KR102084595B1 - 주입 노즐 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주입 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 제1 수용 공간과, 외부의 공급원으로부터 공급된 주입액을 상기 제1 수용 공간에 유입시키는 유입구와, 상기 주입액을 제1 수용 공간으로부터 배출시키는 제1 배출구를 포함하는 노즐 바디; 상기 제1 배출구를 개폐 가능하게 마련되는 헤드를 구비하는 니들; 및 상기 수용 공간에 유입된 주입액의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에 상기 헤드가 상기 제1 배출구로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록, 상기 니들을 탄성 바이어스하는 탄성 부재를 포함한다.

Description

주입 노즐 어셈블리{INJECTION NOZZLE ASSEMBLY}

본 발명은 주입액을 가공 대상물에 주입하기 위한 주입 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.

리튬 이차전지는, 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.

리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.

리튬 이온 전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극 조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.

한편, 일반적으로, 액체 전해질(이하, '전해액'이라고 함)을 리튬 이온 전지에 주입하는 주입 공정은, 진공 분위기 하에서 수행한다. 이처럼 진공 분위기 하에서 주입 공정을 진행하면, 전극 조립체의 전극, 분리막 및 전극과 분리막 사이의 계면 등에 존재하는 공기를 제거할 수 있으므로, 전극 조립체의 빈 공간에 전해액을 용이하게 침투시킬 수 있을 뿐만 아니라 전해액의 함침량도 증가시킬 수 있다. 그런데, 종래의 주입 노즐을 이용해 진공 분위기 하에서 주입 공정을 진행하는 경우에는, 진공압이 외부의 전해액 공급원으로부터 공급되는 전해액의 액압에 외란으로서 작용함으로써, 전해액의 액압이 일정하게 유지되지 못하는 현상이 빈번하게 발생하였다. 따라서, 종래의 주입 노즐에 의하면, 전해액을 전극 조립체에 일정량만큼 균일하게 주입하기 어려워, 리튬 이온 전지의 품질을 균일화시킬 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전해액을 전극 조립체에 일정량만큼 균일하게 주입할 수 있도록 구조를 개선한 주입 노즐 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 주입 노즐 어셈블리는, 제1 수용 공간과, 외부의 공급원으로부터 공급된 주입액을 상기 제1 수용 공간에 유입시키는 유입구와, 상기 주입액을 제1 수용 공간으로부터 배출시키는 제1 배출구를 포함하는 노즐 바디; 상기 제1 배출구를 개폐 가능하게 마련되는 헤드를 구비하는 니들; 및 상기 수용 공간에 유입된 주입액의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에 상기 헤드가 상기 제1 배출구로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록, 상기 니들을 탄성 바이어스하는 탄성 부재를 포함한다.

바람직하게, 상기 니들은, 상기 헤드와 연결되며 적어도 일부분이 제1 배출구를 관통해 상기 제1 수용 공간에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트와 연결되며 상기 제1 수용 공간에 수용되는 플렌지를 더 구비하며, 상기 탄성 부재는, 상기 제1 수용 공간의 내측면과 상기 플렌지 사이에 개재되는 탄성 스프링으로 구성된다.

바람직하게, 상기 제1 배출구는, 상기 헤드와 대면하도록 내주면에 마련되는 제1 접촉면을 갖고, 상기 헤드는, 상기 제1 접촉면과 접촉되어 상기 제1 배출구를 폐쇄하도록 외주면에 마련되는 제2 접촉면을 갖는다.

바람직하게, 상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면은 각각, 상기 제1 수용 공간 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 갖는다.

바람직하게, 상기 탄성 부재는, 상기 액압이 상기 기준 압력 이상인 경우에 상기 제2 접촉면이 상기 제1 접촉면으로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록 상기 니들을 탄성 바이어스한다.

바람직하게, 상기 샤프트는, 상기 제1 수용 공간에 유입된 주입액을 상기 제1 배출구로 안내 가능하도록 외주면에 요입 형성되는 적어도 하나의 안내홈들을 구비한다.

바람직하게, 상기 제1 배출구에서 배출된 주입액이 유입되도록 상기 헤드의 적어도 일부분이 수용되는 제2 수용 공간과, 상기 제2 수용 공간에 유입된 주입액을 외부로 배출시키는 제2 배출구를 구비하는 노즐 캡을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 헤드는, 상기 노즐 캡과 대면하도록 외주면에 마련되는 제1 안내면을 갖고, 상기 제2 수용 공간은, 상기 제1 안내면과 미리 정해진 간격만큼 이격되어 상기 제1 배출구에서 배출된 주입액을 상기 제2 배출구로 안내하는 안내 유로를 형성하도록 내주면에 마련되는 제2 안내면을 갖는다.

바람직하게, 상기 제1 안내면과 상기 제2 안내면은 각각, 상기 제2 배출구 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 갖는다.

바람직하게, 상기 노즐 바디는, 외부와 상기 제2 수용 공간을 연통시키는 노즐 연통구를 더 구비하고, 상기 노즐 연통구에 장착되며 상기 제2 수용 공간에 잔류된 주입액을 상기 제2 배출구를 통해 배출 가능한 퍼지 부재를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 퍼지 부재는, 외부의 가스 공급원으로부터 공급된 퍼지 가스를 상기 노즐 연통구에 공급 가능한 블로워를 구비한다.

바람직하게, 상기 블로워는 상기 제1 배출구가 폐쇄된 경우에 상기 퍼지 가스를 공급하도록 작동된다.

