WO2024035014A1 - 전지 셀 검사 장치 - Google Patents

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WO2024035014A1
WO2024035014A1 PCT/KR2023/011486 KR2023011486W WO2024035014A1 WO 2024035014 A1 WO2024035014 A1 WO 2024035014A1 KR 2023011486 W KR2023011486 W KR 2023011486W WO 2024035014 A1 WO2024035014 A1 WO 2024035014A1
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WO
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battery cell
support member
paragraph
push
pressure plates
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/011486
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김재경
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230101240A external-priority patent/KR20240020680A/ko
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell inspection device, and more specifically, to a battery cell inspection device for preventing battery cells mounted on the inspection device from being biased toward one side.
  • the battery cell After the electrode manufacturing and assembly process is completed, in order to inspect the battery cell, the battery cell must be properly mounted on an inspection device. That is, the electrode lead of the battery cell must be placed in contact with the conductive part of the inspection device so that the two are electrically connected, and this electrical connection must be maintained while charging and discharging for inspection is in progress.
  • a battery cell inspection device generally includes a plurality of pressure plates to fix the battery cells.
  • a pouch-type battery cell is sandwiched between a pair of pressure plates and pressure is applied from both sides, while leakage current is measured through the battery cell leads.
  • FIG 10 schematically shows a battery cell inspection device 10 according to the prior art.
  • the center of gravity is biased to one side, or for other process reasons, etc. There may be cases where the battery cell 1 is biased to one side for various reasons.
  • the gripper 13 touches an area other than the area it was originally intended to grip, causing problems such as damage to the battery cell 1 or, in some cases, damage to the battery cell 1. .
  • the terrace portion 1b (see Figure 1) of the battery cell 1 may be folded depending on the case. It may be possible. In particular, since a plurality of electrode tabs and/or electrode leads pass through the terrace portion, disconnection may occur due to folding of the terrace portion. Since this can cause serious problems in the operation of the battery cell 1, when the battery cell 1 is mounted in an inspection device to measure leakage current, a method to improve the above problems is needed.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a battery cell inspection device to prevent battery cells mounted on the inspection device from being biased toward one side.
  • a battery cell inspection device includes pressure plates that pressurize a battery cell, a support member disposed between opposing surfaces of the pressure plates and on which the battery cell is mounted, and a grip member that grips the battery cell. It may include a gripper that can be moved, and a push member that can protrude from at least one of the pressure plates toward the support member and pushes the support member.
  • the push member may include a bar having a shape that protrudes toward the support member from at least one of the surfaces facing each other of the pressure plates, and a head portion located at one end of the bar and pushing the support member. .
  • the push member protrudes toward the support member and retracts toward the pressure plate between at least one of the opposing surfaces of the pressure plates and the support member to prevent the mounted battery cell from tilting in one direction. You can.
  • the push member may already protrude from the pressing plate before the battery cell is mounted on the supporting member, or may protrude from the pressing plate simultaneously with or subsequently after the battery cell is mounted on the supporting member.
  • the push member While inspecting the battery cell, the push member may push the pressure plate in a protruding state.
  • the push member may be positioned on an upper portion of at least one of the surfaces of the pressure plates facing each other.
  • the support member may include a mounting part on which a battery cell is mounted and a fixing part fixed to the pressure plates.
  • the mounting portion of the supporting member may be V-shaped or U-shaped, and the fixing portion of the supporting member may extend from both ends of the mounting portion and be fixed to the upper ends of each of the pressing plates.
  • Both ends of the support member may be respectively fixed to the pressure plates, and the support member may be folded or bent between both fixing parts, so that the battery cell may be mounted on the support member.
  • It may further include a buffering member provided on each of the pressing plates facing each other.
  • the cushioning member may be the urethane pad.
  • the battery cell may have a body protruding in one direction, and the push member may be provided on a pressure plate toward which the protruding body of the battery cell faces.
  • the battery cell may have a main body protruding in both directions, and the push members may be provided on surfaces of the pressing plates facing each other.
  • the push member may be made of stainless steel, and the support member may be made of paper or plastic.
  • a battery cell inspection method includes the steps of gripping a battery cell with a gripper, mounting the battery cell gripped with the gripper on a support member between pressure plates facing each other, and placing the pressure plates on the support member. moving the battery cell toward the battery cell, and inspecting the battery cell while pressing the battery cell with the pressure plates, wherein a push member protrudes from the pressure plate to prevent the mounted battery cell from tilting. It may be characterized by pushing the support member.
  • the step of mounting the battery cell gripped by the gripper on the support member includes lowering the battery cell gripped by the gripper onto the support member, and the push member is configured to cause the battery cell to be mounted on the support member. It may already protrude from the pressing plate before, or it may protrude from the pressing plate at the same time or subsequently after the battery cell is mounted on the support member.
  • the protruding push member may push the pressure plate.
  • the extent to which the push member moves back toward the pressure plate to push the support member can be adjusted.
  • the state in which the gripper grips the battery cell may be maintained.
  • the method may include removing the gripper by releasing the grip of the battery cell.
  • a push member when mounting a battery cell on a support member provided between pressure plates, a push member is provided that protrudes from the inner surface of at least one pressure plate toward the support member, so that the battery cell placed on the support member can be pushed to one side. It is possible to prevent the battery from being tilted to one side, prevent damage to the battery cell that may occur as a result, and facilitate the movement of the battery cell.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a battery cell by way of example.
  • Figure 2 shows a battery cell inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a battery cell inspection device according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 to 9 exemplarily illustrate each step in the method of inspecting a battery cell in the battery cell inspection device of FIG. 2.
  • Figure 10 shows a battery cell inspection device according to the prior art.
  • FIG. 11 shows a case where a mark occurs on a battery cell in the battery cell inspection device of FIG. 10 .
  • the battery cell 1 is a diagram illustrating a battery cell 1 by way of example, and is a diagram showing a pouch-type battery cell having a main body protruding in one direction.
  • the battery cell 1 may be mounted on the battery cell inspection device 100 (see FIG. 2) according to the present invention, and the inspection process may proceed.
  • the battery cell 1 includes a main body 1a, a terrace portion 1b, and an electrode lead 1c.
  • the terrace portion 1b of the battery cell 1 is an edge portion of the heat-sealed pouch exterior material and refers to the portion where the electrode lead 1c exits.
  • battery cells that can be inspected by the battery cell inspection device 100 are not limited to pouch-shaped battery cells, and can also be applied to square and circular battery cells.
  • Figure 2 is a perspective view showing a battery cell inspection device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery cell inspection device 100 can be mainly used to test the performance of the battery cell in a conversion process after assembly of the battery cell is completed.
  • the battery cell inspection device 100 may be a device that checks leakage current of the battery cell 1 by applying high voltage, and may be, for example, a high press current direction (HPCD) device.
  • HPCD high press current direction
  • the battery cell inspection device 100 is used when the battery cell 1 is mounted on the support member 120 between the pressure plates 110 with a bias to one side. , by using the push member 140, the problem of folding of the terrace portion 1b due to the bias of the cell center of gravity is prevented and the battery cell 1 can be more easily gripped. It also makes it easier to move.
  • the battery cell inspection device 100 according to the present invention may be applied, for example, to mounting and inspecting a battery cell 1 having a shape such that the main body 1a protrudes in one direction. .
  • the battery cell inspection device 100 includes a plurality of pressure plates 110, a support member 120, a gripper 130, a push member 140, and a buffer member 150. Includes.
  • the plurality of pressure plates 110 may be, for example, a pair of pressure plates 110, and the pair of pressure plates 110 may be arranged in parallel, face each other, and be spaced apart by a predetermined distance.
