KR20190101725A - 셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀의 제조과정의 효율을 높이고 발생되는 불량률을 효과적으로 줄일 수 있는 셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 셀 배열 장치는, 전단부, 후단부, 좌측 단부, 및 우측 단부를 가진 사각 플레이트를 구비하고, 전극 리드가 형성된 단부가 전방을 향하도록 배터리 셀이 배치되는 수용 공간이 형성된 탑재부가 구비된 트레이; 및 상기 탑재부에 수용된 배터리 셀의 전극 리드가 형성된 전단부를 가압하도록 후방으로 이동하도록 구성된 가압대가 구비되고, 상기 가압대가 상기 배터리 셀의 전단부 중 상기 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성된 가압 유닛을 포함한다.

Description

셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법{Cell Arranging Apparatus and Method for Arranging Cell with The Same}
본 발명은 셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 셀의 제조과정의 효율을 높이고 발생되는 불량률을 효과적으로 줄일 수 있는 셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
또한, 리튬 이차 전지는, 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.
여기서, 파우치형 이차 전지의 파우치는, 하부 시트와 이를 덮는 상부 시트로 크게 구분되고, 상기 파우치에는 양극 및 음극과 세퍼레이터가 적층 권취되어 형성된 전극조립체가 수납된다. 그리고, 상기 전극조립체를 수납한 다음 상부 시트와 하부 시트의 가장자리를 열융착 등에 의해 실링하게 된다. 또한, 각 전극에서 인출된 전극탭이 전극 리드에 결합되고, 상기 전극 리드에는 실링부와 접촉한 부분에 절연 필름이 부가될 수 있다.
그러나, 파우치형 이차 전지는, 캔형과 달리 연질의 파우치를 용기로 사용하므로 기계적 강도가 약하고, 수분 침투의 가능성이 있으며, 내부 쇼트, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에 노출, 낙하 등에 의한 충격과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발을 초래하는 안전성이 취약한 문제를 갖고 있다.
그리고, 이러한 파우치형 이차 전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 단점을 가지고 있다. 따라서, 이차 전지에는 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 보호회로모듈(PCM)이 구비될 필요가 있었다.
한편, 종래기술의 이차 전지와 보호회로모듈 간의 전기적 연결을 위한 용접 공정에서는, 용접 신뢰성을 높이고 신속하게 용접이 이루어지기 위해 이차 전지에 형성된 전극 리드 및 보호회로모듈의 접속 부재 각각이 설정된 위치에 정확히 위치될 필요가 있었다.
그러나, 이차 전지에는 외부 충격에 쉽게 변형 내지 손상될 수 있는 전극 리드가 형성되어 있으므로, 이차 전지를 설정된 위치에 배열시키기 위해 이차 전지를 가압하는 과정 중에, 이차 전지의 외장재 또는 전극 리드를 손상시킬 수 있는 문제가 있었다.
특히, 외압에 의해 전극 리드가 변형될 경우, 보호회로모듈의 접속 부재와의 용접이 원할 하게 이루어 지기 힘들어지거나, 접속 불량이 발생하는 문제가 있었다. 더욱이, 이러한 이차 전지를 설정 위치에 정밀하게 위치시키기 위해서는 위치 조정을 위한 시간 소요가 비교적 큰 편이어서, 제조 비용을 상승시키는 큰 원인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 셀의 제조과정의 효율을 높이고 발생되는 불량률을 효과적으로 줄일 수 있는 셀 배열 장치 및 그것을 이용한 셀 배열 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 셀 배열 장치는,
전단부, 후단부, 좌측 단부, 및 우측 단부를 가진 사각 플레이트를 구비하고, 전극 리드가 형성된 단부가 전방을 향하도록 배터리 셀이 배치되는 수용 공간이 형성된 탑재부가 구비된 트레이; 및
상기 탑재부에 수용된 배터리 셀의 전극 리드가 형성된 전단부를 가압하도록 후방으로 이동하도록 구성된 가압대가 구비되고, 상기 가압대가 상기 배터리 셀의 전단부 중 상기 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성된 가압 유닛을 포함한다.
