KR20130134431A - Charging and discharging device of battery cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 충방전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양측으로 전극 탭이 형성되어 있는 판상형 이차전지의 활성화 또는 테스트를 위한 충방전을 수행하는 장치로서, 전지셀이 탑재된 상태에서 상측 전극 탭 부위가 위치하는 상측 가변부; 하측 전극 탭 부위가 위치하며, 전지셀의 길이방향으로 상측 가변부에 대한 거리가 변화될 수 있도록 상측 가변부에 결합되어 있는 하측 가변부; 전극 탭들에 대응하는 위치에 장착되어 있는 단자 연결부들; 충방전 장치의 일측 또는 양 측면에 장착되어 있고 상측 전극 탭과 하측 전극 탭 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부; 및 상기 단자 연결부들에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기; 를 포함하는 것을 특징으로 전지셀 충방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charging and discharging device of a secondary battery, and more particularly, to perform charging and discharging for activation or testing of a plate-shaped secondary battery in which electrode tabs are formed at both sides, and in a state where a battery cell is mounted. An upper variable portion at which an upper electrode tab portion is positioned; A lower variable part coupled to the upper variable part, wherein the lower electrode tab part is positioned and the distance to the upper variable part in the longitudinal direction of the battery cell is changed; Terminal connection portions mounted at positions corresponding to the electrode tabs; A distance measuring unit mounted on one side or both sides of the charging / discharging device and measuring a distance between the upper electrode tab and the lower electrode tab; And a charger / discharger electrically connected to the terminal connectors. It relates to a battery cell charging and discharging device comprising a.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as a source of energy is rapidly increasing.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module in which a plurality of unit cells are electrically connected, depending on the type of external device in which the secondary battery is used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a notebook computer, a portable DVD, a personal computer, an electric vehicle, and a hybrid electric Medium or large devices such as automobiles require the use of a battery module including a plurality of battery cells due to problems of output and capacity.
전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 후 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극 탭들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.The battery module is manufactured by connecting a plurality of unit cells arranged in series and / or in parallel and then connecting a protection circuit. In the case of using a square or pouch type battery as a unit cell, the wide surfaces thereof may be stacked to face each other, and then the electrode tabs may be easily connected by a connection member such as a bus bar. Therefore, in the case of manufacturing a three-dimensional battery module having a hexahedral structure, a square or pouch type battery is advantageous as a unit cell.
종래에는 이차전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 주로 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. 이러한 이차전지는 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.Conventionally, nickel cadmium batteries or hydrogen ion batteries are mainly used as secondary batteries, but recently, lithium ion batteries and lithium polymer batteries having high energy density have been used. Such secondary batteries are increasing in demand due to the advantages described above.
한편, 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 소정의 장치에 전지셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하게 된다.Meanwhile, the secondary battery is manufactured through a process of assembling a cell and a process of activating a battery. In the battery activation step, the secondary battery is mounted in a predetermined device and charged under conditions necessary for activation.
그러나, 이차전지의 적용 분야가 다양해짐에 따라 다양한 크기와 구조의 전지셀들이 제조되고 있으므로, 그러한 전지셀들을 활성화하기 위해서는 별도로 충방전 장치를 준비하여야 하는 단점이 있다.However, as the field of application of secondary batteries is diversified, battery cells of various sizes and structures are manufactured, and thus, there is a disadvantage in that a separate charging and discharging device must be prepared to activate such battery cells.
또한, 최근 상용화가 진행되기 시작한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차용 중대형 전지모듈 분야에서는 단위전지로서 파우치형 전지와 같은 판상형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있지만, 제조사 별 또는 이차전지 모델 별로 판상형 전지의 크기, 전극 탭의 위치 등이 다르고, 특히 전극 탭이 양측에 형성되어 있는 전지셀의 경우, 크기의 차이에 따라 충방전 장치의 크기 및 형태가 달라져야 하므로, 전지셀의 활성화 과정에서 소요되는 시간이 증가하고 별도의 충방전 장치를 제작함에 따른 제조 비용이 크게 증가한다는 문제점이 있다.In addition, in the field of medium and large battery modules for electric vehicles and hybrid electric vehicles, which have recently been commercialized, plate-type battery cells such as pouch-type batteries have attracted much attention as unit cells, but the size of plate-type batteries by manufacturers or secondary battery models, The position of the electrode tabs is different, and in particular, in the case of the battery cells in which the electrode tabs are formed on both sides, the size and shape of the charging / discharging device must be changed according to the difference in size, so that the time required for the activation of the battery cells increases. There is a problem in that the manufacturing cost greatly increases by manufacturing a separate charge and discharge device.
