치를 구성하는 로딩 버퍼부와 피어싱부의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 포메이션 장치를 구성하는 로딩 버퍼부 또는 언로딩 버퍼부의 사시도이며, 도 4는 도 1의 상부도의 모식도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀 포메이션 장치는(100)는, 전지 셀을 포메이션하는 포메이션 본체부(110); 상기 포메이션 본체부에 투입되기 이전의 전지 셀(10)이 대기하도록 마련된 로딩 버퍼부(120); 포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부로부터 반출된 전지 셀이 대기하도록 마련된 언로딩 버퍼부(130); 상기 로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성하는 피어싱부(140); 및 상기 언로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀에 형성된 관통구를 밀봉하는 밀봉부(미도시)를 포함한다.
본 발명의 전지 셀 포메이션 장치는, 피어싱부 및 밀봉부를 포함하고, 상기 피어싱부가, 전지 셀이 포메이션 본체부에 투입되기 이전에, 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성하며, 상기 밀봉부가 포메이션 본체부로부터 반출된 직후의 전지 셀의 관통구를 밀봉한다. 따라서, 본 발명의 포메이션 장치는, 가스 포켓부에 관통구가 형성된 전지 셀에 대해 포메이션 공정을 수행하므로, 포메이션 공정 중에 발생하는 가스가, 상기 관통구를 통해 배출되어 가스 포켓부가 과다하게 팽창되는 것을 방지하고, 이에 따라 이송 과정에서의 불량 발생을 감소시키며, 파우치를 설계 변경할 필요가 없다.
상기 포메이션 본체부(110)는, 전지 셀을 설정된 충방전 조건으로 충방전하며 활성화한다. 포메이션 본체부(110)는 전지 셀을 가압한 상태에서 충방전할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 지그를 도시하고 있고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 다른 포메이션 본체부의 측면도이다. 이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 본체부(110)는, 전지 셀을 충방전하는 충방전부(미도시); 및 전지 셀을 가압하는 가압 지그(112)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 지그(112)를 도시하고 있으며, 상기 가압 지그(112)는, 나란하게 다수로 설치되고, 서로 간에 간결 조절이 가능하도록 결합되며, 각각의 사이에 형성되는 갭(Gap)에 전지 셀(10)이 개재되도록 구성된 가압 플레이트(112a); 지지를 위해 설치되는 지지부재(112b); 상기 지지부재(112b)에 대향하도록 설치되는 가동부재(112c); 상기 가압 플레이트(112a)가 상기 간격 조절의 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 부재(112d) 및 상기 가동부재(112c)를 전후로 이동시킴으로써 상기 가압 플레이트(112a) 사이의 상기 전지 셀(10)를 양면에서 가압 및 가압 해제하도록 하는 가압 구동부(112e)를 더 포함할 수 있다.
상기 가압 플레이트(112a)는, 전지 셀(10)을 가압하기 위한 것으로, 다수의 전지 셀(10)을 동시에 가압할 수 있도록, 지지부재(112b)와 가동부재(112c)의 사이에 나란하게 다수로 수직되게 설치되고, 가동부재(112c)의 전후 이동에 의해 서로 간에 간격 조절이 가능하도록 결합되며, 각각의 사이에 형성되는 갭에 전지 셀(10)이 삽입된다.
상기 가압 플레이트(112a)는, 전지 셀(10)의 충방전 과정에서, 전지 셀(10)에 압력을 가하기 위해, 후술하는 가이드 부재(112d)에 의해 간격 조절의 방향(z축 방향)으로 이동 가능하도록 구성될 수 있으며, 가압 플레이트(1300)는, 가이드 부재(1600)가 슬라이딩 가능하게 관통하도록 결합되는 슬라이딩 결합부(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 지지부재(112b)는, 지지를 위해 설치되는데, 일례로 지면에 설치되는 프레임(112f)에 수직되게 설치될 수 있고, 다른 예로서 탄성지지부재에 의해 탄성 지지되도록 설치될 수 있다.
상기 가동부재(112c)는, 지지부재(112b)에 대향하도록 설치되고, 가압구동부(112e)에 의해 전후로 이동하여 가압 플레이트(112a)를 가압 및 가압 해제하도록 한다.