또한, 상기 가압 유닛의 가압대는, 일방향으로 길게 연장된 바 형태의 본체부; 및 상기 본체부에서 상부 방향으로 연장된 적어도 하나 이상의 기둥부가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 기둥부는 상기 배터리 셀의 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 가압대는 상기 본체부의 상부에서 연장된 2개의 기둥부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 2개의 기둥부는 소정의 거리로 서로 이격되어 위치될 수 있다.
더욱이, 상기 트레이는, 탑재된 배터리 셀의 좌측 또는 우측을 가압하도록 좌 방향 또는 우 방향으로 이동하도록 구성된 밀착대; 및 상기 밀착대에 가압력을 부가하도록 일단이 상기 밀착대의 일측과 연결되고 타단이 상기 트레이에 연결된 탄성 부재를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 셀 배열 장치는, 상기 탄성 부재의 압축 상태에서 상기 밀착대의 가압 방향으로의 이동을 정지시키는 가압 핀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트레이에는 상기 가압 핀이 관통 삽입되도록 구성된 관통구가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 가압 유닛의 가압대의 이동 방향은 상기 트레이의 밀착대의 이동 방향과 수직을 이룰 수 있다.
그리고, 상기 셀 배열 장치는, 상기 탑재부의 기준 위치에 배치된 배터리 셀이 위치 고정되도록 상기 배터리 셀의 상부를 덮는 고정 커버를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 고정 커버의 하면에는 상기 배터리 셀의 상부를 가압하도록 하부 방향으로 돌출된 고정 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 트레이에는 상기 고정 커버의 커버 위치를 가이드 하도록 상부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 고정 커버에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 삽입구가 형성될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 셀 배열 방법은, 트레이 형성된 탑재부에 전극 리드가 형성된 단부가 전방을 향하도록 배터리 셀을 탑재하는 탑재 단계; 및
가압 유닛이 구비한 가압대가 상기 탑재부에 수용된 배터리 셀이 기준 위치로 배열되도록 후방으로 이동하면서, 상기 배터리 셀의 전단부 중 상기 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하는 가압 단계를 포함한다.
나아가, 상기 셀 배열 방법은, 상기 탑재부의 기준 위치에 위치된 배터리 셀을 위치 고정하도록 고정 커버를 상기 배터리 셀의 상부에 위치시키는 고정 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 셀 배열 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 셀 배열 장치는, 가압대를 구비한 가압 유닛을 사용하여 배터리 셀의 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성함으로써, 상기 배터리 셀을 배열하는 동안에 발생될 수 있는 전극 리드의 손상을 방지할 수 있어, 제품의 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 이러한 측면에 의하면, 가압 유닛이 유압 실린더를 구비함으로써, 가압대가 배터리 셀의 테라스부를 더욱 섬세하게 가압할 수 있어, 가압에 따른 파우치 외장재 또는 전극 리드의 손상을 최소화 할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 트레이는, 배터리 셀을 좌우 방향의 기준 위치로 배열하도록 밀착대와 탄성 부재를 구비함으로써, 배터리 셀이 탑재부의 수용 공간 내에서 좌우 방향의 기준 위치 또한 신속 정확하게 배열할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 셀 배열 장치는, 베이스 플레이트에 삽입된 가압 핀을 구비함으로써, 트레이를 베이스 플레이트에 탑재 시키는 것만으로도 손쉽게 밀착대를 가압 방향의 이동을 정지 시키고, 밀착대와 연결된 탄성 부재를 압축 상태로 만들 수 있다. 이에 따라, 복잡한 구성과 과정 없이 상기 배터리 셀의 배열을 수행할 수 있고, 배열 작업을 간소화하고 신속히 진행될 수 있어, 배터리 셀의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일측면에 의하면, 밀착대에 경사부를 형성시킴으로써, 가압 핀의 상하 방향의 이동만으로, 밀착대의 좌우 방향의 이동을 제어할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 셀 배열 장치는 복잡한 제어 과정 없이 손쉽게 상기 배터리 셀의 좌우 방향의 배열을 수행할 수 있어, 작동이 손쉽고 공정이 신속하다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 고정 커버는, 가이드 돌기와 삽입구의 체결 구조에 의해 탑재부의 기준 위치에 배열된 배터리 셀을 효과적으로 위치 고정시킬 수 있다. 나아가, 상기 고정 커버를 가이드 돌기와 삽입구를 통해 트레이의 상부에 설정된 위치에 손쉽게 탑재될 수 있어, 공정 속도를 높일 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치에 배터리 셀이 탑재된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 1의 A' 영역의 부위를 확대하여 개략적으로 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는, 도 1의 B' 영역의 부위를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도(a) 및 (b)이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도(a) 및 (b)이다.