바람직하게, 상기 퍼지 부재는, 상기 노즐 연통구를 개폐 가능한 개폐 밸브를 더 구비한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 양상에 따른 주입 노즐 어셈블리는, 주입 챔버의 내부 공간에 수용된 이차 전지에 전해액을 주입하기 위한 주입 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 제1 수용 공간과, 외부의 전해액 공급원으로부터 공급된 전해액을 상기 제1 수용 공간에 유입시키는 유입구와, 상기 전해액을 상기 제1 수용 공간으로부터 배출시키는 제1 배출구를 구비하는 노즐 바디; 적어도 일부분이 상기 제1 배출구를 통해 상기 제1 수용 공간에 수용되는 샤프트와, 상기 제1 배출구를 개폐 가능하도록 상기 샤프트의 일단에 마련되는 헤드와, 상기 제1 수용 공간에 수용되도록 상기 샤프트의 타단에 마련되는 플렌지를 구비하는 니들; 및 상기 제1 수용 공간의 내측면과 상기 플렌지 사이에 개재되며, 상기 전해액의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에 상기 헤드가 상기 제1 배출구로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록 상기 니들을 탄성 바이어스하는 탄성 스프링을 포함한다.

바람직하게, 상기 제1 배출구에서 배출된 전해액이 유입되도록 상기 헤드의 적어도 일부분이 수용되는 제2 수용 공간과, 상기 제2 수용 공간에 유입된 전해액을 상기 이차 전지에 주입하는 제2 배출구를 구비하는 상기 노즐 캡을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 노즐 바디는, 외부와 상기 제2 수용 공간을 연통시키는 노즐 연통구를 더 구비하고, 상기 노즐 연통구에 장착되며 상기 제2 수용 공간에 잔류된 전해액을 상기 제2 배출구를 통해 배출 가능한 퍼지 부재를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 퍼지 부재는, 상기 주입 챔버의 내부 공간과 연통되도록 상기 주입 챔버의 일측벽에 관통 형성되는 챔버 연통구와 상기 노즐 연통구를 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인을 개폐하는 개폐 밸브를 구비한다.

바람직하게, 상기 노즐 바디는, 상기 주입 챔버의 개방구를 폐쇄하도록 상기 주입 챔버와 결합된다.

본 발명에 의한 주입 노즐 어셈블리는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 진공 분위기 하에서 주입액을 가공 대상물에 주입할 경우에 진공압에 의해 주입액의 액압이 교란되는 것을 방지 가능하여, 주입액을 가공 대상물에 미리 정해진 일정량만큼 균일하게 주입하여 가공 대상물을 품질을 균일화시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은, 주입 노즐 어셈블리의 내부 유로의 압력을 조절하거나 상기 내부 유로에 퍼지 가스를 공급하여, 상기 내부 유로에 주입액이 잔류되는 것을 방지하고, 주입액이 상기 내부 유로에 잔류됨으로 인해 가공 대상물에 주입되는 주입액의 양이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리를 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.
도 2는 도 1의 Ⅰ 영역에 대한 부분 확대도.
도 3은 도 1에 도시된 주입 노즐 어셈블리를 이용해 이차전지에 전해액을 주입하는 양상을 나타내는 부분 단면도.
도 4는 도 3의 Ⅱ 영역에 대한 부분 확대도.
도 5는 도 1에 도시된 주입 노즐 어셈블리의 내부 유로에 잔류된 전해액을 퍼지하는 양상을 나타내는 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리를 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리(1)는, 외부의 공급원으로부터 공급된 주입액을 미리 정해진 가공 대상물에 주입 가능하도록 마련된다. 주입 노즐 어셈블리(1)를 이용해 주입액을 주입 가능한 가공 대상물의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 가공 대상물은 이차전지(3)일 수 있고, 주입 노즐 어셈블리(1)는 외부의 전해액 공급원(미도시)으로부터 공급된 전해액(E)을 이차전지(3)에 주입 가능하도록 마련될 수 있다. 이차전지(3)는 파우치형 리튬 이온 전지인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 주입 노즐 어셈블리(1)가 전해액(E)을 이차전지(3)에 주입할 수 있도록 마련되는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 주입 노즐 어셈블리(1)는 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)에 수용된 이차전지(3)에 전해액(E)을 주입 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 주입 챔버(2)에 대하여 먼저 설명한 후 주입 노즐 어셈블리(1)에 대하여 설명하기로 한다.

주입 챔버(2)는, 내부 공간(2a)과, 개방구(2b)와, 챔버 연통구(2c) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 내부 공간(2a)은, 주입 노즐 어셈블리(1)의 적어도 일부분과, 이차전지(3)가 수용될 수 있도록 주입 챔버(2)의 내부에 형성된다. 이차전지(3)는 이러한 내부 공간(2a)의 바닥면에 안착되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 개방구(2b)는 주입 노즐 어셈블리(1)를 장착할 수 있도록 주입 챔버(2)의 일측에 개방 형성된다. 개방구(2b)에는 후술할 노즐 바디(10)의 제2 바디(10b)가 배치될 수 있다.

다음으로, 챔버 연통구(2c)는 내부 공간(2a)을 주입 챔버(2)의 외부(이하, '외부'라고 함)와 연통시키도록 주입 챔버(2)의 벽면에 관통 형성된다. 챔버 연통구(2c)의 개수 및 형성 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 챔버 연통구(2c)는 주입 챔버(2)의 일측벽에 관통 형성되는 제1 챔버 연통구(2d)와, 주입 챔버(2)의 타측벽에 관통 형성되는 제2 챔버 연통구(2e) 등을 구비할 수 있다. 제1 챔버 연통구(2d)에는 후술할 퍼지 부재(50)의 바이패스 라인(51)이 연결될 수 있고, 제2 챔버 연통구(2e)에는 흡기 라인(4)이 연결될 수 있다. 또한, 흡기 라인(4)에는, 내부 공간(2a)에 수용된 공기, 퍼지 가스(G) 등의 기체를 외부로 펌핑 가능한 진공 펌프(5)가 설치될 수 있다. 이러한 진공 펌프(5)는 내부 공간(2a)을 감압함으로써 내부 공간(2a)에 진공 분위기를 형성할 수 있다.