상기 가이드 부재(112d)는 다수의 가압 플레이트(112a)들이 간격 조절의 방향으로 이동하도록 가이드하는데, 이를 위해 가압 플레이트(112a)의 배열 방향(z축 방향)으로 놓여지도록, 일측 말단부가 상기 지지부재(112b)에, 타측 말단부가 상기 가동부재(112c)에 고정되는 축(axis)부재로 이루어질 수 있고, 다수개가 나란하게 마련될 수 있다.
상기 가압 구동부(112e)는, 상기 가동부재(112c)를 전후로 이동시킴으로써, 가압 플레이트(112a) 사이에 위치한 전지 셀(10)을 양면에서 가압 및 가압 해제하도록 하는데, 이를 위해 실린더(미도시)의 왕복 운동을 이용하거나 모터의 회전력을 직선 운동으로 전환하도록 구성되는 것을 비롯하여 다양하게 구성될 수 있다.
상기 로딩 버퍼부(120)는, 상기 포메이션 본체부(110)에 투입되기 이전의 전지 셀(10)이 대기하기 위해 마련된 공간으로, 로더/언로더(160)에 의해 전지 셀(10)이 로딩 버퍼부(120)에 재치된다. 로딩 버퍼부(120)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 전지 셀(10)을 이송하는 이송부(122); 및 다수의 전지 셀(10)이 세워진 상태로 배열되도록 상기 전지 셀의 이송 방향을 따라 일정한 간격으로 설치된 다수의 정렬 가이드 부재(121)를 포함하고, 상기 정렬 가이드 부재(121)들의 이격 공간 내에, 하나의 전지 셀(1)이 수용되는 구조이다. 여기서, 전지 셀(10)이 세워진 상태란 가스 포켓부가 상방에 위치하고, 전극조립체 수납부가 하방에 위치하는 상태일 수 있다.
로딩 버퍼부(120)는 다수의 전지 셀(10)을 수용할 수 있으며, 일렬로 배열된 다수의 전지 셀(10)들을, 도 3 및 도 4에 에 도시한 바와 같이, 화살표 방향으로 이송할 수 있는 구조이다.
도 2를 참조하면, 로딩 버퍼부(120)는, 복수의 정렬 가이드 부재들(121)을 포함하고, 하나의 가이드 부재와 인접한 가이드 부재의 사이에 전지 셀이 삽입되는 구조일 수 있다.
하나의 가이드 부재(121)는, 한 쌍의 가이드 바(121a, 121b)를 포함할 수 있으며, 가이드 바의 하나(121a)는 전지 셀(10)의 오른쪽에, 나머지 가이드 바(121b)는 전지 셀의 왼쪽을 지지할 수 있도록, 상호 이격되어 있을 수 있다. 상기 가이드 바(121a, 121b)는 소정의 폭을 가지며, 전지 셀의 높이 방향으로 연장되어 있다. 가이드 바(121a, 121b)의 높이는, 전지 셀(10) 높이보다 약간 낮을 수 있으며, 약간 높을 수도 있다. 가이드 부재(121)는 후술하는 피어싱 유닛이 전지 셀(10)의 가스 포켓부에 접근하여 관통구를 형성할 때, 피어싱 유닛과 간섭되지 않는 영역에 위치한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 이송부(122)는 다수의 전지 셀(10)을 연속적으로 이송하는 컨베이어 벨트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 구체적 예에서 이송부는, 피어싱부(130)가 피어싱 공정을 진행하기 용이하도록, 전지 셀(10)을 피어싱부(130) 주변의 적절한 위치로 이송하고, 상기 피어싱부(140)에 의해 피어싱 공정이 수행되는 동안에는, 이송 동작을 잠시 중단하였다가, 피어싱 공정이 종료되면, 피어싱 공정이 종료된 전지 셀의 후방에 있는 전지 셀의 피어싱 공정을 위해 이송 동작을 재개하도록 구성되어 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱부의 사시도이고, 도 6은 도 5의 피어싱부의 피어싱 동작을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱 유닛의 분해 사시도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피어싱부(140)는, 가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 형성하는, 피어싱 유닛(141); 상기 피어싱 유닛(141)의 일측과 결합되어, 피어싱 유닛이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 피어싱 유닛 이동 부재(142); 상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)를 구동하는 구동부(143)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 피어싱 유닛(141)은, 가스 포켓부를 압지하는 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a'); 상기 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')의 내측에 결합되어, 상기 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')가 가스 포켓부를 압지하였을 때, 압지 면의 일부를 관통하여 관통구를 형성하는 피어싱 부재(141b, 141b'); 상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')의 일측과 결합된 피어싱 유닛 본체(141c)를 포함하고, 상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')는, 가스 포켓부의 압지를 위해 상기 피어싱 유닛 본체(141c) 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되어 있는 구조이다.