  • One battery cell 1 may be inserted into the space between the pair of pressure plates 110.
  • swelling may occur due to expansion of the positive and negative plates or gas generation, and the pressure plates (110) pressurize the battery cell (1) to prevent swelling. It plays a role.
  • each of the 36 battery cells 1 may be placed and pressed between each of the 36 pairs of plates 110.
  • the pressing plates 110 perform an operation of pressurizing or depressurizing the body 1a of the battery cell 1. It may be desirable for these pressure plates 110 to be made of a metal material with high mechanical rigidity so that they do not deform at high temperatures and pressures, but the scope of the present invention should not be limited to the pressure plates 110 made of metal. .
  • the pressure plate 110 may be made of stainless steel, reinforced plastic, reinforced ceramic, or reinforced glass.
  • One battery cell 1 may be inserted into the space between the pressure plates 110. Additionally, a support member 120 may be provided between the pressing plates 110 to support the inserted battery cell 1 at a constant height.
  • the support member 120 may be, for example, a slip sheet 120 and may be made of, for example, paper or thin plastic.
  • the support member 120 includes a mounting portion on which the battery cell 1 is mounted and a fixing portion fixed to the pressure plates 110 .
  • the mounting portion is formed by folding or bending the support member 120 to form a concave shape, for example, a V-shape or a U-shape, and includes a fixing portion that extends from both ends of the mounting portion and is fixed to the top of each of the pressure plates. It can be included.
  • One end of the support member 120 may be fixed to one of the pressure plates 110, and the other end of the support member 120 may be fixed to another one of the pressure plates 110, and the support member 120
  • the support member 120 is folded between the fixing parts on both sides of the pressure plate 110, so that the battery cell 1 can be mounted.
  • the support member 120 has an open shape in each of the forward and backward directions on the paper of FIG. 2, and the electrode lead of the battery cell 1 is open in both directions of the opening of the support member 120. (1c) can be placed facing.
  • the gripper 130 can grip the battery cell 1 to mount the battery cell 1 on the support member 120 and detach the battery cell 1 from the support member 120 again.
  • the gripper 130 can grip the sealing portion of the edge of the main body of the battery cell 1 or, in some cases, the terrace portion. This is to minimize damage to the battery cell 1 by gripping the main body portion of the battery cell 1 with the electrode assembly built-in.
  • the gripper 130 may be composed of one gripper per battery cell 1 and may be structured to hold a portion of the battery cell 1, such as the terrace portion, or may be composed of a pair on both sides of the battery cell 1.
  • the gripper 130 may be, for example, in the shape of a pincer, but any gripper commonly used in the battery manufacturing process may be used, as long as it is capable of gripping the battery cell 1 and is suitable for the environment to which the present invention is applied. It can be implemented in various shapes and structures to suit.
  • the gripper 130 may be removed from the space between the pressure plates 110 after inserting the battery cell 1 into the support member 120 and before pressing the battery cell 1 with the pressure plates 110.
  • various modifications and changes are possible in various environments in which the present invention is implemented, such as continuing to hold the battery cell 1 even while pressing the battery cell 1.
  • the battery cell inspection device 100 further includes a push member 140 that prevents the battery cell 1 mounted on the support member 120 from being biased.
  • the push member 140 is provided between the inner surface of at least one plate 110 among the plurality of pressing plates 110 and the support member 120. That is, the push member 140 is provided between the support member 120 and at least one of the opposing surfaces of the plurality of pressure plates 110.
  • the push member 140 may include a bar 141 that protrudes from the pressure plate 110 toward the support member 120 and a head portion 142 located at one end of the bar 141. .
  • the shape of the head portion 142 may be spherical, as shown in FIG. 2, or may be plate-shaped, and the present invention is not limited to what is shown, and may be modified to suit various environments in which the present invention is implemented. Change is possible. Likewise, the bar 141 and the head portion 142 of the push member 140 may be formed separately and can be coupled, or the bar 141 and the head portion 142 may be formed integrally, in various ways. Transformation and change are possible. All or part of the bar 141 of the push member 140 is inside the push member mounting portion 111 of the pressure plate 110, and when the push member 140 needs to push the pressure plate 110, the pressure plate 110 (110) It may be something that protrudes outward.
  • the push member 140 should push the pressure plate 110. When doing so, it may protrude out of the pressure plate 110.
  • the material of the push member 140 may be, for example, rigid plastic or metal (eg, stainless steel).
  • the push member 140 may protrude from the pressure plate 110 toward the support member 130 and then return to its original state toward the pressure plate 110 .
  • the degree to which the push member 140 protrudes toward the support member 130 and/or the degree to which it enters the pressure plate 110 may be finely adjusted.
  • the push member 140 may be provided on the upper side of the inner surface of one of the pair of pressure plates 110.
  • the present invention is not limited to what is shown, and the push member 140 may be provided in the middle or lower part of the pressure plate 110.
  • the other end of the push member 140 may be attached to the inner surface of the pressure plate 110, or a concave portion may be placed inside the pressure plate 110 and the other end of the push member 140 may be inserted.
  • the push member 140 may be provided to penetrate the pressing plate 110. Additionally, various modifications and changes are possible, such as the other end of the push member 140 being coupled to a component other than the pressing plate 110.
  • any one pressure plate 110 may be inclined toward At this time, among the pair of pressure plates 110, a push member (that is, the pressure plate facing the main body 1a of the battery cell 1) is applied to the pressure plate 110 on the side where the battery cell 1 is inclined. 140) is provided to correct bias of the battery cell (1).
  • a spring member (not shown) may be mounted on the end of the bar 141 of the push member 140 in the push member mounting portion 111. Before the push member 140 protrudes toward the support member 130, the spring member may be compressed and the push member 140 may be locked by being caught on the push member mounting portion 111 by a locking member (not shown) or the like. When the locking member is unlocked, the push member 140 may protrude toward the support member 130 due to the elastic force of the spring member.
  • a small motor capable of controlling and moving the bar 141 of the push member 140 is mounted on the push member mounting portion 111 or is mounted outside the push member mounting portion 111 to control the bar 141 of the push member 140. It can also be connected to (141).
  • the push member 140 may be connected to a pneumatic cylinder (not shown), and various methods may be applied for the reciprocating movement of the push member 140.
  • the push member 140 protrudes a predetermined distance from the pressure plate 110 toward the support member 120 so as to push the support member 120, and then, for example, to pull the battery cell 1 out of the support member 120. In this case, it may enter the pressure plate 110 at a predetermined distance in the opposite direction again.
  • the push member 140 including the head portion 142 may reciprocate in a direction perpendicular to the surfaces of the plurality of pressure plates 110 facing each other.
  • the buffer member 150 is used to prevent the battery cell 1 from being damaged when it directly touches the metal pressure plate 110, and is located on the inner surfaces of the pair of pressure plates 110 facing each other. It can be provided in . That is, a pair of buffering members 150 are provided between a pair of pressure plates 110, a support member 120 is provided between the pair of buffer members 150, and a support member 120 is provided on the support member 120.
  • the battery cell 1 may be mounted on.
  • a buffer member 150 being provided not only between the pair of pressure plates 110 but also on the outer surface of each pressure plate 110.
  • a plurality of (n+1, n is a natural number) pressure plates 110 are arranged in parallel along one direction, and a plurality of (n) pressure plates 110 are arranged between the plurality of pressure plates 110, where n is a natural number.
  • a plurality of battery cells 1 (n, where n is a natural number) are placed on a support member 120 (a natural number), and then the plurality of pressurizing plates 110 can be moved at the same time to pressurize the battery cells 1.