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 고정 커버를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치에 배터리 셀이 탑재된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 셀 배열 장치(200)는, 트레이(210) 및 가압 유닛(220)을 포함하고 있다.
여기서, 상기 트레이(210)는, F 방향으로 바라본 것을 기준으로, 전단부(210a), 후단부(210b), 좌측 단부(210c), 및 우측 단부(210d)를 가진 사각 플레이트를 구비할 수 있다. 또한, 상기 트레이(210)는, 배터리 셀(100)이 배치되는 수용 공간이 형성된 탑재부(211)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 탑재부(211)에 탑재된 상기 배터리 셀(100)은 전극 리드(110)가 형성된 단부가 전방을 향하도록 위치시킬 수 있다.
더욱이, 상기 탑재부(211)의 수용 공간은 외면이 하부 방향으로 내입되어 형성된 공간일 수 있다. 즉, 상기 탑재부(211)의 수용 공간은, 일부위가 나머지 부위에 비해 상하 방향으로 높이가 다른 단차 구조가 형성된 부위일 수 있다.
그리고, 상기 수용 공간은, 상기 배터리 셀(100)의 외형의 적어도 일부가 수용될 수 있는 크기일 수 있다. 예를 들면, 상기 탑재부(211)의 수용 공간의 좌우 방향의 폭(Z)은 상기 배터리 셀(100)의 좌우 방향의 폭보다 같거나 클 수 있다. 그리고, 상기 탑재부(211)의 수용 공간의 전후 방향의 길이(U)는 상기 배터리 셀(100)의 전후 방향의 길이 보다 작도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 탑재부(211)의 수용 공간은, 상기 배터리 셀(100)이 탑재된 상태에서 상기 배터리 셀(100)의 후단부와 수용 공간의 후측벽 사이에 간극이 있을 수 있다. 마찬가지로, 상기 탑재부(211)는, 상기 배터리 셀(100)이 탑재된 상태에서 상기 배터리 셀(100)의 좌우 측단부와 수용 공간의 좌우측벽 사이에 간극이 있을 수 있다.
더욱이, 상기 탑재부(211)는, 기준 위치를 설정할 수 있도록 수용 공간의 내부의 좌우 측벽 사이의 폭(Z), 및 수용 공간의 내부의 상단부에서 후측벽의 사이의 길이(U)를 설정할 수 있다. 그리고, 상기 탑재부(211)는, 기준 위치에 상기 배터리 셀(100)이 위치할 수 있도록 수용 공간의 좌측벽 또는 우측벽, 및 후측벽이 상기 배터리 셀(100)을 지지해주는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 여기서, 상기 배터리 셀(100)은, 파우치형 배터리 셀(100)일 수 있다. 특히, 여기서 파우치형 배터리 셀(100)은, 전극조립체(도시하지 않음), 전해질(도시하지 않음) 및 파우치 외장재(115)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 파우치 외장재(115)의 내부에 밀봉되고, 일측에 전극 리드들(111, 112)이 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 배터리 셀(100)은 반복적인 충방전이 가능한 이차 전지일 수 있다. 특히, 상기 배터리 셀(100)은 리튬 이온 전지일 수 있다.
그리고, 상기 전극조립체(도시하지 않음)는, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전극조립체는, 하나의 양극판과 하나의 음극판이 세퍼레이터와 함께 권취된 권취형, 및 다수의 양극판과 다수의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 스택형 등으로 구분될 수 있다.
더욱이, 상기 파우치 외장재(115)는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 파우치 외장재(115)는, 전극조립체와 전해액 등 내부 구성요소를 보호하고, 전극조립체와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 금속 박막, 이를테면 알루미늄 박막이 포함된 형태로 구성될 수 있다.