상기 가스 포켓부 압지 부재(141a,141a')는, 상기 로딩 버퍼부(120)에 수용되어 있는 전지 셀(10)의 가스 포켓부를 압지하여, 고정하기 위한 부재이다. 상기 피어싱 부재(141b, 141b')가 가스 포켓부 상에 관통구를 형성할 때, 전지 셀이 고정된 상태를 유지할 수 있도록 상기 가스 포켓부 압지 부재(141a,141a')가 전지 셀(10)의 가스 포켓부를 압지한다.
이러한 가스 포켓부 압지 부재(141a,141a')는, 가스 포켓부의 두께 방향의 양면에 접촉해 압지할 수 있도록, 전지 셀(10)을 향한 내측에는 소정의 면적을 가지는 압지면(141-1)을 구비하고 있다. 상기 압지면(141-1)의 일부 영역에는, 상기 피어싱 부재(141b, 141b')가 결합되어 있다. 이러한 피어싱 부재(141b, 141b')의 형태는 파우치에 관통구를 형성할 수 있다면, 그 형상이나, 소재에 제한은 없다.
하나의 구체적 예에서, 상기 피어싱 부재(141b, 141b')는, 말단부가 뾰족한 침상 부재(141b)와, 상기 침상 부재와 쌍을 이루고, 침상 부재의 뾰족한 돌출 길이만큼, 내부로 만입된 만입부를 구비한 침상 부재 칼집(141b')을 포함할 수 있으며, 상기 침상 부재(141b)는, 쌍을 이루는 가스 포켓부 압지 부재 중의 하나(141a)에, 상기 침상 부재 칼집(141b')은, 나머지 가스 포켓부 압지 부재(141a')에 각각 결합되어 있다. 그러나, 피어싱 부재는 이 같은 실시 양태에 한정되지 아니하고, 가령, 침상 부재 대신 펀칭 금형일 수 있으며, 본 발명의 출원 시점에 공개된 다양한 방식이 채용될 수 있다.
상기 가스 포켓부 압지 부재(141a,141a')는, 압지 시 전지케이스의 손상을 방지하기 위하여, 압지 부재의 일측 연장부에는, 탄성이 있는 가압 패드(141e)가 결합되어 있을 수 있다. 여기서 상기 일측 연장부는, 상기 가스 포켓부 압지 부재에서, 전지 셀을 향해 연장된 일측의 부위를 의미한다.
도 5를 참조하면, 상기 피어싱 유닛 본체(141c)는, 일측은 상기 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')와 결합되어 있고, 타측은, 상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)와 결합되어 있다.
도 7을 참조하면, 상기 피어싱 유닛 본체(141c)는, 상기 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')와의 결합 면에 슬라이딩부(141d)를 포함하고 있어, 상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')가 상호 멀어지거나, 가까워지도록 슬라이딩 이동 가능하도록 구성되어 있다.
상기 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')는, 가스 포켓부를 압지할 때에, 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동하고, 피어싱 공정이 종료되면, 압지 상태를 해제하기 위해, 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')는 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동한다. 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재는, 그 사이에 가스 포켓부를 개재한 상태로 압지할 수 있으며, 이러한 경우, 전지 셀 압지를 위해 슬라이딩 이동 시, 상호 간의 간격이 가스 포켓부의 두께 길이가 되는 지점에서 슬라이딩 이동을 멈출 수 있다.
상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)는, 상기 피어싱 유닛(141)이 피어싱 공정을 수행하기 위해, 전지 셀 방향으로 전진하거나, 피어싱 유닛(141)이 피어싱 공정을 종료한 후에 원 위치로 후진할 수 있도록 구성되어 있다.