  • the cushioning member 150 may be in the shape of a pad that covers part or all of one surface of the pressure plate 110, but the present invention is not limited to this, and when the battery cell 1 and the pressure plate 110 come into contact, the battery cell 1 ) Any shape or structure that can prevent the battery cell 1 from being damaged due to excessive pressure or impact is sufficient. Additionally, the cushioning member 150 may be, for example, a urethane pad.
  • the battery cell inspection device 100 further includes an inspection unit (not shown) that may be integrated internally or may be remotely accessed from the outside, on the support member 120 between the pressure plates 110. It is electrically connected to the electrode lead 1c of the placed battery cell 1, and the leakage current of the battery cell 1 is measured.
  • an inspection unit (not shown) that may be integrated internally or may be remotely accessed from the outside, on the support member 120 between the pressure plates 110. It is electrically connected to the electrode lead 1c of the placed battery cell 1, and the leakage current of the battery cell 1 is measured.
  • FIG. 3 shows a modified example of the battery cell inspection device 100 of FIG. 2.
  • the battery cell inspection device 100' of FIG. 3 includes push members 140 on both pressure plates 110 for each battery cell 1.
  • the bias of the battery cell 1 may be corrected by allowing push members 140 on both sides of the pressure plates 110 to push the support member 120 from both sides.
  • the battery cell inspection device 100' of FIG. 3 can also be applied to inspect the battery cell 1 in the form of a one-cup cell as shown in FIGS. 1 and 2, or when the main body 1a is tilted on both sides. It can also be applied to inspection by mounting a protruding double-cup cell type battery cell (not shown). Other details and components are described in the same manner as those described above in FIG. 2 .
  • the battery cell 1 is gripped with the gripper 130 (S110).
  • the sealing portion of the edge of the battery cell 1 for example, the sealing portion of a pouch
  • the terrace portion of the battery cell 1 may be gripped with the tongs of the gripper 130.
  • the battery cell 1 gripped by the gripper 130 is placed on the support member 120 provided within the pair of pressure plates 110.
  • the battery cell 1 gripped by the gripper 130 is mounted on the support member 120 provided within the pair of pressure plates 110 (S120).
  • step S10 the battery cell 1 gripped by the gripper 130 can be lowered into the support member 120 in the direction of the arrow (S121) and mounted.
  • the battery cell 1 gripped by the gripper 130 may remain as is, while the pair of pressure plate 110 and the support member 120 may rise toward the battery cell 1, Alternatively, a combination of both lowering the battery cell 1 with the gripper 130 and raising the pressure plate 110 and the support member 120 is also possible.
  • the push member 140 protrudes toward the support member 120 to push the support member 120.
  • (Support) can (S122).
  • the push member 140 may protrude toward the support member 120 to push (support) the support member 120. It may be possible. This may be a case in which the degree to which the push member 140 protrudes is predetermined so that the battery cell 1 can be erected vertically without being tilted, that is, (upright, vertically aligned). Alternatively, as shown in FIG.
  • the battery cell 1 is mounted on the support member 120 and simultaneously or subsequently, the push member 140 protrudes toward the support member 120 to push (support) the support member 120. )You may. This may be done by finely adjusting the extent to which the push member 140 protrudes until the battery cell 1 mounted on the support member 120 is upright (vertically aligned) without being tilted. Or, in some cases, it may be a combination of both the former and the latter.
  • the battery cell 1 mounted on the support member 120 moves a pair of pressure plates 110 toward the battery cell 1 (S130).
  • step S130 the battery cell 1 is gripped by the gripper 130 to prevent the battery cell 1 from sliding within the support member 120 (S131).
  • the grip on the battery cell 1 with the gripper 130 is released to remove the gripper 130 from the battery cell 1 ( S132)
  • Various modifications and changes are possible.
  • step S130 as the pair of pressure plates 110 move to the battery cell 1, the push member 140 that protruded may be finely (adjusted) re-entered toward the pressure plate 110. There is (S133). If the gap between the pair of pressure plates 110 is long, the push member 140 may protrude, allowing the battery cell 1 to stand upright (vertically aligned) while pushing (supporting) the support member 120. there is. However, when the gap between the pair of pressure plates 110 gradually narrows and the battery cell 1 is pressed as described later, even if the support member 120 is not pushed (supported) by the push member 140. , This is because the battery cell 1 may be able to stand upright (vertically aligned).
  • step S133 may not be performed.
  • step S133 may not be performed.
  • step S133 may not be performed.
  • step S133 may not be performed.
  • step S133 may not be performed.
  • step S133 may not be performed.
  • the battery cell (1) When pressing the battery cell (1) with a pair of pressure plates (110), if the battery cell (1) is pressed too tightly, swelling may occur in the battery cell (1), causing damage to the battery cell (1). may result in Accordingly, even when the battery cell 1 is pressed with the pair of pressure plates 110, a certain amount of space remains between the support member 120 and the battery cell 1, so the push member 140 still protrudes. There may be cases where the support member 120 must be pushed (supported). Alternatively, this is because even if the push member 140 protrudes due to the step between the pressure plate 110 and the buffer member 150, it may not interfere with the pressing of the battery cell 1.
  • the battery cell 1 sandwiched between the pair of pressure plates 110 is pressed (S140).
  • 8 shows a case where the battery cell 1 is pressed while the battery cell 1 is being gripped by the gripper 130.
  • the grip on the battery cell 1 with the gripper 130 is released, the gripper 130 is removed from the battery cell 1, and then the battery cell 1 is pressed. A case is shown.
  • step S140 the battery cell 1 can be inspected by connecting an inspection unit (not shown) while pressurizing the battery cell 1.
  • an inspection unit not shown
  • the battery cell 1 can be inspected by connecting an inspection unit (not shown) while pressurizing the battery cell 1.
  • buffering members 150 are provided on the surfaces of the pair of pressure plates 110 facing each other, so that the pressure plate 110 is moved toward the battery cell 1 to press the battery cell 1. Even if (1) is pressurized, the risk of damage to the battery cell (1) can be prevented.
  • the pair of pressure plates 110 are moved in the opposite direction as shown by the arrow in FIG. 7.
  • the battery cell 1 is removed from the support member 120 by moving the battery cell 1 in the opposite direction as shown by the arrow in FIG. 5 using the gripper 130. Since the details are opposite to those described above in FIGS. 4 to 9, the description is omitted.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치는, 전지 셀을 가압하는 가압 플레이트들, 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면 사이에 배치되고 상기 전지 셀이 위에 장착되는 받침 부재, 상기 전지 셀을 그립하여 이동시킬 수 있는 그리퍼, 및 상기 가압 플레이트들 중 적어도 하나로부터 상기 받침 부재 쪽으로 돌출가능하여, 상기 받침 부재를 푸시하는 푸시(push) 부재를 포함한다.

Description

전지 셀 검사 장치
본 발명은 전지 셀 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 검사 장치에 장착되는 전지 셀이 어느 한 쪽으로 치우치는 것을 방지하기 위한 전지 셀 검사 장치에 관한 것이다.
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2022년 8월 8일자 한국 특허 출원 제10-2022-0098625호 및 2023년 8월 2일자 한국 특허 출원 제10-2023-0101240에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
최근, 대기 오염이나 지구 온난화에 대처하기 위해, 이산화탄소량의 저감이 절실히 요망되고 있다. 자동차 업계에서는, 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 도입에 의한 이산화탄소 배출량의 저감에 기대가 모아지고 있고, 이들의 실용화를 위해 이차 전지의 개발 및 상업화가 활발히 진행되고 있다.