이와 관련하여, 한국 실용신안등록 제225,054호, 일본 특허출원공개 제2000-223162호, 일본 특허출원공개 제1998-079263호, 일본 특허출원공개 제2006-252831호 등에는 충방전 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이들 출원 등에 개시되어 있는 충방전 장치는 구조가 복잡하거나 또는 작업 효율성이 떨어지는 등의 단점을 가지고 있다.In this regard, charging and discharging devices are disclosed in Korean Utility Model Registration No. 225,054, Japanese Patent Application Publication No. 2000-223162, Japanese Patent Application Publication No. 1998-079263, Japanese Patent Application Publication No. 2006-252831, and the like. . However, the charge and discharge devices disclosed in these applications and the like have disadvantages such as complicated structure or poor work efficiency.
특히, 종래의 충방전 장치에서 전지셀의 전극 사이의 거리를 임의로 측정하는 방식은 불필요한 시간이 소요될 뿐만 아니라, 오차로 인해 그 결과가 정확하지 않은 문제점이 있다.In particular, in the conventional charging and discharging device, the method of arbitrarily measuring the distance between the electrodes of the battery cell takes not only an unnecessary time, but also an error in that the result is not accurate.
따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and the technical problem that has been requested from the past.
즉, 본 발명의 목적은 전지셀의 크기와 전극 탭의 위치 변화에 관계없이 전지셀의 충방전에 사용될 수 있으며, 충방전 과정에서 발생하는 열에 의한 전지셀의 손상을 최소화할 수 있는 구조로 이루어진 이차전지용 충방전 장치를 제공하는 것이다.That is, the object of the present invention can be used for charging and discharging the battery cell irrespective of the size of the battery cell and the change of the position of the electrode tab, it is made of a structure that can minimize the damage of the battery cell by the heat generated during the charge and discharge process It is to provide a charge and discharge device for a secondary battery.
본 발명의 또 다른 목적은 전지셀의 전극 탭 간의 거리를 정확히 측정하여 정밀한 제어가 가능한 충방전 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a charge / discharge device capable of precise control by accurately measuring a distance between electrode tabs of a battery cell.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀의 충방전 장치는, 양측으로 전극 탭이 형성되어 있는 판상형 이차전지의 활성화 또는 테스트를 위한 충방전을 수행하는 장치로서, Accordingly, the charging and discharging device of a battery cell according to the present invention is a device for performing charge and discharge for activation or testing of a plate-shaped secondary battery in which electrode tabs are formed at both sides.
전지셀이 탑재된 상태에서 상측 전극 탭 부위가 위치하는 상측 가변부;An upper variable part at which an upper electrode tab part is positioned in a state where the battery cell is mounted;
하측 전극 탭 부위가 위치하며, 전지셀의 길이방향으로 상측 가변부에 대한 거리가 변화될 수 있도록 상측 가변부에 결합되어 있는 하측 가변부;A lower variable part coupled to the upper variable part, wherein the lower electrode tab part is positioned and the distance to the upper variable part in the longitudinal direction of the battery cell is changed;
전극 탭들에 대응하는 위치에 장착되어 있는 단자 연결부들;Terminal connection portions mounted at positions corresponding to the electrode tabs;
충방전 장치의 일측 또는 양 측면에 장착되어 있고 상측 전극 탭과 하측 전극 탭 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부; 및A distance measuring unit mounted on one side or both sides of the charging / discharging device and measuring a distance between the upper electrode tab and the lower electrode tab; And
상기 단자 연결부들에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기;A charger / discharger electrically connected to the terminal connections;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in FIG.
일반적으로, 전극 탭이 양측에 형성되어 있는 전지셀의 경우, 전지셀 크기 또는 길이에 따라 충방전 장치의 크기 및 형태가 달라져야 하므로, 전지셀의 종류별로 별도의 장치를 준비하여야 한다. 그러나, 본 발명에 따른 충방전 장치는, 전지셀의 전극 탭들이 각각 위치하는 상측 가변부와 하측 가변부가 가변적인 결합 구조로 이루어져 있으므로, 상기 가변부들을 전지셀의 크기 및 형태에 일치되도록 필요에 따라 길이 방향으로 전후 이동시킬 수 있어서, 하나의 충방전 장치에 다양한 종류의 전지셀들이 적용될 수 있다. 결과적으로, 전지셀의 제조 과정에서 전지셀의 크기 및 형태에 관계없이 충방전을 할 수 있으므로 제조 비용을 크게 절감할 수 있다.In general, in the case of a battery cell in which electrode tabs are formed at both sides, the size and shape of the charging / discharging device must vary according to the size or length of the battery cell, and thus, a separate device must be prepared for each type of battery cell. However, the charging and discharging device according to the present invention has a variable coupling structure in which the upper variable part and the lower variable part in which the electrode tabs of the battery cells are located are variable, so that the variable parts may be matched to the size and shape of the battery cell. Accordingly, it can be moved back and forth in the longitudinal direction, so that various types of battery cells can be applied to one charge / discharge device. As a result, charging and discharging may be performed regardless of the size and shape of the battery cell in the manufacturing process of the battery cell, thereby greatly reducing the manufacturing cost.