도 6을 참조하면, 하나의 구체적 예에서, 상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)는, 그 일측이 피어싱 유닛(141)과 결합되어 있는 연장봉(142a)을 내부에 포함하고 있고, 상기 연장봉(142a)은 상기 구동부(143)에 의해, 상기 로딩 버퍼부(120)에 거치되어 있는 전지 셀(10) 방향으로 길이가 연장되거나, 또는 그 반대 방향으로 길이가 단축되는 구조이다.
상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)는, 그 내부에 상기 연장봉(142a)을 수용 가능한 내부 공간을 구비하고 있으며, 이 같은 내부 공간에, 연장봉(142a)이 삽입되어 있다.
이러한 연장봉(142a)은, 피어싱 유닛(141)을 전지 셀(10) 방향으로 접근시키기 위해, 상기 피어싱 유닛 이동 부재(142)의 내부로부터 그 길이가 연장되고, 이에 따라 도 6의 하부도에 도시된 바와 같이, 피어싱 유닛(141)이 전지 셀 방향으로 이동하게 된다. 피어싱 유닛(141)에 의한 피어싱 공정이 종료되면, 연장봉(142a)은, 그 길이가 단축되면서, 피어싱 유닛 이동 부재(142)의 내부로 삽입되며 이에 따라, 피어싱 유닛(141)은 원래의 위치로 돌아가게 된다.
도 6을 참조하여, 본 발명의 피어싱 유닛(141)의 동작을 설명하기로 한다. 도 6의 하부도는, 피어싱 유닛(141)이 전지 셀(10)에 접근하여, 피어싱 공정을 진행하는 모습을 도시하고 있고, 도 6의 상부도는 피어싱 유닛(141)이 전지 셀에 접근하기 이전의 모습을 도시하고 있다. 피어싱 유닛은 전술한 바와 같이, 피어싱 유닛 이동 부재(142)의 연장봉(142a)의 동작에 의해 전지 셀 방향으로 전진 또는 후진한다. 이때 연장봉(142a)은, 구동부(143)에 의해 구동된다.
피어싱 유닛(141)이 피어싱 공정을 수행할 수 있을 정도로, 전지 셀에(10) 접근하면, 연장봉(142a)은 전지 셀 방향으로의 연장 동작을 정지한다. 이후 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')는, 가스 포켓부를 압지 할 수 있을 정도의 거리만큼 상호 가까워지도록, 상기 피어싱 유닛 본체(141c) 상에서 슬라이딩 이동하고, 이들 가스 포켓부 압지 부재(141a, 141a')가 가스 포켓부를 압지하면, 침상 부재(141b)가 상기 압지 면의 일부를 관통하면서, 가스 포켓부에 관통구를 형성하게 된다.
언로딩 버퍼부(130)는, 포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부(110)로부터 반출된 전지 셀(10)이 대기하도록 마련된 공간으로, 언로딩 버퍼부(130)에서 관통구를 밀봉하는 밀봉 공정이 진행되고, 밀봉부 형성 공정이 종료되면, 로더/언로더(160)에 의해 본 발명의 포메이션 장치로부터 반출된다.
언로딩 버퍼부(130)는, 로딩 버퍼부(120)와 마찬가지로, 전지 셀을 이송하는 이송부; 및 다수의 전지 셀이 세워진 상태로 배열되도록 상기 전지 셀의 이송 방향을 따라 일정한 간격으로 설치된 다수의 정렬 가이드 부재를 포함하고, 상기 정렬 가이드 부재들의 이격 공간 내에, 하나의 전지 셀이 수용되는 구조이다.
언로딩 버퍼부(130)는 다수의 전지 셀(10)을 수용한 상태로 이송할 수 있으며, 일렬로 배열된 다수의 전지 셀(10)들을, 도 3에 에 도시한 바와 같이, 화살표 방향으로 이송할 수 있는 구조이다.