나아가, 이러한 알루미늄 박막은, 전극조립체 및 전해액과 같은 배터리 셀(100) 내부의 구성요소나 배터리 셀(100) 외부의 다른 구성 요소와의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 절연물질로 형성된 절연층 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 파우치 외장재(115)는, 2개의 파우치로 구성될 수 있으며, 그 중 적어도 하나에는 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 파우치 외장재(115)는, 전극조립체 및 전해액이 수용된 수납부(116)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 파우치 외장재(115)는, 전극조립체가 수용된 수납부(116)의 내부 공간이 밀폐되도록 2개의 파우치가 서로 융착되어, 상기 수납부(116) 주변으로 실링부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파우치 외장재(115)의 전방 외주변에 위치한 실링 처리된 테라스부(S)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 파우치형 배터리 셀(100)은, 전극 리드(110)를 구비할 수 있다. 이러한 전극 리드(110)는, 양극 리드(111) 및 음극 리드(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 양극 리드(111) 및 음극 리드(112) 각각은, 도 3에 표기한 F 방향으로 바라봤을 때, 플레이트 형태로 구성되어, 2개의 나머지 면보다 상대적으로 넓은 면이 상하부에 각각 위치하고 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 양극 리드(111)가 배터리 셀(100)의 테라스부(S)의 일측변의 일측에 돌출 연장된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(112)는, 상기 양극 리드(111)로부터 이격되어 테라스부(S)의 일측변의 타측에 돌출 연장된 형태로 구성될 수 있다.
앞서 설명한 파우치형 배터리 셀(100)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 배터리 셀이 채용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 가압 유닛(220)은, 상기 탑재부(211)에 수용된 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성된 전단부를 가압하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 가압 유닛(220)은, 상기 트레이(210)의 전방에 위치될 수 있다. 또한, 상기 가압 유닛(220)은, 후방으로 이동하도록 구성된 가압대(222)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 가압 유닛(220)은, 상기 트레이(210)의 전방에 위치되고, 상기 가압 유닛(220)에 구비된 상기 가압대(222)가 후방으로 이동하면서 상기 탑재부(211)에 수용된 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성된 전단부를 가압하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 셀 배열 장치(200)는, 5개의 배터리 셀(100)을 수용할 수 있는 탑재부(211)가 형성된 트레이(210)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 가압 유닛(220)에는 후방으로 이동하도록 구성된 5개의 가압대(222)가 구비될 수 있다.
도 4는, 도 1의 A' 영역의 부위를 확대하여 개략적으로 나타내는 부분 확대도이다. 도 5는, 도 1의 B' 영역의 부위를 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다. 그리고, 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 가압대(222)는, 상기 배터리 셀(100)의 전단부 중 상기 전극 리드(110)가 형성되지 않은 부위(P)를 가압하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 가압대(222)는, 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 가압대(222)는, 전기 절연성의 플라스틱 소재를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 가압 유닛(220)의 가압대(222)는, 본체부(222a) 및 적어도 하나 이상의 기둥부(222b)를 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 본체부(222a)는, 일방향으로 길게 연장된 바 형태일 수 있다. 그리고, 상기 기둥부(222b)는, 상기 본체부(222a)에서 상부 방향으로 연장된 형태일 수 있다.
나아가, 상기 기둥부(222b)의 측부(R)는 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성되지 않은 부위(테라스부의 전단부)를 가압하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 가압대(222)는 상기 본체부(222a)의 상부에서 연장된 2개의 기둥부(222b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 2개의 기둥부(222b)는 소정의 거리로 서로 이격되어 위치될 수 있다. 즉, 상기 가압대(222)의 2개의 기둥부(222b)는, 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성된 부위와 대면하지 않은 위치에 형성될 수 있도록, 소정의 거리로 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가압 유닛(220)에는 5개의 가압대(222)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 5개의 가압대(222) 각각은, 본체부(222a)와 2개의 기둥부(222b)를 구비할 수 있다. 나아가, 상기 5개의 가압대(222) 각각의 기둥부(222b)의 측부(R)는 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성되지 않은 부위(P)를 가압하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 가압 유닛(220)에 구비된 가압대(222)를 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성되지 않은 부위(P)를 가압하도록 구성함으로써, 상기 배터리 셀(100)을 배열하는 동안에 발생될 수 있는 전극 리드(110)의 손상을 방지할 수 있다.