전극 제조 및 조립 공정이 완료된 후에, 전지 셀을 검사하기 위해서는 전지 셀이 검사 장치에 제대로 장착되어야 한다. 즉, 전지 셀의 전극 리드가 검사 장치의 도전부에 접하도록 배치되어 양자가 전기적으로 연결되어야 하고, 검사를 위한 충방전이 진행되는 동안에 이러한 전기적 연결 상태가 유지되어야 한다.
이를 위해 전지 셀 검사 장치는 전지 셀을 고정하기 위한 복수 개의 가압 플레이트를 구비하는 것이 일반적이다. 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 파우치형 전지 셀을 끼우고 양측에서 압력을 가하면서, 전지 셀의 리드를 통해 누설 전류를 측정한다.
도 10은 종래 기술에 따른 전지 셀 검사 장치(10)를 개략적으로 도시한다. 종래 기술에 따른 검사 장치(10)에서, 전지 셀(1)을 가압 플레이트(11)들 사이의 받침 부재(12)에 장착할 때, 무게중심이 어느 한 쪽으로 편중되거나, 그 밖의 공정 상의 이유 등 다양한 원인으로 전지 셀(1)이 한 쪽으로 치우쳐지는 경우가 있을 수 있다.
이 때, 도 11에 도시된 바와 같이, 그리퍼(13)로 전지 셀(1)을 그립하여 가압 플레이트(11)들 밖으로 꺼내어 이동시키려고 하는 경우 전지 셀(1)을 제대로 그립하지 못하는 경우가 발생할 수도 있다. 그에 따라, 그리퍼(13)가 원래 그립하려고 하던 부위가 아닌 다른 부위에 닿아 전지 셀(1)에 찍힘이 발생하거나 경우에 따라서는 전지 셀(1)이 파손될 우려가 있는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
또는, 한 쪽으로 치우쳐지진 전지 셀(1)을 전지 셀(1) 상부에 그리퍼(13)로 잡고 있으면 경우에 따라서는 전지 셀(1)의 테라스부(1b, 도 1 참조)가 접히는 경우가 있을 수도 있다. 특히, 테라스부에는 복수의 전극 탭 및/또는 전극 리드가 지나가는 부분이므로, 테라스부 접힘으로 인해 단선이 발생하는 경우가 있을 수 있다. 이는 전지 셀(1)의 작동에 심각한 문제들을 유발할 수 있기 때문에 전지 셀(1)을 검사 장치 내에 장착하여 누설 전류를 측정하는 경우에, 위와 같은 문제점들을 개선할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 검사 장치에 장착되는 전지 셀이 어느 한 쪽으로 치우치는 것을 방지하기 위한 전지 셀 검사 장치를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치는, 전지 셀을 가압하는 가압 플레이트들, 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면 사이에 배치되고 상기 전지 셀이 위에 장착되는 받침 부재, 상기 전지 셀을 그립하여 이동시킬 수 있는 그리퍼, 및 상기 가압 플레이트들 중 적어도 하나로부터 상기 받침 부재 쪽으로 돌출가능하여, 상기 받침 부재를 푸시하는 푸시(push) 부재를 포함할 수 있다.
상기 푸시 부재는, 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 적어도 일면으로부터 상기 받침 부재 쪽으로 돌출되는 형상의 바(Bar), 및 상기 바의 일단에 위치하고, 상기 받침 부재를 푸시하는 헤드부를 포함할 수 있다.
상기 푸시 부재는 상기 장착되는 전지 셀이 일 방향으로 기울어지는 것을 방지하도록, 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 상기 적어도 일면과 상기 받침 부재 사이에서, 상기 받침 부재 쪽으로 돌출되고 상기 가압 플레이트 쪽으로 다시 들어갈 수 있다.
상기 푸시 부재는, 상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착되기 전에 이미 상기 가압 플레이트로부터 돌출되거나, 상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착됨과 동시에 또는 후속하여 상기 가압 플레이트로부터 돌출될 수 있다.
상기 전지 셀을 검사하는 동안에, 상기 푸시 부재는 돌출된 상태로 상기 가압 플레이트를 푸시할 수 있다.
상기 푸시 부재는 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 상기 적어도 일면의 상부에 위치할 수 있다.
상기 받침 부재는 전지 셀이 장착되는 장착부와 상기 가압 플레이트들에 고정되는 고정부를 포함할 수 있다.
상기 받침 부재의 상기 장착부는 V자 또는 U자 형상이고, 상기 받침 부재의 상기 고정부는, 상기 장착부의 양 끝단으로부터 각각 연장되어 상기 가압 플레이트들의 각각의 상단에 고정될 수 있다.
상기 받침 부재의 양단은 상기 가압 플레이트들에 각각 고정될 수 있고, 양쪽 고정부 사이에서 상기 받침 부재가 접히거나 벤딩되어, 상기 받침 부재 상에 상기 전지 셀이 장착될 수 있다.
상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면에 각각 구비되는 완충 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 완충 부재는 상기 우레탄 패드일 수 있다.
상기 전지 셀은 일 방향으로 돌출된 본체를 갖고, 상기 푸시 부재는 상기 전지 셀의 상기 돌출된 본체가 향하는 가압 플레이트에 구비될 수 있다.
상기 전지 셀은 양 방향으로 돌출된 본체를 갖고, 상기 푸시 부재는 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면에 각각 구비될 수 있다.
상기 푸시 부재는 스테인리스 스틸로 이루어지고, 상기 받침 부재는 종이 또는 플라스틱으로 이루어 질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 방법은, 전지 셀을 그리퍼로 그립하는 단계, 그리퍼로 그립한 전지 셀을 서로 마주보는 가압 플레이트들 사이의 받침 부재 위에 장착하는 단계, 상기 가압 플레이트들을 상기 전지 셀 쪽으로 이동시키는 단계, 및 상기 가압 플레이트들로 상기 전지 셀을 가압하면서 상기 전지 셀을 검사하는 단계를 포함하고, 상기 장착된 전지 셀이 기울어지는 것을 방지하도록 푸시 부재가 상기 가압 플레이트로부터 돌출되어 상기 받침 부재를 푸시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 그리퍼로 그립한 전지 셀을 받침 부재 위에 장착하는 단계는, 상기 그리퍼로 그립한 전지 셀을 상기 받침 부재 위로 하강시키는 단계를 포함하고, 상기 푸시 부재는, 상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착되기 전에 이미 상기 가압 플레이트로부터 돌출되거나, 상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착됨과 동시에 또는 후속하여 상기 가압 플레이트로부터 돌출될 수 있다.
상기 전지 셀을 검사하는 단계 동안에, 상기 돌출된 푸시 부재는 상기 가압 플레이트를 푸시할 수 있다.
상기 가압 플레이트들을 상기 전지 셀 쪽으로 이동시키는 단계 및 상기 가압 플레이트들로 상기 전지 셀을 가압하면서 상기 전지 셀을 검사하는 단계에서, 상기 푸시 부재가 상기 가압 플레이트 쪽으로 다시 이동하여 상기 받침 부재를 푸시하는 정도가 조절될 수 있다.
상기 전지 셀을 검사하는 단계 동안에, 상기 그리퍼가 상기 전지 셀을 그립하는 상태가 그대로 유지될 수 있다.
상기 전지 셀을 검사하는 단계 전에, 상기 전지 셀의 그립을 해제하여 상기 그리퍼를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압 플레이트들 사이에 마련된 받침 부재에 전지 셀을 장착할 때에, 적어도 하나의 가압 플레이트의 안쪽면으로부터 받침 부재 쪽으로 돌출되는 푸시 부재를 구비함으로써, 받침 부재에 놓인 전지 셀이 어느 한 쪽으로 치우쳐지는 것을 방지할 수 있고 그로 인하여 발생할 수 있는 전지 셀의 손상을 방지하고 전지 셀의 이동을 용이하도록 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 전지 셀을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치를 도시한다.