또한, 상기 거리 측정부에 의해 전지 탭들 간의 거리를 규격화된 수치로 측정할 수 있어서 간단한 조작만으로도 그 거리를 용이하게 측정할 수 있고, 소요 시간을 단축할 수 있으므로 매우 바람직하다.In addition, since the distance between the battery tabs can be measured by a standardized numerical value by the distance measuring unit, the distance can be easily measured with a simple operation, and the required time can be shortened.
상기 판상형 전지셀은 본체를 기준으로 양측으로 전극 탭이 대칭 또는 비대칭일 수 있고, 상기 상측 가변부에 위치한 전지셀의 상측 전극 탭 부위는 양극 또는 음극일 수 있으며, 하측 가변부에 위치한 전지셀의 하측 전극 탭 부위는 상측 전극 탭에 대응하여 음극 또는 양극일 수 있다.The plate-shaped battery cell may have symmetrical or asymmetrical electrode tabs on both sides of the main body, and an upper electrode tab portion of the battery cell positioned in the upper variable part may be a positive electrode or a negative electrode, and the battery cell may be located in the lower variable part. The lower electrode tab portion may be a cathode or an anode corresponding to the upper electrode tab.
상기 상측 가변부와 하측 가변부가 결합하는 부위는 가변적으로 결합이 이루어질 수 있는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 상기 가변적 결합 부위에서, 상측 가변부의 단부와 하측 가변부의 단부는 가변적으로 서로 중첩될 수 있도록 단차 구조로 형성될 수 있다.The portion where the upper variable portion and the lower variable portion are coupled is not particularly limited as long as the structure can be variably coupled. Preferably, in the variable coupling portion, the end portion of the upper variable portion and the end portion of the lower variable portion are variably selected from each other. It may be formed in a stepped structure so as to overlap.
이 경우, 본 발명의 충방전 장치는 상기 가변적 중첩 부위의 크기만큼 다양한 종류의 전지셀에 대해 충방전을 수행할 수 있는 바, 하나의 바람직한 예에서, 상기 가변적 중첩 부위의 크기는 상측 가변부 또는 하측 가변부의 길이를 기준으로 40 내지 90%일 수 있다.In this case, the charging and discharging device of the present invention can perform charging and discharging for various kinds of battery cells as the size of the variable overlapping portion, in one preferred embodiment, the size of the variable overlapping portion is the upper variable portion or 40 to 90% based on the length of the lower variable portion.
상기 상측 가변부와 하측 가변부는 전지셀의 크기에 따라 길이 방향으로 전후 이동을 하고, 가변부들 각각의 단차 부위가 인접하면서 결합되므로, 이와 같이 거리가 가변된 상태('변위 상태')에서 상기 가변부들의 결합을 견고히 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 단차 부위에는 상측 가변부 또는 하측 가변부의 거리가 가변된 상태에서 위치를 고정할 수 있는 위치 고정부가 추가로 장착될 수 있다.The upper variable part and the lower variable part move forward and backward in the longitudinal direction according to the size of the battery cell, and the stepped portions of the variable parts are coupled while adjacent to each other, so that the variable in the state of varying distance ('displacement state') as described above. It is desirable to solidify the combination of parts. Accordingly, the step fixing portion may further be equipped with a position fixing portion capable of fixing the position in a state in which the distance of the upper variable portion or the lower variable portion is variable.
상기 위치 고정부는 각각의 가변부들의 결합을 견고히 할 수 있는 구조로 이루어진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 일 예로, 상기 단차 부위에서 상측 가변부와 하측 가변부에는 길이 방향으로 상호 연통되는 연통부가 형성되어 있고, 상기 위치 고정부는 상기 연통부에 삽입되어 결합되는 수나사형 체결구로 이루어질 수 있다.The position fixing part is not particularly limited as long as it is made of a structure capable of firmly coupling the respective variable parts. For example, a communication part communicating with each other in the longitudinal direction is formed at the upper variable part and the lower variable part at the stepped portion. The position fixing part may be made of a male screw fastener inserted into and coupled to the communication part.