특히, 후속 공정으로, 배터리 셀(100)의 과전류가 흐르거나, 고온에서 작동되는 것을 방지하도록 보호회로나 보호 소자가 구비된 보호회로모듈(PCM)을 전극 리드(110)와 용접하여 전기적으로 연결하는 공정을 위해서는, 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 형성된 전단부를 가압하여 정렬하는 것이, 상기 배터리 셀(100)의 후단부를 가압하여 정렬하는 방식 보다 전극 리드(110)를 정밀한 위치에 위치시키기가 쉽고 배열 위치의 부적합해지는 확률이 적어지는 이점이 있다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 가압 유닛(220)에는 상기 가압대(222)를 전후 방향으로 이송 시키는 이송부(228)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 이송부(228)는 상기 가압대(222)를 전후 방향으로 이송 시킬 수 있도록 유압 실린더(227)가 구비될 수 있다. 나아가, 상기 유압 실린더(227)는 피스톤(도시하지 않음)을 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 이송부(228)는, 상기 가압대(222)를 탑재한 이송판(226)을 더 구비할 수 있다. 그리고, 상기 유압 실린더(227)는 상기 이송판(226)을 전후 방향으로 이송하도록 이송힘을 발생시킬 수 있다. 나아가, 상기 유압 실린더(227)의 피스톤의 일부는 상기 이송판(226)과 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 가압 유닛(220)이 유압 실린더(227)를 구비함으로써, 상기 가압대(222)가 상기 배터리 셀(100)의 전단부(테라스부)를 더욱 섬세하게 가압할 수 있어, 가압에 따른 파우치 외장재(115)의 손상을 최소화 할 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에서는, 하기 설명의 편의를 위해 외부에서 탄성 부재(214)의 위치를 확인할 수 있도록 탄성 부재(214)가 내장된 부위를 부분 단면도로 나타냈다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 트레이(210)는, 밀착대(212) 및 탄성 부재(214)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 밀착대(212)는, 상기 탑재부(211)에 탑재된 배터리 셀(100)의 좌측 또는 우측을 가압하도록 좌 방향 또는 우 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 밀착대(212)는 상기 트레이(210)의 상면이 후방으로 내입되어 형성된 장착 공간(E)에 삽입되어 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 밀착대(212)는 장착 공간(E)의 내측벽(E1)에 따라 좌우 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 탄성 부재(214)는 상기 밀착대(212)에 가압력을 부가하도록 일단이 상기 밀착대(212)의 일측과 연결되고 타단이 상기 트레이(210)에 연결될 수 있다. 나아가, 상기 탄성 부재(214)는, 상기 트레이(210)에 탑재되어 고정된 블록(217) 내부에 삽입되어 위치될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(210) 각각에 형성된 탑재부(211)의 수용 공간의 일측에 상기 밀착대(212)가 삽입되어 있는 장착 공간(E)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 장착 공간(E)에는 블록(217)에 내장된 2개의 탄성 부재(214)가 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 밀착대(212)는, 상기 탄성 부재(214)의 탄성력을 통해 배터리 셀(100)의 일측을 가압할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 트레이(210)는, 상기 밀착대(212)와 상기 탄성 부재(214)를 구비함으로써, 상기 배터리 셀(100)이 상기 탑재부(211)의 수용 공간 내에서 좌우 방향의 기준 위치에 맞게 배열되도록 할 수 있다. 나아가, 상기 탄성 부재(214)의 탄성력은 상기 배터리 셀(100)의 측부를 과도하게 가압하지 않아, 상기 배터리 셀(100)의 손상 없이 신속하게 배터리 셀(100)을 배열 시킬 수 있는 이점이 있다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 1과 함께 도 7을 참조하면, 상기 셀 배열 장치(200)는 베이스 플레이트(230) 및 가압 핀(240)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 셀 배열 장치(200)는, 상기 트레이(210)의 하부에 위치한 가압 핀(240)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 가압 핀(240)은 상기 베이스 플레이트(230)에 내부에 삽입된 형태로 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 가압 핀(240)은 상부 방향으로 직립된 형태일 수 있다. 그리고, 상기 가압 핀(240)은 좌우 방향의 측면이 전후 방향의 측면보다 넓은 플레이트 형상일 수 있다.