도 4 내지 도 9는 도 2의 전지 셀 검사 장치에서 전지 셀을 검사하는 방법에서 각각의 단계를 예시적으로 설명한다.
도 10는 종래 기술에 따른 전지 셀 검사 장치를 도시한다.
도 11은 도 10의 전지 셀 검사 장치에서 전지 셀에 찍힘이 발생하는 경우를 도시한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 설명한 것 외에 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 발명의 범위는 여기에서 설명하는 실시예들에 의해 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 확대하거나 축소하여 나타낸 것이므로, 본 발명의 내용이 도시된 바에 한정되지 않음은 자명하다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 전지 셀(1)을 예시적으로 도시한 도면으로서, 일 방향으로 돌출된 본체를 갖는 파우치형 전지 셀을 도시한 도면이다. 전지 셀(1)은 본 발명에 따른 전지 셀 검사 장치(100, 도 2 참조)에 장착되어, 검사 과정이 진행될 수 있다. 전지 셀(1)은 본체(1a), 테라스부(1b), 전극 리드(1c)를 포함한다. 전지 셀(1)의 테라스부(1b)는 열융착된 파우치 외장재의 테두리 부분으로서 전극 리드(1c)가 빠져나오는 부분을 지칭한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)에서 검사할 수 있는 전지 셀은, 파우치형 전지 셀에 한정되지 않고 각형, 원형의 전지 셀에서도 적용 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)는 전지 셀의 조립이 완료된 후 화성 공정에서 전지 셀의 성능 테스트에 주로 사용될 수 있다. 전지 셀 검사 장치(100)는 고압을 가하여 전지 셀(1)의 누설 전류를 확인하는 장치일 수 있고, 예를 들어 HPCD(high press current direction) 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)는 후술하는 바와 같이, 가압 플레이트(110)들 사이의 받침 부재(120)에 전지 셀(1)이 어느 한 쪽으로 치우쳐져 장착되는 경우에, 푸시 부재(140)를 사용함으로써, 셀 무게중심의 편중으로 인한 테라스부(1b)의 접힘 문제를 방지하고, 보다 용이하게 전지 셀(1)을 그립할 수 있도록 하는 한편, 전지 셀(1)의 이동도 보다 용이하게 할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 전지 셀 검사 장치(100)는, 예를 들어, 본체(1a)가 일 방향으로 돌출된 본체(1a)를 갖는 형상의 전지 셀(1)을 장착하여 검사하는 경우에 적용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)는 복수 개의 가압 플레이트(110)들, 받침 부재(120), 그리퍼(130), 푸시(push) 부재(140), 완충 부재(150)를 포함한다.
복수 개의 가압 플레이트(110)들은 예를 들어 한 쌍의 가압 플레이트(110)들일 수 있고, 한 쌍의 가압 플레이트(110)들은 평행하게 배치되어 서로 마주보고 소정의 거리로 이격하여 배치될 수 있다. 한 쌍의 가압 플레이트(110)들 사이의 이격 공간에는 하나의 전지 셀(1)이 삽입될 수 있다. 전지 셀(1)의 검사 과정에서 양극판과 음극판의 팽창 또는 가스 발생으로 인해 부풀어 오르는 스웰링(swelling)이 발생할 수 있는데, 가압 플레이트(110)들은 전지 셀(1)을 가압하여 스웰링을 막아주는 역할을 한다.
도 2에서는 한 쌍의 플레이트(110)들만 도시되었으나, 예를 들어 36개의 전지 셀(1) 각각이 36개의 쌍의 플레이트(110)들 각각의 사이에 배치되어 가압될 수도 있다.
가압 플레이트(110)들은 전지 셀(1)의 바디(1a)를 가압하거나 가압 해제하는 동작을 수행하게 된다. 이러한 가압 플레이트(110)들은 고온과 고압에도 변형이 없도록 기계적 강성이 높은 금속 재질로 마련되는 것이 바람직할 수 있지만, 본 발명의 권리범위가 금속 재질의 가압 플레이트(110)들로 한정되어야 하는 것은 아니다. 가압 플레이트(110)는 예를 들어, 스테인리스 스틸로 제작될 수도 있고, 강화 플라스틱, 강화 세라믹 또는 강화 유리 등으로 제작될 수도 있다.
가압 플레이트(110)들 사이의 이격 공간에는 하나의 전지 셀(1)이 삽입될 수 있다. 또한, 삽입된 전지 셀(1)이 일정한 높이로 떠받히도록 가압 플레이트(110)들 사이에 받침 부재(120)가 구비될 수 있다. 받침 부재(120)는 예를 들어 간지(120)일 수 있고, 예를 들어 종이나 얇은 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.
받침 부재(120)는 전지 셀(1)이 장착되는 장착부와 가압 플레이트들(110)에 고정되는 고정부를 포함한다. 장착부는 받침 부재(120)가 접히거나 벤딩되어 오목한 형상을 이루고, 예를 들어 V자 형상이거나 U자 형상을 이루고, 장착부의 양 끝단으로부터 각각 연장되어 가압 플레이트들의 각각의 상단에 고정되는 고정부를 포함할 수 있다.
받침 부재(120)의 일단은 가압 플레이트(110)들 중 하나에 고정될 수 있고, 받침 부재(120)의 타단은 가압 플레이트(110)들 중 다른 하나에 고정될 수 있고, 받침 부재(120)와 가압 플레이트(110)들과의 양쪽 고정부들 사이에서 받침 부재(120)가 접혀서, 전지 셀(1)이 장착될 수 있다. 이 때, 도 2의 지면에서 앞으로 향하는 방향과 뒤로 향하는 방향 각각으로는 받침 부재(120)가 개구된 형상을 가지고, 받침 부재(120)의 개구된 양 방향으로는 전지 셀(1)의 전극 리드(1c)가 향하게 놓일 수 있다.
그리퍼(130)는 전지 셀(1)을 그립하여 받침 부재(120)로 전지 셀(1)을 장착할 수 있고 다시 전지 셀(1)을 받침 부재(120)로부터 탈착할 수 있다. 예를 들어, 파우치형 전지 셀(1)의 경우, 그리퍼(130)로 전지 셀(1)의 본체 가장자리의 실링부나 경우에 따라서는 테라스부를 그립할 수 있다. 전극 조립체가 내장된 전지 셀(1)의 본체 부분을 그립하여 전지 셀(1)의 손상이 발생하는 것을 최소화하기 위함이다. 그리퍼(130)는 하나의 전지 셀(1)당 한 개의 그리퍼로 이루어져 전지 셀(1)의 테라스부와 같이 일부분을 붙잡는 구조일 수도 있고, 아니면 한 쌍으로 구성되어 전지 셀(1)의 양쪽의 실링부 또는 양쪽의 테라스부를 붙잡는 구조일 수도 있는 등, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에서 다양하게 변형, 변경이 가능하다. 그리퍼(130)는 예를 들어 집게 형상일 수도 있지만, 전지 제조 공정에서 통상적으로 사용되는 그리퍼를 채용할 수도 있는 등, 전지 셀(1)을 그립할 수 있는 것이면 충분하고 본 발명이 적용되는 환경에 맞게 다양한 형상 및 구조로 구현 가능하다.