도 2는 도 1의 Ⅰ 영역에 대한 부분 확대도이고, 도 3은 도 1에 도시된 주입 노즐 어셈블리를 이용해 이차전지에 전해액을 주입하는 양상을 나타내는 부분 단면도이며, 도 4는 도 3의 Ⅱ 영역에 대한 부분 확대도이고, 도 5는 도 1에 도시된 주입 노즐 어셈블리의 내부 유로에 잔류된 전해액을 퍼지하는 양상을 나타내는 부분 단면도이다.

주입 노즐 어셈블리(1)는, 노즐 바디(10)와, 니들(20)과, 탄성 부재(30)와, 노즐 캡(40)과, 퍼지 부재(50) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 노즐 바디(10)는, 이차전지(3)에 주입하기 위한 전해액(E)과, 주입 노즐 어셈블리(1)의 내부 유로에 잔류된 전해액(E)을 제거하기 위한 퍼지 가스(G) 등을 외부의 전해액 공급원과 퍼스 가스 공급원 등으로부터 각각 공급 받을 수 있도록 마련된다. 이를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 바디(10)는, 제1 바디(10a)와, 제2 바디(10b) 등을 구비할 수 있다.

제1 바디(10a)는 노즐 바디(10)의 상부를 구성하도록 마련된다. 제1 바디(10a)는, 제2 바디(10b)의 상면의 미리 정해진 위치에 안착되며, 볼트(B) 기타 결합 부재에 의해 제2 바디(10b)와 결합될 수 있다. 이러한 제1 바디(10a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 홈(11a)과, 유입구(12)와, 노즐 연통구(13)와, 제1 연결 유로(14) 등을 구비할 수 있다.

제1 홈(11a)은 미리 정해진 용적을 갖도록 제1 바디(10a)의 하부에 형성될 수 있다. 이러한 제1 홈(11a)은, 후술할 제2 바디(10b)의 제2 홈(11b)과 합치되어, 니들(20)과 탄성 부재(30) 등을 수용하기 위한 제1 수용 공간(15)을 형성할 수 있다.

유입구(12)는 제1 홈(11a)과 연통되도록 제1 바디(10a)의 상부에 형성될 수 있다. 유입구(12)는 전해액 공급 라인(6)에 의해 외부의 전해액 공급원과 연결될 수 있다. 따라서, 제1 유입구(12)에는 외부의 전해액 공급원으로부터 공급된 전해액(E)이 유입될 수 있고, 제1 수용 공간(15)에는 이러한 제1 유입구(12)에 유입된 전해액(E)이 전달될 수 있다.

노즐 연통구(13)는, 외부와 연통되도록 제1 바디(10a)의 상부에 형성될 수 있다. 노즐 연통구(13)의 개수 및 형성 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 노즐 연통구(13)는, 유입구(12)로부터 일 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 제1 바디(10a)의 상부에 형성되는 제1 노즐 연통구(13a)와, 유입구(12)로부터 타 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 제1 바디(10a)의 상부에 형성되는 제2 노즐 연통구(13b) 등을 구비할 수 있다.

제1 노즐 연통구(13a)는, 후술할 퍼지 부재(50)의 바이패스 라인(51)에 의해 주입 챔버(2)의 제1 챔버 연통구(2d)와 연결됨으로써, 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)과 연통될 수 있다.

제2 노즐 연통구(13b)는, 후술할 퍼지 부재(50)의 가스 라인(54)에 의해 외부의 퍼지 가스 공급원과 연결될 수 있다. 따라서, 제2 노즐 연통구(13b)에는 퍼지 가스 공급원으로부터 공급된 퍼지 가스(G)가 유입될 수 있다.

제1 연결 유로(14)는, 제1 노즐 연통구(13a) 및 제2 노즐 연통구(13b)와 각각 연통되도록 제1 바디(10a)의 하부에 형성된다. 제1 연결 유로(14)는 제1 홈(11a)을 둘러싸는 고리 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제1 연결 유로(14)에는 제2 노즐 연통구(13b)에 유입된 퍼지 가스(G)가 전달될 수 있다.

제2 바디(10b)는 노즐 바디(10)의 하부를 구성하도록 마련된다. 이를 위하여, 제2 바디(10b)의 상면은, 제1 바디(10a)의 하면이 안착될 수 있도록 제1 바디(10a)의 하면과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 제2 바디(10b)는 주입 챔버(2)의 개방부(2b)를 폐쇄하도록 주입 챔버(2)에 장착될 수 있다. 이를 위하여, 제2 바디(10b)는 볼트(B) 기타 결합 부재에 의해 주입 챔버(2)와 결합될 수 있다. 이러한 제2 바디(10b)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 홈(11b)과, 제1 배출구(16)와, 제2 연결 유로(17)와, 제1 연결면(18) 등을 구비할 수 있다.