나아가, 상기 가압 핀(240)은 좌우 방향의 측면은 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 측부와 대면하도록 위치될 수 있다. 또한, 상기 가압 핀(240)은 상기 탄성 부재(214)의 압축 상태에서 상기 밀착대(212)의 배터리 셀(100)을 가압하는 가압 방향으로의 이동을 정지시키도록 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 측부를 저지할 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 셀 배열 장치(200)는 5개의 가압 핀(240)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 5개의 가압 핀(240)은 베이스 플레이트(230) 내부에 삽입되어 위치될 수 있다. 그리고, 상기 5개의 가압 핀(240)의 상부는 상기 베이스 플레이트(230)의 상면 보다 돌출되도록 형성될 수 있다.
나아가, 도 1에서와 같이, 상기 트레이(210)에는 상기 가압 핀(240)이 관통 삽입되도록 구성된 관통구(H1)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통구(H1)는, 상기 밀착대(212)와 인접한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 관통구(H1)는, F 방향에서 바라보았을 때, 상기 밀착대(212)의 좌측 또는 우측에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 가압 핀(240)의 상부는 상기 관통구(H1)에 관통하여 상기 밀착대(212)의 좌측면 또는 우측면을 지지하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(210)에는 5개의 관통구(H1)가 형성될 수 있다. 상기 5개의 관통구(H1) 각각에는 상기 5개의 가압 핀(240) 각각이 관통되어 위치될 수 있다. 그리고, 상기 5개의 가압 핀(240)은 F 방향에서 바라보았을 때, 상기 5개의 밀착대(212)의 우측면을 지지하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 상기 트레이(210)가 상기 베이스 플레이트(230) 상에 탑재되는 것만으로도, 상기 베이스 플레이트(230)에 삽입된 가압 핀(240)들의 상단부가 상기 트레이(210)의 관통구(H1)에 삽입되어, 상기 탄성 부재(214)의 압축 상태에서 상기 밀착대(212)의 가압 방향으로의 이동을 정지시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 셀 배열 장치(200)는, 베이스 플레이트(230)에 삽입된 가압 핀(240)을 구비함으로써, 상기 트레이(210)를 상기 베이스 플레이트(230)에 탑재 시키는 것만으로도 손쉽게 상기 밀착대(212)를 가압 방향의 이동을 정지 시키고, 상기 밀착대(212)와 연결된 탄성 부재(214)를 압축 상태로 만들 수 있다. 이에 따라, 복잡한 구성과 과정 없이 상기 배터리 셀(100)의 배열을 수행할 수 있고, 배열 작업을 간소화하고 신속히 진행될 수 있어, 배터리 셀(100)의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 상기 가압 유닛(220)의 가압대(222)의 이동 방향은 상기 트레이(210)의 밀착대(212)의 이동 방향과 수직을 이룰 수 있다. 구체적으로, 상기 가압 유닛(220)의 가압대(222)의 이동 방향이 전후 방향일 경우, 상기 밀착대(212)의 이동 방향은 좌우 방향일 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가압 유닛(220)의 가압대(222)는 상기 배터리 셀(100)을 상하 방향의 기준 위치로 이동 시키도록 후방으로 이동될 수 있고, 상기 밀착대(212)는 상기 배터리 셀(100)을 좌우 방향의 기준 위치로 이동 시키도록 좌 방향으로 이동될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 셀 배열 장치(200)는, 상기 배터리 셀(100)을 상하 방향 및 좌우 방향의 기준 위치로 동시에 또는 순차적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 밀착대(212)는, 상기 가압대(222)의 가압에 의해 상기 배터리 셀(100)의 이동된 위치를 고정할 수 있도록, 상기 배터리 셀(100)의 좌우 방향의 측부를 가압한 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 셀 배열 장치(200)는, 상기 가압 유닛(220)의 가압대(222)의 이동 방향이 상기 트레이(210)의 밀착대(212)의 이동 방향과 수직을 이루도록 구성함으로써, 상기 배터리 셀(100)이 기준 위치에 손쉽고 정밀하게 배열시킬 수 있다. 이로 인해, 배터리 셀(100)의 후속 공정의 불량률을 효과적으로 줄이고 완성도를 더욱 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도(a) 및 (b)이다. 여기서, 도 8은 도 1의 F 방향에서 바라본 것을 기준하여 밀착대(212), 탄성부재(214), 블록(217), 및 가압 핀(240)의 정면도를 개략적으로 나타내었다.