따라서, 전지셀이 정위치에 탑재되도록 소망하는 위치에 적합하게 상측 가변부와 하측 가변부의 단부를 중첩시키고 수나사형 체결구를 각각의 가변부들에 형성되어 있는 연통부에 삽입 및 체결하여 상호간의 결합을 견고히 할 수 있다.Therefore, the ends of the upper variable part and the lower variable part are superimposed to fit the desired position so that the battery cells are mounted in position, and the male screw fastener is inserted into and coupled to the communication part formed in each of the variable parts to be coupled to each other. Can be solidified.
한편, 전지셀의 제조 과정에서 전지 활성화를 위해 전지셀을 충방전하게 되면 많은 열이 발생하며, 특히 장치에 접하는 전지셀 부위에서 발생한 열은 외부로 용이하게 방열되지 못하고 해당 부위에 열축적되는 경향이 있다. 열축적은 전지의 열화를 초래하며 경우에 따라서는 안전성 측면에서 심각한 문제점을 유발할 수 있다.On the other hand, when the battery cell is charged and discharged to activate the battery in the manufacturing process of the battery cell, a lot of heat is generated, in particular, the heat generated from the battery cell portion in contact with the device tends to be thermally accumulated in the region rather than easily radiated to the outside There is this. Thermal accumulation causes deterioration of the battery and in some cases can cause serious problems in terms of safety.
이러한 점을 고려하여, 바람직하게는, 상측 가변부와 하측 가변부에서 전지셀이 탑재되는 부위에 다수의 수직 관통구가 천공되어 있어서, 전지셀의 방열을 더욱 더 용이하게 할 수 있다. 상기 수직 관통구의 구조 및 배열 형상은 다양할 수 있으며, 일 예로, 전지셀의 길이방향으로 상측 가변부와 하측 가변부를 수직으로 관통하는 다수의 관통구들이 2 열을 이루며 상호간에 상하좌우 소정의 간격을 가지고 배열되도록 형성일 수 있다. 따라서, 충방전 장치, 구체적으로 상측 가변부 또는 하측 가변부에 접하는 전지셀의 하단면에서 발생하는 열은 각각의 가변부들에 형성되어 있는 수직 관통구를 통해 외부로 발산된다.In view of this point, preferably, a plurality of vertical through-holes are drilled in the upper variable portion and the lower variable portion in which the battery cells are mounted, thereby facilitating heat dissipation of the battery cells even further. The structure and arrangement of the vertical through hole may vary. For example, a plurality of through holes vertically penetrating the upper variable part and the lower variable part in the longitudinal direction of the battery cell form two rows, and have a predetermined interval between the upper and lower left and right sides. It may be formed to be arranged with. Therefore, heat generated from the lower surface of the battery cell in contact with the charging / discharging device, specifically, the upper variable part or the lower variable part is dissipated to the outside through the vertical through holes formed in the respective variable parts.
하나의 바람직한 예에서, 전지셀의 전극 탭을 수납할 수 있도록 수직단면상으로 'ㄷ' 자형이고 전극 탭의 하단면에 밀착되는 밀착부를 포함하고 있으며 상기 상측 가변부 또는 하측 가변부 상에 고정되는 본체; 및 수납된 전극 탭의 상단면을 가압할 수 있도록 상기 본체의 일측에 장착되어 있는 가압부;를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.In one preferred embodiment, the main body is fixed on the upper variable portion or the lower variable portion including a close-up portion of the 'c' shape on the vertical cross-section and in close contact with the bottom surface of the electrode tab to accommodate the electrode tab of the battery cell ; And a pressing part mounted on one side of the main body so as to press the upper end surface of the accommodated electrode tab.
즉, 상기 단자 연결부는 특정한 형상의 본체와 가압부로 구성되어 있는 바, 본체는 장치의 측면(측벽)을 기준으로 보았을 때, 수직단면상으로 'ㄷ' 자 형태로 형성되어 있어서, 전지셀의 전극 탭을 측면 방향으로 하부 밀착부 상단면에 삽입하기가 용이하고, 삽입된 상태에서 전지셀 전극 탭의 하단면이 밀착부에 안정적으로 밀착된다.That is, the terminal connecting portion is composed of a main body and a pressing portion of a specific shape, the main body is formed in the 'c' shape on the vertical cross-section when viewed with respect to the side (side wall) of the device, the electrode tab of the battery cell It is easy to insert into the upper contact with the lower contact in the lateral direction, the lower surface of the battery cell electrode tab is in close contact with the contact securely in the inserted state.