그리퍼(130)는 받침 부재(120)에 전지 셀(1)을 삽입한 후 가압 플레이트(110)들로 전지 셀(1)을 가압하기 전에 가압 플레이트(110)들 사이의 공간에서 제거될 수도 있지만, 전지 셀(1)을 가압하는 동안에도 계속 전지 셀(1)을 붙잡고 있을 수도 있는 등, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에서 다양하게 변형, 변경이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀 검사 장치(100)는 받침 부재(120)에 장착된 전지 셀(1)의 치우침을 방지하는 푸시 부재(140)를 더 포함한다. 푸시 부재(140)는 복수 개의 가압 플레이트(110)들 중 적어도 하나의 플레이트(110)의 안쪽 면과 받침 부재(120) 사이에 구비된다. 즉, 푸시 부재(140)는 복수 개의 가압 플레이트(110)들의 서로 마주보는 면들 중 적어도 일면과 받침 부재(120) 사이에 구비된다.
또한, 푸시 부재(140)는 가압 플레이트(110)로부터 받침 부재(120)쪽으로 돌출되는 형상의 바(Bar)(141) 및 바(141)의 일단에 위치한 헤드부(142)를 포함할 수 있다.
헤드부(142)의 형상은 도 2에 도시된 바와 같이 구 형상일 수도 있지만, 판 형상일 수도 있는 등, 본 발명은 도시된 바에 한정되지 않고, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 맞게 다양한 변형, 변경이 가능하다. 마찬가지로, 푸시 부재(140)의 바(141)와 헤드부(142)는 각각 형성되어 결합가능하게 이루어질 수도 있고, 또는 바(141)와 헤드부(142)가 일체로 형성된 것일 수도 있는 등, 다양한 변형, 변경이 가능하다. 푸시 부재(140)의 바(141)의 전부 또는 일부는 가압 플레이트(110)의 푸시 부재 장착부(111) 내부에 있다가, 푸시 부재(140)가 가압 플레이트(110)를 밀어야 할 때, 가압 플레이트(110) 외부로 튀어나오는 것일 수도 있다. 또는, 푸시 부재(140)의 바(141)뿐만 아니라 헤드부(142)도 가압 플레이트(110)의 푸시 부재 장착부(111) 내부에 있다가, 푸시 부재(140)가 가압 플레이트(110)를 밀어야 할 때, 가압 플레이트(110) 외부로 튀어나오는 것일 수도 있다. 푸시 부재(140)의 재질은 예를 들면 강성 재질의 플라스틱 또는 금속(예를 들면 스테인리스 스틸)일 수 있다.
도 2의 화살표 방향과 같이 푸시 부재(140)는 가압 플레이트(110) 쪽에서 받침 부재(130)쪽으로 튀어나올 수 있고, 다시 가압 플레이트(110) 쪽으로 원상 복귀될 수 있다. 푸시 부재(140)가 받침 부재(130) 쪽으로 튀어나오는 정도 및/또는 가압 플레이트(110) 쪽으로 들어가는 정도는 미세하게 조절이 가능할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 푸시 부재(140)가 한 쌍의 가압 플레이트(110)들 중 어느 하나의 가압 플레이트(110)의 안쪽 면의 상부 쪽에 구비되어 있을 수 있다. 그러나 본 발명은 도시된 바에 한정되지 않고, 가압 플레이트(110)의 중간이나 하부 쪽에 푸시 부재(140)가 구비되어 있을 수도 있다.
또한, 푸시 부재(140)의 타단부가 가압 플레이트(110)의 안쪽 면에 부착된 형태일 수도 있고, 가압 플레이트(110) 내부에 오목부를 두어 푸시 부재(140)의 타단부가 삽입된 형태일 수도 있고, 푸시 부재(140)가 가압 플레이트(110)를 관통하여 구비될 수도 있다. 또한, 푸시 부재(140)의 타단부가 가압 플레이트(110)가 아닌 다른 구성요소에 결합되는 등, 다양한 변형, 변경이 가능하다.
한편, 전지 셀(1)이 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 즉, 일 방향으로 돌출된 본체(1a)를 갖는 셀인 경우, 어느 한 쪽으로 무게중심이 편중되므로, 어느 하나의 가압 플레이트(110) 쪽으로 기울어질 수 있다. 이 때에 한 쌍의 가압 플레이트(110)들 중에서 전지 셀(1)이 기울어지는 쪽의 가압 플레이트(110)(즉, 전지 셀(1)의 본체(1a)와 마주보는 가압 플레이트)에 푸시 부재(140)를 구비하여 전지 셀(1)의 치우침을 보정할 수 있도록 한다.
푸시 부재 장착부(111)에는 푸시 부재(140)의 바(141)의 끝단에 스프링 부재(미도시)가 장착되어 있을 수도 있다. 푸시 부재(140)가 받침 부재(130) 쪽으로 튀어나오기 전에 스프링 부재가 압축된 상태로 푸시 부재(140)가 걸림 부재(미도시) 등으로 푸시 부재 장착부(111)에 걸려 잠금되어 있을 수도 있고, 걸림 부재가 잠금 해제가 되면 푸시 부재(140)가 스프링 부재의 탄성력으로 받침 부재(130) 쪽으로 튀어나올 수 있다.
또는, 푸시 부재(140)의 바(141)를 제어하면서 이동시킬 수 있는 소형의 모터가 푸시 부재 장착부(111)에 장착되거나 또는 푸시 부재 장착부(111) 외부에 장착되되 푸시 부재(140)의 바(141)에 연결될 수도 있다.
또는, 푸시 부재(140)는 공압 실린더(미도시)에 연결되어 있을 수 있는 등, 푸시 부재(140)의 왕복 운동에 관하여는 다양한 방식이 적용될 수 있다.
푸시 부재(140)는 받침 부재(120)를 밀 수 있도록 가압 플레이트(110)로부터 받침 부재(120) 쪽으로 소정의 거리로 돌출하였다가, 가령 전지 셀(1)을 받침 부재(120)로부터 빼내려는 경우에, 다시 반대 방향으로 소정의 거리로 가압 플레이트(110)쪽으로 들어갈 수 있다. 헤드부(142)를 포함한 푸시 부재(140)는 예를 들면, 복수 개의 가압 플레이트(110)들의 서로 마주보는 면과 수직한 방향으로 왕복 운동을 할 수 있다.
완충 부재(150)는, 전지 셀(1)이 금속 재질의 가압 플레이트(110)에 직접 닿는 경우 손상될 우려를 방지하기 위한 용도로서, 한 쌍의 가압 플레이트(110)의 서로 마주보는 안쪽 면 상에 구비될 수 있다. 즉, 한 쌍의 가압 플레이트(110) 사이에, 한 쌍의 완충 부재(150)가 구비되고, 한 쌍의 완충 부재(150) 사이에 받침 부재(120)가 구비되고, 받침 부재(120) 상에 전지 셀(1)이 장착될 수 있다.
경우에 따라서는, 한 쌍의 가압 플레이트(110)들의 사이뿐만 아니라, 각각의 가압 플레이트(110)들의 바깥 쪽면에도 완충 부재(150)가 구비될 수 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다. 예를 들면, 복수 개(n+1 개, n은 자연수)의 가압 플레이트(110)들을 평행하게 일 방향을 따라 나열하고, 복수 개의 가압 플레이트(110)들 사이에 복수 개(n 개, n은 자연수)의 받침 부재(120)를 두고, 복수 개(n 개, n은 자연수)의 전지 셀(1)을 장착한 다음, 복수 개의 가압 플레이트(110)을 한꺼번에 이동시켜 가압할 수도 있다.