도 4를 참조하면, 언로딩 버퍼부(130)의 일측에는, 밀봉부(150)가 위치하고 있다는 점에서, 로딩 버퍼부와 차이가 있을 뿐, 정렬 가이드 부재 및 이송부를 포함하는 점은, 로딩 버퍼부와 동일하므로, 언로딩 버퍼부의 정렬 가이드 부재 및 이송부에 대한 자세한 설명은, 로딩 버퍼부의 정렬 가이드 부재 및 이송부에 대한 설명으로, 갈음하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 유닛의 분해 사시도이다. 이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부(150)는, 가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 밀봉하는, 밀봉 유닛(151); 상기 밀봉 유닛(151)의 일측과 결합되어, 밀봉 유닛(151)이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 밀봉 유닛 이동 부재(152); 상기 밀봉 유닛 이동 부재(152)를 구동하는 구동부(153)를 포함한다.
상기 밀봉 유닛(151)은, 상기 관통구 및 그 주변을 압지하는 한 쌍의 관통구 압지 부재(151a, 151a'); 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재(151a, 151a')의 각 내측에 결합되어, 상기 관통구 압지 부재(151a, 151a')가 관통구 및 그 주변을 압지하였을 때, 관통구 또는 그 주변을 밀봉하는 한 쌍의 밀봉 부재(151b, 151b'); 및 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재의 일측(151a, 151a')과 결합된 밀봉 유닛 본체(151c)를 포함하고, 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재(151a, 151a')는, 관통구의 압지를 위해 상기 밀봉 유닛 본체(151c) 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되어 있다.
상기 관통구 압지 부재(151a,151a')는, 상기 언로딩 버퍼부에 수용되어 있는 전지 셀의 관통구 및 그 주변을 압지하여, 고정하기 위한 부재이다. 밀봉 부재(151b, 151b')가, 전지 셀의 가스 포켓부에 형성된 관통구를 밀봉할 때에, 전지 셀이 고정된 상태를 유지할 수 있도록 상기 관통구 압지 부재(151a,151a')가 전지 셀을 압지한다.
이러한 관통구 압지 부재(151a, 151a')는, 전지 셀(10)의 두께 방향의 양면에 접촉해 압지할 수 있도록, 전지 셀을 향하는 내측에는 소정의 면적을 가지는 압지면(151-1)을 구비하고 있다. 상기 압지면(151-1)의 일부 영역에는, 밀봉 부재(151b, 151b')가 결합되어 있다. 이러한 밀봉 부재(151b)의 형태는 가스 포켓부에 형성된 관통구를 밀봉할 수 있다면, 특별한 제한은 없다.
도 9를 참조하면, 하나의 구체적 예에서, 상기 밀봉 부재(151b, 151b')는, 관통구 주변을 밀봉할 수 있는 한 쌍의 실링 툴(151b, 151b')을 포함하고, 상기 실링 툴은 관통구 주변을 열압착하여, 파우치를 열융착한다. 실링 툴은 단단한 금속 소재일 수 있으며, 금속 소재는 열전도성이 우수하여, 밀봉에 유리하다. 한 쌍의 실링 툴(151b, 151b')의 사이에, 관통구 및 그 주변부를 포함하는 가스 포켓부가 개재되면, 실링 툴이(151b)이 파우치의 양면을 가압한다. 이때 실링 툴은, 가열부재에 의해 가열되어 고온으로 파우치를 가압할 수 있고, 파우치의 최내층이 용융되면서 열융착되는 것이다.
도 10은 본 발명의 실링 툴의 다양한 형태에 따른, 관통구 밀봉 형상을 도시하고 있다. 도 10의 (b)는 상기 도 9에 도시된 형태의 "U"자형 실링 툴(151b)에 의해 관통구 주변이 밀봉된 모습을 나타내고 있다. 실링 툴의 형태는, "U"형 외에도, "ㅡ"형, "L", "ㄷ"형 등일 수 있다. 그러나, 실링 툴은, 이 같은 실시 양태에 한정되지 아니하고, 본 발명의 출원시점에 공개된 다양한 방식이 채용될 수 있다. 도 10의 (a)는 "ㅡ"형 실링 툴에 의해 관통구 주변이 밀봉된 실링 형상을, 도 10의 (c)는 "L"형 실링 툴에 의해 관통구 주변이 밀봉된 실링 형상을, 도 10의 (f)는 "ㄷ"형 실링 툴에 의해 관통구 주변이 밀봉된 실링 형상을 각 도시하고 있다.