경우에 따라서는, 전지셀 전극 탭에 대한 더욱 안정적인 접속 상태를 제공할 수 있도록, 전극 탭의 하단면에 밀착되며 본체 상에 설치되어 있는 하부 밀착부와, 전극 탭의 상단면에 접촉되며 가압부 상에 설치된 상부 밀착부를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. 일 예로, 하부 밀착부는 본체의 하면에 부착된 얇은 판상형의 도전체이고, 상부 밀착부는 가압부의 하단면에 장착된 도전체일 수 있다. 이러한 상부 밀착부와 하부 밀착부는 각각 충방전기에 접속되어 해당 단자 연결부에 삽입된 전지셀 전극 탭의 안정적인 접속 상태를 제공한다.In some cases, in order to provide a more stable connection state to the battery cell electrode tab, the lower contact portion which is in close contact with the lower surface of the electrode tab and installed on the main body, and the upper surface of the electrode tab contact with the pressing portion It may be configured to include an upper contact portion installed on the. For example, the lower contact portion may be a thin plate-shaped conductor attached to the lower surface of the main body, and the upper contact portion may be a conductor mounted on the lower surface of the pressing portion. The upper contact portion and the lower contact portion are connected to the charger / discharger, respectively, to provide a stable connection state of the battery cell electrode tab inserted into the corresponding terminal connection portion.
상기와 같은 구조에서, 본체의 일측에 장착되어 있는 상기 가압부는 상부 밀착부를 하향 가압하여, 전지셀 전극 탭의 상단면과 하단면이 상부 밀착부의 하단면과 하단 밀착부의 상단면에 밀착되도록 해 준다.In the above structure, the pressing portion mounted on one side of the main body presses the upper contact portion downward, so that the upper and lower surfaces of the battery cell electrode tabs are in close contact with the lower surface of the upper contact portion and the upper surface of the lower contact portion. .
하나의 바람직한 예에서, 상기 단자 연결부의 본체는 그것의 위치가 폭 방향으로 가변될 수 있도록 상기 가변부 상에 결합될 수 있으며, 이를 위해, 상기 단자 연결부의 본체와 그에 대응하는 가변부 상에는 폭 방향으로 상호 연통되는 연통부가 형성되어 있고, 단자 연결부가 가변된 상태에서 위치를 고정할 수 있는 위치 고정부가 상기 연통부에 체결되어 결합을 이룰 수 있다.In one preferred example, the main body of the terminal connecting portion can be coupled on the variable portion such that its position can be varied in the width direction, and for this purpose, on the main body of the terminal connecting portion and the corresponding variable portion in the width direction The communication part is formed in communication with each other, and the position fixing part which can fix the position in the state where the terminal connection is variable can be coupled to the communication part to form a coupling.
이러한 구조에서, 단자 연결부는 전지셀의 폭 방향으로도 이동이 가능하게 되고, 그에 따라 판상형 전지셀에서 전극 탭의 위치에 관계없이 전지셀의 충방전을 실시할 수 있으며, 예를 들어, 전지셀 본체의 양측으로 전극 탭이 상호간에 대칭형 또는 비대칭형인 구조로 이루어진 전지셀에 대해서도 충방전이 가능하다.In such a structure, the terminal connection part can be moved in the width direction of the battery cell, and thus, the battery cell can be charged and discharged regardless of the position of the electrode tab in the plate-shaped battery cell. Charging and discharging are also possible with respect to battery cells having electrode structures on both sides of the main body having symmetrical or asymmetrical structures.
상기 단자 연결부를 전지셀의 폭 방향으로 소망하는 위치까지 이동시킨 상태에서 단자 연결부의 위치를 고정시키는 위치 고정부는, 단자 연결부와 상측 가변부 또는 하측 가변부 상호간에 위치를 고정시킬 수 있는 가변부와 동일할 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 연통부에 삽입되어 결합되는 수나사형 체결구가 사용될 수 있다.A position fixing part for fixing the position of the terminal connecting part in a state in which the terminal connecting part is moved to a desired position in the width direction of the battery cell, a variable part capable of fixing a position between the terminal connecting part and the upper variable part or the lower variable part; It may be the same, as described above, a male screw fastener that is inserted into the communication portion can be used.