제2 홈(11b)은 미리 정해진 용적을 갖도록 제2 바디(10b)의 상부에 형성될 수 있다. 이러한 제2 홈(11b)은, 전술한 제1 바디(10a)의 제1 홈(11a)과 합치되어, 제1 수용 공간(15)을 형성할 수 있다. 제2 홈(11b)의 하부는 탄성 부재(30)를 지지할 수 있도록 탄성 부재(30)와 대응하는 형성을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 배출구(16)는 제2 홈(11b)과 연통되도록 제2 바디(10b)의 하부에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 바디(10b)의 하부에는 돌출부(10c)가 돌출 형성되고, 제1 배출구(16)는 이러한 돌출부(10c)의 내부까지 연장될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 배출구(16)는 후술할 헤드(21)의 제2 접촉면(24)과 대면하도록 내주면의 하부에 마련되는 제1 접촉면(19)을 가질 수 있다. 제1 접촉면(19)은 제1 수용 공간(15) 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형성을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 제1 배출구(16)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(24)이 접촉되어 폐쇄되거나 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(24)이 이격되어 개방됨으로써, 제1 수용 공간(15)에 유입된 전해액(E)을 후술할 노즐 캡(40)의 안내 유로(46)로 배출시킬 수 있다.

제2 연결 유로(17)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 연결 유로(14)와 연통되도록 제2 바디(10b)의 상하부에 걸쳐 형성된다. 제2 연결 유로(17)는, 제1 수용 공간(15)과 제1 배출구(16)를 둘러싸도록 복수개가 미리 정해진 간격을 두고 형성될 수 있다. 이러한 제2 연결 유로(17)에는 제1 연결 유로(14)에 유입된 퍼지 가스(G)가 전달될 수 있다.

제1 연결면(18)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 연결 유로(17)와 연결되도록 제2 바디(10b)의 하면과 돌출부(10c)의 외주면에 걸쳐 형성된다. 이러한 제1 연결면(18)은, 후술할 노즐 캡(40)의 제2 연결면(43)과 함께, 제2 연결 유로(17)와 연통되는 제3 연결 유로(45)를 형성할 수 있다. 이러한 제3 연결 유로(45)에는 제2 연결 유로(17)에 유입된 퍼지 가스(G)가 전달될 수 있다.

다음으로, 니들(20)은, 노즐 바디(10)의 제1 배출구(16)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 마련된다. 이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 헤드(21)와, 샤프트(22)와, 플렌지(23) 등을 구비할 수 있다.

헤드(21)는, 노즐 바디(10)의 제1 배출구(16)를 개폐 가능하게 마련된다. 이를 위하여, 헤드(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 접촉면(24)과, 제1 안내면(25) 등을 구비할 수 있다.

제2 접촉면(24)은, 제1 접촉면(19)과 선택적으로 접촉될 수 있도록 헤드(21)의 상부의 외주면에 형성된다. 예를 들어, 제2 접촉면(24)은, 제1 접촉면(19)과 같이, 노즐 바디(10)의 제1 수용 공간(15) 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 접촉면(24)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 니들(20)의 작동 양상에 따라 제1 접촉면(19)과 접촉되거나 또는 제1 접촉면(19)으로부터 이격됨으로써, 제1 배출구(16)를 개폐할 수 있다. 한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 제2 접촉면(24)에는 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(24) 사이를 실링 가능한 오링(26)이 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 안내면(25)은, 후술할 노즐 캡(40)의 제2 안내면(44)과 대면하도록 헤드(21)의 하부의 외주면에 형성된다. 제1 안내면(25)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술할 노즐 캡(40)의 제2 배출구(42) 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제1 안내면(25)은, 노즐 캡(40)의 제2 안내면(44)과 함께, 후술할 노즐 캡(40)의 제2 수용 공간(41)으로 유입된 전해액(E)이나 퍼지 가스(G)를 제2 배출구(42)로 안내하는 안내 유로(46)를 형성할 수 있다.

샤프트(22)는 제1 안내면(25)과 연결되도록 헤드(21)의 상부로부터 연장 형성된다. 샤프트(22)는 적어도 일부분이 제1 배출구(16)를 관통해 제1 수용 공간(15)에 삽입될 수 있도록 마련된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(22)는, 하단부가 제1 배출구(16)에 이동 가능하게 삽입됨과 함께 상단부가 제1 배출구(16)를 관통해 제1 수용 공간(15)에 삽입될 수 있도록, 제1 배출구(16)에 비해 작은 직경 및 제1 배출구(16)에 비해 긴 길이를 가질 수 있다.

이러한 샤프트(22)는 제1 수용 공간(15)에 유입된 전해액(E)을 제1 배출구(16)로 안내 가능하도록 외주면에 요입 형성되는 적어도 하나의 안내홈(27)들을 가질 수 있다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(24)이 이격되어 제1 배출구(16)가 개방된 경우에, 제1 수용 공간(15)에 유입된 전해액(E)은 안내홈(27)들을 통해 제1 배출구(16)로 안내되어 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(24) 사이에 형성된 간격을 통해 배출될 수 있다.

플렌지(23)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(22)의 상단부와 연결되며, 제1 수용 공간(15)에 수용된다. 플렌지(23)는 제1 배출구(16)에 비해 큰 직경을 갖도록 형성된다. 이러한 플렌지(23)는, 샤프트(22)가 제1 배출구(16)를 통해 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 후술할 탄성 부재(30)의 일단을 지지할 수 있다.

다음으로, 탄성 부재(30)는, 제1 수용 공간(15)에 유입된 전해액(E)의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에만 노즐 바디(10)의 제1 배출구(16)가 개방되도록, 니들(20)을 노즐 바디(10)의 유입구(12) 쪽으로 탄성 바이어스 가능하게 마련된다. 여기서, 액압이란, 제1 수용 공간(15)으로 유입된 전해액(E)이 니들(20)을 노즐 캡(40)의 제2 배출구(42) 쪽으로 밀어내는 압력을 말한다.