완충 부재(150)는 가압 플레이트(110)의 일면의 일부 또는 전체를 덮는 패드 형상일 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 전지 셀(1)과 가압 플레이트(110)의 접촉시 전지 셀(1)에 무리한 가압이나 충격 등으로 인하여 전지 셀(1)이 파손되지 않도록 할 수 있는 형상이나 구조이면 충분하다. 또한, 완충 부재(150)는 예를 들면, 우레탄 패드일 수도 있다.
전지 셀 검사 장치(100)는 내부에 통합될 수 있는 또는 외부에서 원격으로 접속될 수 있는 검사 유닛(미도시)를 추가로 포함하여, 가압 플레이트(110)들 사이의 받침 부재(120) 상에 놓인 전지 셀(1)의 전극 리드(1c)에 전기적으로 접속하여, 전지 셀(1)의 누설 전류를 측정한다.
도 3은 도 2의 전지 셀 검사 장치(100)의 변형예를 도시한다. 도 3의 전지 셀 검사 장치(100’)는 하나의 전지 셀(1)당 양쪽의 가압 플레이트(110)들에 각각 푸시 부재(140)들을 포함한다. 가압 플레이트(110)들의 양쪽에서 각각 푸시 부재(140)들이 받침 부재(120)를 양쪽에서 밀 수 있도록 하여, 전지 셀(1)의 치우침을 보정할 수도 있다. 도 3의 전지 셀 검사 장치(100’)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 원-컵 셀 형태의 전지 셀(1)을 검사하는 데에도 적용될 수 있고, 또는 본체(1a)가 양쪽으로 돌출된 양쪽-컵 셀 형태의 전지 셀(미도시)을 장착하여 검사하는 데에도 적용될 수도 있다. 그 밖의 사항 및 구성요소들은 도 2에서 상술한 바를 참조하여 동일한 방식으로 설명된다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 도 2의 전지 셀 검사 장치(100)의 각 구성요소 간의 동작을 예시적으로 설명한다. 도 2의 전지 셀 검사 장치(100)에서 전지 셀(1)을 검사하는 방법에서 각각의 단계를 예시적으로 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 전지 셀(1)을 그리퍼(130)로 그립한다(S110). 이 때, 전지 셀(1)의 가장자리의 실링부(예를 들면, 파우치의 실링부)나 전지 셀(1)의 테라스부를 그리퍼(130)의 집게부로 그립할 수 있다. 이 때, 그리퍼(130)로 그립한 전지 셀(1)을 한 쌍의 가압 플레이트(110) 내에 마련된 받침 부재(120) 위에 위치시킨다.
다음, 도 5 및 도 6을 참조하면, 그리퍼(130)로 그립한 전지 셀(1)을 한 쌍의 가압 플레이트(110) 내에 마련된 받침 부재(120) 위에 장착한다(S120).
이 때, 단계 S10에서, 그리퍼(130)로 그립한 전지 셀(1)을 화살표 방향과 같이 받침 부재(120) 내로 하강시켜(S121) 장착할 수 있다. 경우에 따라서는, 정반대로, 그리퍼(130)로 그립한 전지 셀(1)은 그대로 있는 한편 한 쌍의 가압 플레이트(110) 및 받침 부재(120)가 전지 셀(1) 쪽으로 상승할 수도 있고, 또는 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 하강시키는 경우와 가압 플레이트(110) 및 받침 부재(120)가 상승하는 경우 둘 다의 조합도 가능하다.
이 때, 도 2에서 상술한 바와 같이, 전지 셀(1)이 어느 한쪽으로 치우쳐 기울어지는 것을 방지하기 위하여, 푸시 부재(140)가 받침 부재(120) 쪽으로 돌출하여, 받침 부재(120)를 푸시(지지)할 수 있다(S122). 도 5에 도시된 바와 같이, 전지 셀(1)이 받침 부재(120) 위에 장착되기 전에 미리 푸시 부재(140)가 받침 부재(120) 쪽으로 돌출하여 받침 부재(120)를 푸시(지지)하고 있을 수도 있다. 이는, 전지 셀(1)이 기울어지지 않고 수직으로 세워질 수 있도록, 즉 (직립, 수직 정렬)될 수 있도록 푸시 부재(140)가 돌출하는 정도 미리 정해진 경우일 수 있다. 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 전지 셀(1)이 받침 부재(120) 위에 장착됨과 동시에 또는 후속하여 푸시 부재(140)가 받침 부재(120) 쪽으로 돌출하여 받침 부재(120)를 푸시(지지)할 수도 있다. 이는, 받침 부재(120) 위에 장착되는 전지 셀(1)이 기울어지지 않고 직립(수직 정렬)할 때까지 푸시 부재(140)가 돌출하는 정도가 미세하게 조정되면서 돌출하는 것일 수 있다. 또는 경우에 따라서는, 전자와 후자를 모두 조합한 것일 수도 있다.
다음, 도 7을 참조하면, 받침 부재(120) 위에 장착된 전지 셀(1)을 한 쌍의 가압 플레이트(110)를 전지 셀(1) 쪽으로 이동시킨다(S130).
이 때, 단계 S130에서, 전지 셀(1)이 받침 부재(120) 내에서 미끄러져 치우치는 것을 방지하도록 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 그대로 그립한다(S131). 경우에 따라서는, 전지 셀(1)이 가압 플레이트(110)로 가압되기 직전에 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 그립하던 것을 해제하여 그리퍼(130)를 전지 셀(1)로부터 제거(S132)할 수도 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다.
경우에 따라서는, 단계 S130에서, 한 쌍의 가압 플레이트(110)가 전지 셀(1)로 이동함에 따라 돌출되었던 푸시 부재(140)가 미세하게 (조정되면서) 다시 가압 플레이트(110) 쪽으로 들어갈 수도 있다(S133). 한 쌍의 가압 플레이트(110) 사이의 간격이 먼 경우에는 푸시 부재(140)가 돌출되어 받침 부재(120)를 푸시(지지)한 상태에서 전지 셀(1)이 직립(수직 정렬)이 가능할 수 있다. 그러나, 한 쌍의 가압 플레이트(110) 사이의 간격이 점차 좁아지면서 후술하는 바와 같이 전지 셀(1)을 가압하는 경우에는, 푸시 부재(140)로 받침 부재(120)를 푸시(지지)하지 않더라도, 전지 셀(1)이 직립(수직 정렬)이 가능할 수 있기 때문이다.
그러나, 경우에 따라서는, 단계 S133은 수행되지 않을 수도 있다. 한 쌍의 가압 플레이트(110)로 전지 셀(1)을 가압할 때에 전지 셀(1)을 너무 타이트하게 가압하면 오히려 전지 셀(1)에 스웰링이 발생하는 경우 등에서 전지 셀(1)의 손상을 초래할 수 있다. 그에 따라 한 쌍의 가압 플레이트(110)로 전지 셀(1)을 가압할 때에도 받침 부재(120)와 전지 셀(1) 사이에 어느 정도 이격 공간이 존재하고 있어 여전히 푸시 부재(140)가 돌출되어 받침 부재(120)를 푸시(지지)하고 있어야 하는 경우도 있을 수 있다. 또는, 완충 부재(150)에 의한 가압 플레이트(110)와의 단차로 푸시 부재(140)가 돌출되어 있어도 전지 셀(1)의 가압에 방해가 되지 않을 수도 있기 때문이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 푸시 부재(140)가 조금은 다시 가압 플레이트(110) 쪽으로 들어가지만, 푸시 부재(140)가 돌출된 정도는 미세하게 조절된 것일 수 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다.