한편, 상기 거리 측정부는 전극 탭의 거리를 측정할 수 있는 위치라면 그것이 장착되는 위치가 특별히 제한하는 것은 아니며, 예를 들어, 충방전 장치의 최외곽 부위의 일측 또는 양 측면에 형성되어 있을 수 있다.On the other hand, if the distance measuring unit is a position capable of measuring the distance of the electrode tab is not particularly limited to the mounting position, for example, may be formed on one side or both sides of the outermost portion of the charging and discharging device. .
상기 구조에서, 거리 측정부는 전지셀의 상하부에 각각 위치한 전지 탭들 간의 거리를 규격화된 수치로 측정할 수 있도록, 바람직하게는 눈금자의 형태로 이루어질 수 있다.In the above structure, the distance measuring unit may be preferably in the form of a ruler so that the distance between the battery tabs respectively positioned on the upper and lower parts of the battery cell can be measured with a standardized value.
또한, 상기 거리 측정부는 상기 가변적 결합 부위에 의해 상측 전극 탭과 하측 전극 탭 간의 거리를 측정할 수 있다. 따라서, 상기 가변적 결합 부위에 의해 다양한 종류의 전지셀들이 적용됨과 동시에 그 길이를 정확히 측정할 수 있으므로 매우 효율적이다.In addition, the distance measuring unit may measure the distance between the upper electrode tab and the lower electrode tab by the variable coupling portion. Therefore, various kinds of battery cells are applied by the variable binding site and the length thereof can be accurately measured, which is very efficient.
본 발명의 충방전 장치에 적용되는 전지셀은 두께 대비 큰 폭을 가진 판상형 전지이며, 특히, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 전지셀이 바람직하다.The battery cell applied to the charging / discharging device of the present invention is a plate-shaped battery having a large width to thickness, and in particular, a battery cell in which an electrode assembly is incorporated in a pouch type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer is preferable.
본 발명은 또한 전지셀 충방전 장치를 이용하여, 중대형 전지모듈용 단위전지인 이차전지를 제조하는 과정에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하거나 또는 상기 이차전지의 성능을 테스트하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.In accordance with another aspect of the present invention, a method of charging or discharging a battery for activating a battery or testing a secondary battery's performance in a process of manufacturing a secondary battery as a unit cell for a medium-large battery module using a battery cell charge / discharge device is performed. To provide.
일반적으로, 고출력 대용량의 중대형 전지모듈의 제조에 사용되는 단위전지들로는, 전지모듈의 제조시 제한된 공간에서의 높은 집적도, 배선 용이성 등을 고려하여, 전극 탭이 전지셀의 양측에 대면하는 구조로 이루어진 전지셀들이 많이 사용된다. 더욱이, 디바이스(예를 들어, 하이브리드 전기자동차 등)에서 전지모듈이 장착되는 공간 및 크기, 필요한 용량 및 출력 등이 서로 다른 관계로, 단위전지의 크기 등이 제조사 별 또는 모델 별로 다른 경향이 있다.In general, unit cells used in the manufacture of high-output large-capacity battery modules have a structure in which electrode tabs face both sides of the battery cell, in consideration of high integration in a limited space and ease of wiring when manufacturing the battery module. Battery cells are used a lot. In addition, since the space and size in which the battery module is mounted in the device (for example, a hybrid electric vehicle, etc.), the required capacity and output, etc. are different, the size of the unit battery tends to be different for each manufacturer or model.
따라서, 앞서 설명한 바와 같은 다양한 잇점들로 인해, 본 발명에 따른 전지셀 충방전 장치는 중대형 전지모듈용 단위전지(전지셀)의 제조 과정에 특히 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 중대형 전지모듈은 둘 또는 그 이상의 이차전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 노트북 컴퓨터, e-바이크(bike) 등의 전원에 사용되는 전지모듈일 수 있다.Therefore, due to various advantages as described above, the battery cell charging and discharging device according to the present invention can be particularly preferably used in the manufacturing process of a unit battery (battery cell) for medium and large battery modules, the medium and large battery modules are two or more The battery module electrically connecting more secondary batteries is not particularly limited, and may be, for example, a battery module used for a power source of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a notebook computer, an e-bike, and the like.