다른 하나의 구체적 예에서, 상기 밀봉 부재는, 관통구를 포함하는 영역을 밀봉하는 테이프를 부착할 수 있도록 구성될 수도 있다. 이 같은 경우 도 10의 (d)와 같은 형태로 관통구가 밀봉된다.
또 다른 구체적 예에서, 상기 밀봉 부재는, 관통구를 본딩하도록 구성될 수 있다. 본딩은 경화성 접착제 성분을 관통구를 포함하는 일부 영역에 도포하는 것으로, 도 10의 (e)와 같은 형태로 관통구가 밀봉된다.
상기 관통구 압지 부재(151a, 151a')는, 압지 시 파우치 손상을 방지하기 위하여, 압지 부재(151a, 151a')의 일측 연장부에는, 탄성이 있는 가압 패드(151e)가 결합되어 있을 수 있다.
상기 밀봉 유닛 본체(151c)는, 일측이 상기 관통구 압지 부재(151a, 151a')와 결합되어 있고, 타측은 상기 밀봉 유닛 이동 부재(152)와 결합되어 있다.
도 9를 참조하면, 상기 밀봉 유닛 본체(151c)는, 상기 관통구 압지 부재(151a, 151a')와의 결합 면에 슬라이딩부(151d)를 포함하고 있어, 상기 한 쌍의 관통구 압지 부재(151a, 151a')가 상호 멀어지거나, 가까워지도록 슬라이딩 이동 가능하도록 구성되어 있다.
상기 관통구 압지 부재(151a, 151a')는, 관통구 및 그 주변을 압지할 때에는, 상호 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동하고, 밀봉 공정이 종료되면, 압지 상태를 해제하기 위해, 한 쌍의 관통구 압지 부재(151a, 151a')는 상호 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동한다. 한 쌍의 관통구 압지 부재는, 그 사이에 가스 포켓부를 개재한 상태로 압지할 수 있으며, 이러한 경우, 전지 셀 압지를 위해 슬라이딩 이동 시, 상호 간의 간격이 가스 포켓부의 두께 길이가 되는 지점에서 슬라이딩 이동을 멈출 수 있다.
상기 밀봉 유닛 이동 부재(152)는, 상기 밀봉 유닛(151)이 밀봉 공정을 수행하기 위해, 전지 셀 방향으로 전진하거나, 밀봉 유닛(141)이 밀봉 공정을 종료한 후에 원 위치로 후진할 수 있도록 구성되어 있다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 상기 밀봉 유닛 이동 부재(152)는, 그 일측이 밀봉 유닛(151)과 결합되어 있고, 밀봉 유닛(151)이 전지 셀(10)이 위치하는 방향으로 이동할 수 있도록, 내부에 연장봉의 수용이 가능한 내부 공간을 구비하고 있으며, 이 같은 내부 공간에, 연장봉(152a)이 삽입되어 있을 수 있다.
이러한 연장봉(152a)은, 밀봉 유닛(151)을 언로딩 버퍼부(130)에 거치된 전지 셀(10) 방향으로 접근시키기 위해 밀봉 유닛 이동 부재(152)의 내부로부터 연장되고, 이에 따라 밀봉 유닛(152)이 전지 셀 방향으로 이동하게 된다. 밀봉 공정이 종료되면, 연장봉(152a)은, 지지 부재(152)의 내부로 다시 삽입된다. 이에 따라, 밀봉 유닛은 원래의 위치로 돌아가게 된다.
밀봉 유닛이 전지 셀에 접근하는 동작 과정은, 피어싱 유닛이 전지 셀에 접근하는 동작 과정과 동일하므로, 이에 대한 설명은, 도 6을 참조하여 설명한 피어싱 유닛의 동작 과정에 대한 설명으로 갈음하고, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포메이션 장치의 상부도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포메이션 장치(200)는, 전지 셀을 포메이션하는 포메이션 본체부(210); 상기 포메이션 본체부(210)에 투입되기 이전의 전지 셀(10)이 대기하도록 마련된 로딩 버퍼부(220); 포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부로부터 반출된 전지 셀(10)이 대기하도록 마련된 언로딩 버퍼부(230); 상기 로딩 버퍼부(220)의 양측에 위치하고, 로딩 버퍼부(220)에 수용된 전지 셀(10)의 가스 포켓부에 관통구를 형성하는 제 1, 2 피어싱부(240, 270); 및 상기 언로딩 버퍼부(230)의 양측에 위치하고, 언로딩 버퍼부(230)에 수용된 전지 셀(10)에 형성된 관통구를 밀봉하는 제 1,2 밀봉부(250,280)를 포함한다.