탄성 부재(30)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(30)는, 플렌지(23)의 하면과 제1 수용 공간(15)의 바닥면 사이에 개재되는 압축 코일 스프링일 수 있다. 이러한 탄성 부재(30)는 샤프트(22)의 상단부가 탄성 부재(30)의 중공에 삽입되도록 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 탄성 부재(30)에 의하면, 니들(20)은 탄성 부재(30)의 탄성압에 의해 유입구(12) 쪽으로 탄성 가압된다. 또한, 니들(20)은, 진공 펌프(5)가 가동되어 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)에 진공 분위기가 형성되는 경우에, 진공 펌프(5)의 진공압에 의해 노즐 캡(40)의 제2 배출구(42) 쪽으로 진공 흡입된다. 또한, 니들(20)은, 제1 수용 공간(15)에 유입된 전해액(E)의 액압에 의해 노즐 캡(40)의 제2 배출구(42) 쪽으로 가압된다.

그런데, 탄성 부재(30)의 탄성압이 진공 펌프(5)의 진공압에 비해 작은 경우에는, 니들(20)이 진공 펌프(5)의 진공압만에 의해서 제2 배출구(42) 쪽으로 이동됨으로써, 제1 배출구(16)는 항상 개방된 상태를 유지하게 된다. 이를 해결하기 위하여, 탄성 부재(30)는 탄성압이 진공 펌프(5)의 진공압에 비해 미리 정해진 기준 압력만큼 크도록 마련된다. 그러면, 전해액(E)의 액압이 기준 압력 이하인 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 니들(20)은 탄성 부재(30)의 탄성압에 의해 제2 접촉면(24)이 제1 접촉면(19)과 접촉되도록 유입구(12) 쪽으로 이동되어 제1 배출구(16)를 폐쇄한다. 따라서, 전해액(E)은 니들(20)에 의해 유동이 차단된 채 제1 수용 공간(15)에 수용된다. 또한, 전해액(E)의 액압이 기준 압력을 초과하는 경우에, 도 4에 도시된 바와 같이, 니들(20)은 액압과 진공압에 의해 제2 접촉면(24)이 제1 접촉면(19)으로부터 이격되도록 제2 배출구(42) 쪽으로 이동되어 제1 배출구(16)를 개방한다. 따라서, 전해액(E)은 제1 배출구(16)를 통해 배출된다.

다음으로, 노즐 캡(40)은, 노즐 바디(10)의 제1 배출구(16)로부터 배출된 전해액(E)을 이차전지(3)에 주입할 수 있도록 마련된다. 노즐 캡(40)은, 볼트(B) 기타 결합 부재에 의해 제2 바디(10b)의 하면의 미리 정해진 위치에 결합될 수 있다. 이러한 노즐 캡(40)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 수용 공간(41)과, 제2 배출구(42) 등을 구비할 수 있다.

제2 수용 공간(41)은, 제2 바디(10b)의 돌출부(10c)와, 제1 배출구(16)의 외부로 돌출된 헤드(21)의 하부 등이 내부에 수용되도록 미리 정해진 용적을 갖는다. 이러한 제2 수용 공간(41)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 연결면(43)과, 제2 안내면(44) 등을 구비할 수 있다.

제2 연결면(43)은 제2 바디(10b)의 제1 연결면(18)과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 제2 수용 공간(41)의 내주면의 상부에 형성될 수 있다. 이러한 제2 연결면(43)과 제1 연결면(18) 사이에는 전술한 제2 연결 유로(17)와 후술할 안내 유로(46)를 연결하는 제3 연결 유로(45)가 형성될 수 있다. 이러한 제3 연결 유로(45)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 연결 유로(17)로부터 전달 받은 퍼지 가스(G)를 후술할 안내 유로(46)에 전달할 수 있다.

제2 안내면(44)은 헤드(21)의 제1 안내면(25)과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 제2 수용 공간(41)의 내주면의 하부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 안내면(44)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 안내면(25)과 같이, 제2 배출구(42) 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 안내면(44)과 제1 안내면(25) 사이에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 배출구(16)에서 배출된 전해액(E)과, 전술한 제3 연결 유로(45)로부터 전달된 퍼지 가스(G) 등의 유체를 제2 배출구(42)로 안내 가능한 안내 유로(46)가 형성될 수 있다. 따라서, 안내 유로(46)로 유입된 전해액(E)과 퍼지 가스(G) 등의 유체는, 이러한 안내 유로(46)를 따라 제2 배출구(42)를 향해 유동할 수 있다.

제2 배출구(42)는 안내 유로(46)로 유입된 전해액(E), 퍼지 가스(G) 등의 유체를 외부로 배출하도록 노즐 캡(40)의 하단부에 관통 형성된다. 이러한 제2 배출구(42)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 이차전지(3)의 파우치(3a)에 형성된 주입구(3b)와 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 대응하여, 이차전지(3)는 주입구(3b)와 제2 배출구(42)가 서로 연결되도록 배치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 퍼지 부재(50)는, 안내 유로(46)에 잔류된 전해액(E)을 제2 배출구(42)를 통해 배출 가능하도록 마련된다. 안내 유로(46)에 유입된 전해액(E)은, 안내 유로(46)와 제2 배출구(42) 사이의 압력 차와, 안내 유로(46)의 내주면(25, 44)과 전해액(E) 사이에 작용하는 마찰력 등에 의해 제2 배출구(42)를 통해 배출되지 못한 채 안내 유로(46)에 잔류될 우려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 퍼지 부재(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 바이패스 라인(51)과, 개폐 밸브들(52, 53)과, 가스 라인(54)과, 블로워(55) 등을 구비할 수 있다.