이러한 전지모듈의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Structure and manufacturing method of such a battery module is known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서와 같이, 본 발명의 전지셀 충방전 장치를 전지셀이 탑재된 상태에서 상측 전극 탭 부위가 위치하는 상측 가변부와 하측 전극 탭 부위가 위치하는 하측 가변부를 전지셀의 길이방향으로 가변될 수 있는 결합 구조로 형성함으로써, 전지셀의 크기 또는 전극 탭의 위치에 관계없이 전지셀의 활성화를 위한 충방전을 하거나 전지셀의 성능을 테스트할 수 있고, 충방전 과정에서 발생하는 열에 의한 전지셀의 손상을 최소화할 수 있어서, 궁극적으로 양질의 전지셀을 낮은 제조비용으로 제조할 수 있다.As described above, in the battery cell charging and discharging device of the present invention, the upper variable part in which the upper electrode tab part is located and the lower variable part in which the lower electrode tab part is positioned in the battery cell charging and discharging state may be varied in the longitudinal direction of the battery cell. By forming a coupling structure, the battery cell can be charged or discharged for activation of the battery cell or the performance of the battery cell can be tested regardless of the size of the battery cell or the position of the electrode tab. Damage can be minimized, and ultimately a good quality battery cell can be manufactured at a low manufacturing cost.
본 발명은 또한, 거리 측정부에 의해 전지셀의 전극 탭 간의 거리를 규격화된 수치로 정확하고 용이하게 측정할 수 있다.The present invention can also accurately and easily measure the distance between the electrode tabs of the battery cell by a distance measuring unit at a standardized value.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 충방전 장치의 평면 모식도이다;
도 2는 도 1의 전지셀 충방전 장치의 사시도이다;
도 3은 도 1의 상측 가변부와 하측 가변부의 결합부위를 나타내는 사시도이다;
도 4는 도 2의 단자 연결부를 확대한 사시도이다.1 is a schematic view of a battery cell charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of the battery cell charging and discharging device of FIG. 1;
3 is a perspective view illustrating a coupling part of an upper variable part and a lower variable part of FIG. 1;
4 is an enlarged perspective view illustrating the terminal connection part of FIG. 2.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 전지셀 충방전 장치의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically illustrates a plan view of a battery cell charge and discharge device.
도 1을 참조하면, 전지셀 충방전 장치(100)는, 전지셀(도시하지 않음)이 탑재되고 가변적 결합 구조를 가진 상측 가변부(20) 및 하측 가변부(30)와, 전지셀의 전극단자와 각 부재들(20, 30)을 접속시키는 단자 연결부(40), 상측 전극 탭(도시하지 않음)과 하측 전극 탭(도시하지 않음) 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부(50)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the battery cell charge /
상측 가변부(20) 및 하측 가변부(30)에는 탑재된 전지셀의 크기에 따라 가변된 상태에서 가변부들(20, 30)을 상호 위치 고정할 수 있도록, 연통부(22)과 수나사형 체결구(24)가 형성되어 있다. 또한, 전지셀의 충방전시 발생하는 열을 방출하는 다수의 수직 관통구들(26)이 형성되어 있다.The upper
이러한 충방전 장치(10)는 충방전기(70)에 연결되어 있는 바, 단자 연결부(40)에 대한 상세한 구조가 도시되어 있는 도 4를 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다.The charging and discharging device 10 is connected to the charging and discharging
전지셀의 전극 탭은 단자 연결부(40)의 상부 밀착부(43)와 하부 밀착부(41)에 밀착되며, 밀착부들(41, 43)에 전기적으로 연결된 충방전기(70)의 작동에 의해 충방전이 행해진다. 밀착부(41, 43)와 충방전기(70)의 전기적 연결은 상부 밀착부(43) 또는 하부 밀착부(41) 중 하나만 연결되어도 무방하나, 더욱 안정적인 접속 상태를 제공할 수 있도록, 각각의 밀착부들(41, 43)이 중복으로 충방전기에 연결된다.The electrode tab of the battery cell is in close contact with the
도 2에는 도 1의 전지셀 충방전 장치의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 상측 가변부와 하측 가변부의 가변적 결합 구조를 보여주기 위해 상측 가변부 및 하측 가변부 만을 나타낸 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.2 is a perspective view schematically showing the battery cell charging and discharging device of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing only the upper and lower variable parts to show a variable coupling structure of the upper and lower variable parts. Is shown as an example.