다음, 도 8 및 도 9를 참조하면, 한 쌍의 가압 플레이트(110)로 그 사이에 개재된 전지 셀(1)을 가압한다(S140). 도 8의 경우는, 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 그립하고 있는 상태에서 전지 셀(1)을 가압하는 경우를 도시한다. 도 9의 경우는 단계 S132에서 상술한 바와 같이, 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 그립하던 것을 해제하여 그리퍼(130)를 전지 셀(1)로부터 제거한 후, 전지 셀(1)을 가압하는 경우를 도시한다.
이 때, 단계 S140에서, 전지 셀(1)을 가압하면서, 검사 유닛(미도시)을 연결하여 전지 셀(1)에 대한 검사를 수행할 수 있다. 수행되는 검사의 종류는 제한이 없고 통상의 전지 셀(1)의 제조 공정에서 수행되는 다양한 종류의 검사 중 적어도 하나가 본 발명이 구현되는 환경에 맞게 적용되어 수행될 수 있다.
또한, 도 2에서 상술한 바와 같이, 한 쌍의 가압 플레이트(110)의 서로 마주보는 면에는 각각 완충 부재(150)가 마련되어 있어서, 가압 플레이트(110)를 전지 셀(1) 쪽으로 이동시켜 전지 셀(1)을 가압하더라도 전지 셀(1)이 손상될 우려를 방지할 수 있다.
다음, 전지 셀(1)의 검사가 완료되면, 본 발명의 도면에는 도시되지 않았지만, 전술한 바와 반대의 단계로 수행한다. 전지 셀(1)의 가압을 해제하도록, 한 쌍의 가압 플레이트(110)를 도 7의 화살표에 도시된 바와 반대의 방향으로 이동시킨다. 다음, 그리퍼(130)로 전지 셀(1)을 도 5의 화살표에 도시된 바와 반대의 방향으로 이동시켜 받침 부재(120)로부터 탈거한다. 자세한 사항은 도 4 내지 도 9에서 상술한 바와 반대이므로, 그 설명을 생략한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
1: 전지 셀
1a: 본체;
1b: 테라스부;
1c: 전극 리드
10: 100, 100’: 전지 셀 검사 장치
110: 가압 플레이트
111: 푸시 부재 장착부
120: 받침 부재
130: 그리퍼
140: 푸시 부재
141: 바(bar);
142: 헤드부
150: 완충 부재

Claims (20)

  1. 전지 셀을 가압하는 가압 플레이트들;
    상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면 사이에 배치되고 상기 전지 셀이 위에 장착되는 받침 부재;
    상기 전지 셀을 그립하여 이동시킬 수 있는 그리퍼; 및
    상기 가압 플레이트들 중 적어도 하나로부터 상기 받침 부재 쪽으로 돌출가능하여, 상기 받침 부재를 푸시하는 푸시(push) 부재를 포함하는, 전지 셀 검사 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 푸시 부재는:
    상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 적어도 일면으로부터 상기 받침 부재 쪽으로 돌출되는 형상의 바(Bar); 및
    상기 바의 일단에 위치하고, 상기 받침 부재를 푸시하는 헤드부를 포함하는, 전지 셀 검사 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 푸시 부재는 상기 장착되는 전지 셀이 일 방향으로 기울어지는 것을 방지하도록, 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 상기 적어도 일면과 상기 받침 부재 사이에서, 상기 받침 부재 쪽으로 돌출되고 상기 가압 플레이트 쪽으로 다시 들어갈 수 있는, 전지 셀 검사 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 푸시 부재는:
    상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착되기 전에 이미 상기 가압 플레이트로부터 돌출되거나,
    상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착됨과 동시에 또는 후속하여 상기 가압 플레이트로부터 돌출되는, 전지 셀 검사 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 전지 셀을 검사하는 동안에, 상기 푸시 부재는 돌출된 상태로 상기 가압 플레이트를 푸시하고 있는, 전지 셀 검사 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 푸시 부재는 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면들 중 상기 적어도 일면의 상부에 위치하는, 전지 셀 검사 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 받침 부재는 전지 셀이 장착되는 장착부와 상기 가압 플레이트들에 고정되는 고정부를 포함하는, 전지 셀 검사 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 받침 부재의 상기 장착부는 V자 또는 U자 형상이고,
    상기 받침 부재의 상기 고정부는, 상기 장착부의 양 끝단으로부터 각각 연장되어 상기 가압 플레이트들의 각각의 상단에 고정되는, 전지 셀 검사 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 받침 부재의 양단은 상기 가압 플레이트들에 각각 고정될 수 있고, 양쪽 고정부 사이에서 상기 받침 부재가 접히거나 벤딩되어, 상기 받침 부재 상에 상기 전지 셀이 장착될 수 있는, 전지 셀 검사 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면에 각각 구비되는 완충 부재를 더 포함하는, 전지 셀 검사 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 완충 부재는 상기 우레탄 패드인, 전지 셀 검사 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 전지 셀은 일 방향으로 돌출된 본체를 갖고,
    상기 푸시 부재는 상기 전지 셀의 상기 돌출된 본체가 향하는 가압 플레이트에 구비되는, 전지 셀 검사 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 전지 셀은 양 방향으로 돌출된 본체를 갖고,
    상기 푸시 부재는 상기 가압 플레이트들의 서로 마주보는 면에 각각 구비되는, 전지 셀 검사 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 푸시 부재는 스테인리스 스틸로 이루어지고,
    상기 받침 부재는 종이 또는 플라스틱으로 이루어지는, 전지 셀 검사 장치.
  15. 전지 셀을 그리퍼로 그립하는 단계;
    그리퍼로 그립한 전지 셀을 서로 마주보는 가압 플레이트들 사이의 받침 부재 위에 장착하는 단계;
    상기 가압 플레이트들을 상기 전지 셀 쪽으로 이동시키는 단계; 및
    상기 가압 플레이트들로 상기 전지 셀을 가압하면서 상기 전지 셀을 검사하는 단계를 포함하고,
    상기 장착된 전지 셀이 기울어지는 것을 방지하도록 푸시 부재가 상기 가압 플레이트로부터 돌출되어 상기 받침 부재를 푸시하는 것을 특징으로 하는, 전지 셀 검사 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 그리퍼로 그립한 전지 셀을 받침 부재 위에 장착하는 단계는, 상기 그리퍼로 그립한 전지 셀을 상기 받침 부재 위로 하강시키는 단계를 포함하고,
    상기 푸시 부재는:
    상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착되기 전에 이미 상기 가압 플레이트로부터 돌출되거나,
    상기 전지 셀이 상기 받침 부재 위에 장착됨과 동시에 또는 후속하여 상기 가압 플레이트로부터 돌출되는, 전지 셀 검사 방법.
  17. 제15항에서,
    상기 전지 셀을 검사하는 단계 동안에, 상기 돌출된 푸시 부재는 상기 가압 플레이트를 푸시하고 있는, 전지 셀 검사 방법.
  18. 제15항에서,
    상기 가압 플레이트들을 상기 전지 셀 쪽으로 이동시키는 단계 및 상기 가압 플레이트들로 상기 전지 셀을 가압하면서 상기 전지 셀을 검사하는 단계에서, 상기 푸시 부재가 상기 가압 플레이트 쪽으로 다시 이동하여 상기 받침 부재를 푸시하는 정도가 조절될 수 있는, 전지 셀 검사 방법.
  19. 제15항에서,
    상기 전지 셀을 검사하는 단계 동안에, 상기 그리퍼가 상기 전지 셀을 그립하는 상태가 그대로 유지되는, 전지 셀 검사 방법.
  20. 제15항에서,
    상기 전지 셀을 검사하는 단계 전에, 상기 전지 셀의 그립을 해제하여 상기 그리퍼를 제거하는 단계를 포함하는, 전지 셀 검사 방법.
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