바이패스 라인(51)은 주입 챔버(2)의 제1 챔버 연통구(2d)와 제1 바디(10a)의 제1 노즐 연통구(13a)를 연결하도록 마련된다. 개폐 밸브(52)는 제1 노즐 연통구(13a)를 개폐 가능하도록 바이패스 라인(51) 상에 설치된다. 개폐 밸브(52)에 의해 제1 노즐 연통구(13a)가 개방되는 경우에, 제2 배출구(42)와 제1 노즐 연통구(13a)는 바이패스 라인(51)을 매개로 서로 연통된다. 개폐 밸브(52)는 헤드(21)에 의해 제1 배출구(16)가 폐쇄된 상태에서 제1 노즐 연통구(13a)를 개방하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 개폐 밸브(52)는, 제1 배출구(16)가 개방되어 이차전지(3)에 전해액(E)을 주입 중인 상태에서 제1 노즐 연통구(13a)를 개방할 수도 있다. 이러한 개폐 밸브(52)에 의해 제1 노즐 연통구(13a)가 개방되면, 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)과, 제1 노즐 연통구(13a)와 연결된 연결 유로들(14, 17, 45), 안내 유로(46) 및 제2 배출구(42) 등은 서로 동일한 압력을 갖게 된다. 이로 인해, 안내 유로(46)와 제2 배출구(42) 사이의 압력 차가 제거됨으로써, 안내 유로(46)에 잔류된 전해액(E)은 제2 배출구(42)를 통해 배출될 수 있다.

가스 라인(54)은 외부의 퍼지 가스 공급원과 제1 바디(10a)의 제2 노즐 연통구(13b)를 연결하도록 마련된다. 퍼지 가스(G)로서 사용 가능한 가스의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 퍼지 가스(G)는 질소, 비활성 가스 등일 수 있다. 개폐 밸브(53)는 제2 노즐 연통구(13b)를 개폐 가능하도록 가스 라인(54) 상에 설치된다. 블로워(55)는 퍼지 가스 공급원으로부터 공급된 퍼지 가스(G)를 제2 노즐 연통구(13b)를 향해 펌핑 가능하도록 가스 라인(54) 상에 설치된다. 도 5를 참조하면, 제1 배출구(16)가 폐쇄된 상태에서 개폐 밸브(53)를 이용해 제2 노즐 연통구(13b)를 개방함과 동시에 블로워(55)를 가동하는 경우에, 퍼지 가스 공급원으로부터 공급된 퍼지 가스(G)는 제2 노즐 연통구(13b)에 유입된다. 이처럼 제2 노즐 연통구(13b)에 유입된 퍼지 가스(G)는 연결 유로들(14, 17, 45)과, 안내 유로(46)를 순차적으로 통과한 후 제2 배출구(42)를 통해 배출되며, 안내 유로(46)에 잔류된 전해액(E)은 퍼지 가스(G)에 의해 가압되어 제2 배출구(42)를 통해 배출될 수 있다.

위와 같이 퍼지 부재(50)는, 안내 유로(46)와 제2 배출구(42) 사이의 압력 차를 제거하여 잔류 전해액을 제거하는 방식과, 안내 유로(46)에 퍼지 가스(G)를 공급하여 잔류 전해액을 제거하는 방식 등 2가지 퍼지 방식을 통해 잔류 전해액을 제거할 수 있다. 이러한 2가지 퍼지 방식은, 항상 동시에 사용되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 잔류 전해액의 양과, 공정 진행 양상 등의 환경 조건에 따라 전술한 2가지 퍼지 방식 중 적어도 하나가 선택적으로 실시될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 주입 노즐 어셈블리(1)를 이용한 전해액(E) 주입 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 전해액(E)을 주입하기 위한 이차전지(3)를 주입구(3b)와 노즐 캡(40)의 제2 배출구(42)가 서로 연결되도록 배치된다.

다음으로, 진공 펌프(5)를 가동하여 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)에 진공 분위기를 형성한다.

이후에, 전해액(E)의 액압이 기준 압력을 초과하도록, 전해액(E)을 외부의 전해액 공급원으로부터 공급한다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 접촉면(24)이 제1 접촉면(19)으로부터 이격되도록 니들(20)이 제2 배출구(42) 쪽으로 이동되어 제1 배출구(16)가 개방되고, 전해액(E)은 제1 배출구(16), 안내 유로(46), 제2 배출구(42)를 순차적으로 통과한 후 주입구(3b)를 통해 이차전지(3)에 주입된다. 이처럼 전해액(E)을 이차전지(3)에 주입할 때, 개폐 밸브(52)는 제1 노즐 연통구(13a)를 개방할 수 있다. 그러면, 안내 유로(46)와 제2 배출구(42) 사이의 압력 차가 제거됨으로써, 전해액(E)이 제2 배출구(42)를 통해 배출되지 못한 채 안내 유로(46)에 잔류되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 전해액(E)이 이차전지(3)에 미리 정해진 양만큼 주입되면, 전해액(E)의 공급을 정지한다. 그러면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 접촉면(24)이 제1 접촉면(19)과 접촉되도록 니들(20)이 유입구(12) 쪽으로 이동되어 제1 배출구(16)가 폐쇄됨으로써, 이차전지(3)에 대한 전해액(E)의 주입이 정지된다.

이후에, 개폐 밸브들(52, 53)을 이용해 제1 노즐 연통구(13a)와 제2 노즐 연통구(13b)를 개방함과 함께 블로워(55)를 가동한다. 그러면, 안내 유로(46)와 제2 배출구(42)의 압력 차가 제거됨과 동시에 안내 유로(46)에 잔류된 전해액(E)이 퍼지 가스(G)에 의해 제2 배출구(42) 쪽으로 가압됨으로써, 안내 유로(46)에 잔류된 전해액(E)을 제2 배출구(42)를 통해 배출시킬 수 있다.