이들 도면을 참조하면, 상측 가변부(20)와 하측 가변부(30)는 전지셀의 길이 방향으로 가변될 수 있도록, 그것의 단부들(27, 37)이 단차 구조로 이루어져 있고 서로 중첩되어 있다. 도면에서, 상측 가변부(20)와 하측 가변부(30)가 중첩되는 부위의 크기(A)는 상측 가변부의 길이(L)를 기준으로 약 45%로 형성되어 있으므로, 상기 범위만큼 가변이 가능하다.Referring to these drawings, the upper
따라서, 전지셀(도시하지 않음)을 충방전 장치(100)에 장착하기 위해서는, 상측 가변부(20)와 하측 가변부(30)를 전지셀의 크기에 대응하여 전지셀의 길이 방향(L)으로 이동시켜 각각의 수직 관통구들(26, 28)을 일치시킨 후, 연통부(22)에 삽입되어 있는 수나사형 체결구(24)를 시계방향으로 조여서 상측 가변부(20)와 하측 가변부(30)를 상호 결합시킨다.Therefore, in order to mount a battery cell (not shown) in the charge /
상측 가변부(20)와 하측 가변부(30)의 타측 단부, 즉, 전지셀의 전극 탭들이 위치하게 되는 부위에는 단자 연결부(40)가 형성되어 있다. 단자 연결부(40) 역시 전지셀의 폭 방향으로 가변될 수 있도록, 그것의 본체와 그에 대응하는 가변부들(20, 30) 상에는 폭 방향으로 상호 연통되는 연통부(46)가 형성되어 있고, 단자 연결부가 가변된 상태에서 위치를 고정할 수 있는 수나사형 체결구(48)가 연통부(46)에 삽입되어 결합되어 있다. The
단자 연결부(40)에 대한 전지셀 전극단자의 접속은, 우선, 전지셀의 전극단자를 단자 연결부(40)의 하부 밀착부(41) 상에 본체의 일측면인 'ㄷ' 자 측면의 개구 방향(49)인 화살표 방향으로 삽입하고 전지셀 본체를 상측 가변부(20) 및 하측 가변부(30) 상에 탑재한 후, 가압부(42)를 하부로 이동시키면서 상부 밀착부(43)를 가압하여 전극단자가 상부 밀착부(43)와 하부 밀착부(41) 사이에 밀착되도록 하여 달성된다.In the connection of the battery cell electrode terminal to the
거리 측정부(50)는 충방전 장치(100)의 최외곽 부위의 일측에 눈금자의 형태로 형성되어 있다. 따라서, 거리 측정부(50)는 가변부들(20, 30)에 의해 상측 전극 탭과 하측 전극 탭 간의 거리를 정확하고 용이하게 측정할 수 있다.The
도 4에는 도 2의 단자 연결부를 확대한 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.4 is an enlarged perspective view schematically illustrating the terminal connection part of FIG. 2.
도 4를 참조하면, 단자 연결부(40)는, 전지셀(도시하지 않음)의 전극 탭을 수납한 상태에서 전극 탭의 하단면에 접촉되는 하부 밀착부(41)가 하면에 부착되어 있는 본체(44)와, 하부 도전재(41) 상에 위치한 전극단자를 밀착시키기 위하여 상부 밀착부(43)를 가압하는 가압부(42)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the
또한, 단자 연결부(40)의 일측 하단부에는 연통부(46)가 단자 연결부(40)의 본체(44)와 결합되는 상측 가변부(20) 상에 전지셀의 폭 방향(도 1: W)으로 형성되어 있다.In addition, the
따라서, 단자 연결부(40)의 본체(44)를 전지셀에서 전극 탭이 형성된 위치에 대응하도록 전지셀의 폭 방향으로 정밀하고 미세하게 이동시키고, 연통부(46)에 삽입되어 있는 수나사형 체결구(48)를 조임으로써, 단자 연결부(40)를 상측 가변부(20) 상의 소망하는 위치에 고정시킨다.
Accordingly, the male screw fastener inserted in the communicating
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (17)
전지셀이 탑재된 상태에서 상측 전극 탭 부위가 위치하는 상측 가변부;
하측 전극 탭 부위가 위치하며, 전지셀의 길이방향으로 상측 가변부에 대한 거리가 변화될 수 있도록 상측 가변부에 결합되어 있는 하측 가변부;
전극 탭들에 대응하는 위치에 장착되어 있는 단자 연결부들;
충방전 장치의 일측 또는 양 측면에 장착되어 있고 상측 전극 탭과 하측 전극 탭 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부; 및
상기 단자 연결부들에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 충방전 장치.An apparatus for performing charging and discharging for activation or testing of a plate-shaped secondary battery having electrode tabs formed on both sides thereof,
An upper variable part at which an upper electrode tab part is positioned in a state where the battery cell is mounted;
A lower variable part coupled to the upper variable part, wherein the lower electrode tab part is positioned and the distance to the upper variable part in the longitudinal direction of the battery cell is changed;
Terminal connections mounted at positions corresponding to the electrode tabs;
A distance measuring unit mounted on one side or both sides of the charging / discharging device and measuring a distance between the upper electrode tab and the lower electrode tab; And
A charger / discharger electrically connected to the terminal connections;
The battery cell charging / discharging apparatus comprising:
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Legal Events
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