도 13에 도시한 실시예는, 피어싱부 및 밀봉부를 각각 두 개씩 포함하는 점에서, 전술한 실시예(도 4에 도시한 실시예)와 차이가 있다. 활성화 공정은 경우에 따라 전지를 충전하는 과정을 2회 이상 수행할 수 있으며, 이에 따라 관통구 형성 및 관통구 밀봉 과정을 2회 이상 수행해야 하는 경우가 있을 수 있다. 그래서, 도 13에 도시한 실시예의 포메이션 장치는, 피어싱부와 밀봉부를 각각 두 개씩 포함하고 있다.
한편, 두 개의 피어싱부(240, 270)는, 전지 셀(10)을 사이에 두고 전지 셀의 일측 및 타측에 각각 위치하고 있으며, 두 개의 밀봉부(250,280) 역시도 전지 셀(10)을 사이에 두고 전지 셀의 일측 및 타측에 각각 위치한다. 제 2 피어싱부(270)부가, 두 번째로 관통구를 형성할 때에는, 제 1 피어싱부(240)가 형성한 관통구 주변에 다시 관통구를 형성할 수 없으므로, 제 1 피어싱부(240)에 의해 형성된 관통구의 위치와 대향하는 위치에 관통구를 형성하기 위해, 제 2 피어싱부는(270)는 전지 셀(10)을 기준으로, 제 1 피어싱부(240)의 반대편에 위치하는 것이다. 밀봉부 역시도 피어싱부와 마찬가지의 이유로 제 1 밀봉부와 제 2 밀봉부는 전지 셀을 기준으로 상호 대향하여 위치한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 본체부의 측면도이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 본체부(110)는, 에어 공급부(113)를 더 포함하며, 상기 에어 공급부(113)는, 상기 프레임(111)의 상부에 위치하고, 프레임(111)의 내부로 연통하는 관을 통해, 프레임 내부에 공기를 공급한다. 상기 에어 공급부로부터 방출되는, 송풍 공기는, 포메이션 공정으로 인해 온도가 상승한 프레임의 내부의 공기와 섞여, 프레임 내부의 온도를 일정하게 유지하는 기능을 한다. 또한, 포메이션 공정 중 발생하는 내부 가스를 희석하는 기능도 겸한다.
또한, 상기 포메이션 본체부(110)는, 가스 배기부(114)를 더 포함하고, 상기 가스 배기부(114)는, 상기 프레임(111) 하부의 일측에 설치되고, 프레임 내부와 연통하는 관을 통해 포메이션 공정 중 발생하는 가스를 프레임의 외부로 배출한다.
하나의 구체적 예에서, 상기 가스 배기부는, 가스를 외부로 배출하는 송풍팬; 및 가스 중에 포함된 유해 물질을 흡착하는 필터를 포함한다.