위와 같이, 주입 노즐 어셈블리(1)는, 니들(20)이 탄성 부재(30)에 의해 탄성 바이어스됨으로써, 전해액(E)의 액압이 기준 압력을 초과하는 경우에만 노즐 바디(10a)의 제1 배출구(16)가 선택적으로 개방될 수 있다. 이를 통해, 주입 노즐 어셈블리(1)는, 진공 펌프(5)로부터 인가된 진공압에 의해 전해액(E)의 액압이 교란되는 것을 방지하여, 전해액(E)의 액압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서, 주입 노즐 어셈블리(1)는, 전해액(E)을 이차전지(3)에 미리 정해진 일정량만큼 균일하게 주입하여, 이차전지(3)의 품질을 균일화시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리를 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 주입 노즐 어셈블리(2)는, 퍼지 부재(50')의 구성이 변경되었다는 점에서 전술한 주입 노즐 어셈블리(1)와 차이점을 갖고, 나머지 구성에 있어서는 전술한 주입 노즐 어셈블리(1)와 동일하다. 이하에서는 이러한 차이점을 중심으로 주입 노즐 어셈블리(2)에 대하여 설명하기로 한다. 또한, 주입 노즐 어셈블리(2)와 전술한 주입 노즐 어셈블리(1)가 동일하게 포함하는 구성은, 전술한 주입 노즐 어셈블리(1)의 설명 시 사용했던 도면 부호를 동일하게 사용하여 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 퍼지 부재(50)'는, 전술한 바이패스 라인(51)과 개폐 밸브(52) 대신에, 제1 개방 라인(56)과, 개폐 밸브들(57, 58)과, 제2 개방 라인(59) 등을 구비할 수 있다.

제1 개방 라인(56)은 외부와 제1 바디(10a)의 제1 노즐 연통구(13a)를 연통시키도록 제1 노즐 연통구(13a)에 연결된다. 개폐 밸브(57)는 제1 노즐 연통구(13a)를 개폐 가능하도록 제1 개방 라인(56) 상에 설치된다.

제2 개방 라인(59)은 외부와 주입 챔버(20)의 제1 챔버 연통구(2d)를 연통시키도록 제1 챔버 연통구(2d)에 연결된다. 개폐 밸브(58)는 제1 챔버 연통구(2d)를 개폐 가능하도록 제2 개방 라인(59) 상에 설치된다.

개폐 밸브들(57, 58)에 의해 제1 노즐 연통구(13a)와 제1 챔버 연통구(2d)가 각각 개방되면, 주입 챔버(2)의 내부 공간(2a)과, 제1 노즐 연통구(13a)와 연결된 주입 노즐 어셈블리(2)의 내부 유로들은 모두 대기압 상태가 된다. 이를 통해, 퍼지 부재(50')는 안내 유로(46)와 제2 배출구(42) 사이의 압력 차를 제거함으로써, 안내 유로(26)로 유입된 전해액(E)이 제2 배출구(42)를 통해 배출되지 못한 채 안내 유로(46)에 잔류되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 퍼지 부재(50')에 의하면 내부 공간(2a)에 대기압 분위기를 형성 가능하므로, 이러한 퍼지 부재(50')를 이용해 내부 공간(2a)에 대기압 분위기를 형성한 상태에서 전해액(E)을 이차전지(3)에 주입할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 7 : 주입 노즐 어셈블리
2 : 주입 챔버
2a : 내부 공간
2b : 개방구
2c : 챔버 연통구
2d : 제1 챔버 연통구
2e : 제2 챔버 연통구
3 : 이차전지
3a : 파우치
3b : 주입구
4 : 흡기 라인
5 : 진공 펌프
6 : 전해액 공급 라인
10 : 노즐 바디
10a : 제1 바디
10b : 제2 바디
10c : 돌출부
11a : 제1 홈
11b : 제2 홈
12 : 유입구
13 : 노즐 연통구
13a : 제1 노즐 연통구
13b : 제2 노즐 연통구
14 : 제1 연결 유로
15 : 제1 수용 공간
16 : 제1 배출구
17 : 제2 연결 유로
18 : 제1 연결면
19 : 제1 접촉면
20 : 니들
21 : 헤드
22 : 샤프트
23 : 플렌지
24 : 제2 접촉면
25 : 제1 안내면
26 : 오링
27 : 안내홈
30 : 탄성 부재
40 : 노즐 캡
41 : 제2 수용 공간
42 : 제2 배출구
43 : 제2 연결면
44 : 제2 안내면
45 : 제3 연결 유로
46 : 안내 유로
50, 50' : 퍼지 부재
51 : 바이패스 라인
52, 53 : 개폐 밸브
54 : 가스 라인
55 : 블로워
56 : 제1 개방 라인
57, 58 : 개폐 밸브
59 : 제2 개방 라인
B : 볼트
E : 전해액
G : 퍼지 가스

Claims (18)

1. 가공 대상물이 수용되는 내부 공간을 포함하는 주입 챔버; 및
   외부의 공급원으로부터 공급된 주입액을 상기 내부 공간에 수용된 상기 가공 대상물에 주입하는 주입 노즐 어셈블리를 포함하는 주입 장치에 있어서,
   상기 주입 노즐 어셈블리는,
   제1 수용 공간과, 상기 공급원으로부터 공급된 주입액을 상기 제1 수용 공간에 유입시키는 유입구와, 상기 주입액을 제1 수용 공간으로부터 배출시키는 제1 배출구를 갖는 노즐 바디;
   상기 제1 배출구를 개폐 가능하게 마련되는 헤드를 갖는 니들;
   상기 제1 수용 공간에 유입된 주입액의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에 상기 헤드가 상기 제1 배출구로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록, 상기 니들을 탄성 바이어스하는 탄성 부재;
   상기 제1 배출구에서 배출된 주입액이 유입되도록 상기 헤드의 적어도 일부분이 수용되는 제2 수용 공간과, 상기 가공 대상물의 주입구와 연통되도록 배치되어, 상기 제2 수용 공간에 유입된 주입액을 상기 주입구에 주입하는 제2 배출구를 갖는 노즐 캡; 및
   상기 제2 수용 공간에 잔류된 주입액을 상기 제2 배출구를 통해 배출 가능한 퍼지 부재를 구비하고,
   상기 주입 챔버는,
   외부와 상기 내부 공간을 연통시키는 챔버 연통구를 구비하며,
   상기 노즐 바디는, 상기 제2 수용 공간과 연결된 연결 유로와, 상기 연결 유로를 외부와 연통시키는 제1 노즐 연통구를 더 갖고,
   상기 퍼지 부재는, 상기 챔버 연통구와 상기 제1 노즐 연통구를 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인을 개폐하는 제1 개폐 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 니들은, 상기 헤드와 연결되며 적어도 일부분이 제1 배출구를 관통해 상기 제1 수용 공간에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트와 연결되며 상기 제1 수용 공간에 수용되는 플렌지를 더 갖고,
   상기 탄성 부재는, 상기 제1 수용 공간의 내측면과 상기 플렌지 사이에 개재되는 탄성 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 배출구는, 상기 헤드와 대면하도록 내주면에 마련되는 제1 접촉면을 갖고,
   상기 헤드는, 상기 제1 접촉면과 접촉되어 상기 제1 배출구를 폐쇄하도록 외주면에 마련되는 제2 접촉면을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 접촉면과 상기 제2 접촉면은 각각, 상기 제1 수용 공간 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 탄성 부재는, 상기 액압이 상기 기준 압력 이상인 경우에 상기 제2 접촉면이 상기 제1 접촉면으로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록 상기 니들을 탄성 바이어스하는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 샤프트는, 상기 제1 수용 공간에 유입된 주입액을 상기 제1 배출구로 안내 가능하도록 외주면에 요입 형성되는 적어도 하나의 안내홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 헤드는, 상기 노즐 캡과 대면하도록 외주면에 마련되는 제1 안내면을 갖고,
   상기 제2 수용 공간은, 상기 제1 안내면과 미리 정해진 간격만큼 이격되어 상기 제1 배출구에서 배출된 주입액을 상기 제2 배출구로 안내하는 안내 유로를 형성하도록 내주면에 마련되는 제2 안내면을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 안내면과 상기 제2 안내면은 각각, 상기 제2 배출구 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 바디는, 상기 연결 유로를 외부와 연통시키는 제2 노즐 연통구를 더 갖고,
    상기 퍼지 부재는, 외부의 가스 공급원으로부터 공급된 퍼지 가스를 상기 제2 노즐 연통구에 공급 가능한 블로워를 더 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 블로워는 상기 제1 배출구가 폐쇄된 경우에 상기 퍼지 가스를 공급하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 퍼지 부재는, 상기 가스 공급원과 상기 제2 노즐 연통구를 연결하며, 상기 블로워가 설치되는 가스 라인과, 상기 가스 라인을 개폐하는 제2 개폐 밸브를 더 갖는 것을 특징으로 하는 주입 장치.
14. 이차전지가 수용되는 내부 공간을 포함하는 주입 챔버; 및
    외부의 전해액 공급원으로부터 공급된 전해액을 상기 내부 공간에 수용된 이차전지에 주입하는 주입 노즐 어셈블리를 포함하는 전해액 주입 장치에 있어서,
    제1 수용 공간과, 외부의 전해액 공급원으로부터 공급된 전해액을 상기 제1 수용 공간에 유입시키는 유입구와, 상기 전해액을 상기 제1 수용 공간으로부터 배출시키는 제1 배출구를 갖는 노즐 바디;
    적어도 일부분이 상기 제1 배출구를 통해 상기 제1 수용 공간에 수용되는 샤프트와, 상기 제1 배출구를 개폐 가능하도록 상기 샤프트의 일단에 마련되는 헤드와, 상기 제1 수용 공간에 수용되도록 상기 샤프트의 타단에 마련되는 플렌지를 갖는 니들; 및
    상기 제1 수용 공간의 내측면과 상기 플렌지 사이에 개재되며, 상기 전해액의 액압이 미리 정해진 기준 압력 이상인 경우에 상기 헤드가 상기 제1 배출구로부터 이격되어 상기 제1 배출구가 개방되도록 상기 니들을 탄성 바이어스하는 탄성 스프링;
    상기 제1 배출구에서 배출된 전해액이 유입되도록 상기 헤드의 적어도 일부분이 수용되는 제2 수용 공간과, 상기 이차전지의 주입구와 연통되도록 배치되어, 상기 제2 수용 공간에 유입된 전해액을 상기 주입구에 주입하는 제2 배출구를 갖는 노즐 캡; 및
    상기 제2 수용 공간에 잔류된 전해액을 상기 제2 배출구를 통해 배출 가능한 퍼지 부재를 구비하고,
    상기 주입 챔버는,
    외부와 상기 내부 공간을 연통시키는 챔버 연통구를 구비하며,
    상기 노즐 바디는, 상기 제2 수용 공간과 연결된 연결 유로와, 상기 연결 유로를 외부와 연통시키는 제1 노즐 연통구를 더 갖고,
    상기 퍼지 부재는, 상기 챔버 연통구와 상기 제1 노즐 연통구를 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인을 개폐하는 제1 개폐 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 장치.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 제14항에 있어서,
    상기 주입 챔버는, 상기 내부 공간을 외부와 연통시키도록 개방 형성된 개방구를 더 구비하고,
    상기 노즐 바디는, 상기 개방구를 폐쇄하도록 상기 주입 챔버와 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 장치.

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