위와 같은 본 발명의 포메이션 장치는, 전지 셀의 가스 포켓부가 개구된 상태에서, 포메이션 공정을 진행할 수 있고, 포메이션 공정 중 발생한 내부 가스를 자연 배기할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 전지 셀을 포메이션하는 포메이션 본체부;
    상기 포메이션 본체부에 투입되기 이전의 전지 셀이 대기하도록 마련된 로딩 버퍼부;
    포메이션 공정이 종료되어, 상기 포메이션 본체부로부터 반출된 전지 셀이 대기하도록 마련된 언로딩 버퍼부;
    상기 로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀의 가스 포켓부에 관통구를 형성하는 피어싱부; 및
    상기 언로딩 버퍼부의 일측에 위치하고, 상기 언로딩 버퍼부에 수용된 전지 셀에 형성된 관통구를 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피어싱부는,
    가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 형성하는, 피어싱 유닛;
    상기 피어싱 유닛의 일측과 결합되어, 피어싱 유닛이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 피어싱 유닛 이동 부재;
    상기 피어싱 유닛 이동 부재를 구동하는 구동부를 포함하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 피어싱 유닛은,
    가스 포켓부를 압지하는 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재;
    상기 가스 포켓부 압지 부재의 내측에 결합되어, 상기 가스 포켓부 압지 부재가 가스 포켓부를 압지하였을 때, 압지 면의 일부를 관통하여 관통구를 형성하는 피어싱 부재;
    상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재의 일측과 결합된 피어싱 유닛 본체;를 포함하고,
    상기 한 쌍의 가스 포켓부 압지 부재는, 가스 포켓부의 압지를 위해 상기 피어싱 유닛 본체 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합된 전지 셀의 포메이션 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 피어싱 유닛 이동 부재는, 일측이 상기 피어싱 유닛과 결합된 연장봉을 포함하고 있고,
    상기 연장봉은 상기 구동부에 의해 상기 로딩 버퍼부의 방향으로 길이가 연장되거나 그 반대 방향으로 길이가 단축되는, 전지 셀의 포메이션 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부는,
    가스 포켓부의 양면을 압지한 상태에서, 관통구를 밀봉하는, 밀봉 유닛;
    상기 밀봉 유닛의 일측과 결합되어, 밀봉 유닛이 전지 셀 방향으로 전진하거나 또는 그 반대 방향으로 후진하도록 하는 밀봉 유닛 이동 부재;
    상기 밀봉 유닛 이동 부재를 구동하는 구동부를 포함하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 밀봉 유닛은,
    상기 관통구 및 그 주변을 압지하는 한 쌍의 관통구 압지 부재;
    상기 한 쌍의 관통구 압지 부재의 각 내측에 결합되어, 상기 관통구 압지 부재가 관통구 및 그 주변을 압지하였을 때, 관통구 또는 그 주변을 밀봉하는 한 쌍의 밀봉 부재; 및
    상기 한 쌍의 관통구 압지 부재의 일측과 결합된 밀봉 유닛 본체를 포함하고,
    상기 한 쌍의 관통구 압지 부재는, 관통구의 압지를 위해 상기 밀봉 유닛 본체 상에서 슬라이딩 이동 가능하도록 결합된 전지 셀의 포메이션 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는, 한 쌍의 실링 툴을 포함하고,
    상기 실링 툴은, 관통구 주변을 열압착하여, 파우치를 융착하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 밀봉 유닛 이동 부재는, 일측이 상기 밀봉 유닛과 결합된 연장봉을 포함하고 있고,
    상기 연장봉은 상기 구동부에 의해 상기 언로딩 버퍼부 방향으로 길이가 연장되거나, 그 반대 방향으로 길이가 단축되는, 전지 셀의 포메이션 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 로딩 버퍼부 및 언로딩 버퍼부는 각각,
    전지 셀을 이송하는 이송부; 및
    다수의 전지 셀이 세워진 상태로 배열되도록 상기 전지 셀의 이송 방향을 따라 일정한 간격으로 설치된 다수의 정렬 가이드 부재; 를 포함하고,
    상기 정렬 가이드 부재들의 이격 공간 내에, 하나의 전지 셀이 수용되는 전지 셀의 포메이션 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 포메이션 본체부는,
    다수의 전지 셀을 수용하는 프레임;
    전지 셀을 충방전하는 충방전부; 및
    전지 셀을 가압하는 가압 지그를 포함하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 포메이션 본체부는, 에어 공급부를 더 포함하며, 상기 에어 공급부는, 상기 프레임의 상부에 위치하고, 프레임의 내부로 연통하는 관을 통해, 프레임 내부에 공기를 공급하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 포메이션 본체부는, 가스 배기부를 더 포함하고, 상기 가스 배기부는, 상기 프레임 하부의 일측에 설치되고, 프레임 내부와 연통하는 관을 통해 포메이션 공정 중 발생하는 가스를 프레임의 외부로 배출하는 전지 셀의 포메이션 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 가스 배기부는,
    가스를 외부로 배출하는 송풍팬; 및
    가스 중에 포함된 유해 물질을 흡착하는 필터를 포함하는 포메이션 장치.
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