도 1과 함께 도 8을 참고하면, 상기 가압 핀(240)은 상기 밀착대(212)의 좌 측부 또는 우 측부를 저지한 상태에서 하부 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 가압 핀(240)의 저지력이 해제되면서, 상기 밀착대(212)가 좌 방향 또는 우 방향으로 이동될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가압 핀(402)은 상기 밀착대(212)의 우 측부를 저지함으로써, 상기 밀착대(212)의 우 방향의 이동을 정지시키고 있다. 또한, 상기 가압 핀(240)은 상기 탄성 부재(214)의 압축 상태를 유지시킬 수 있다. 그리고, 상기 가압 핀(240)은 하부 방향으로 이동하는 것으로 상기 밀착대(212)의 우 방향의 이동을 허용할 수 있다. 이에 따라, 상기 밀착대(212)는 탄성 부재(214)의 탄성력을 통해 우 방향으로 이동될 수 있다.
그리고, 상기 가압 핀(240)이 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 측부와 대면하지 않은 위치, 즉 상기 트레이(210)의 하부에 위치에서 상부 방향으로 이동할 경우, 상기 밀착대(212)의 경사부(L)와 만날 수 있다. 그리고, 상기 가압 핀(240)의 상부는 상기 밀착대(212)의 경사부(L)를 가압함으로써, 상기 밀착대(212)를 좌 방향(M)으로 이동시킬 수 있고, 상기 밀착대(212)와 연결된 상기 탄성 부재(214)를 압축시킬 수 있다.
여기서, 상기 가압 핀(240)의 상하 방향의 이동은 기계식 방식인 체인이나 기어를 구비한 전동 유닛에 의해 제어될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 가압 핀(240)의 상하 방향의 이동만으로, 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 이동을 제어할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 셀 배열 장치(200)는 복잡한 제어 과정 없이 손쉽게 상기 배터리 셀(100)의 좌우 방향의 배열을 수행할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 일부 구성들의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 부분 정면도(a) 및 (b)이다. 여기서, 도 9는 도 1의 F 방향에서 바라본 것을 기준에서 밀착대(212), 탄성부재(214), 블록(217), 및 가압 핀(240B)의 정면도를 개략적으로 나타내었다.
도 9를 참조하면, 도 9의 가압 핀(240B)은, 상기 배터리 셀(100)이 탑재부(211)에 탑재되거나 분리되는 것으로, 상기 밀착대(212)가 좌우 방향을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 도 9의 가압 핀(240B)은, 상기 배터리 셀(100)이 하부 방향으로 가압 되도록 구성되고 상부 방향으로 돌출 형성된 돌출부(242B)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 가압 핀(240B)에는 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 측부를 저지하도록 구성된 가압부(244B)가 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 가압 핀(240B)에는 상기 돌출부(242B)와 상기 가압부(244B)를 연결하도록 구성된 연결부(246B)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 연결부(246B)의 하부에는 상기 가압 핀(240B)이 탄력적으로 상하 방향으로 이동되도록 용수철(248B)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 연결부(246B)는, 상기 돌출부(242B)를 상기 배터리 셀(100)이 하향 가압할 경우, 하부 방향으로 이동하면서 상기 용수철(248B)을 압축시킬 수 있다. 반대로, 상기 연결부(246B)는 상기 배터리 셀(100)이 제거될 경우, 용수철(248B)의 탄성에 의해 상부 방향으로 이동하면서 상기 가압 핀(240B)이 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 측부와 대면하는 위치로 이동시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 도 9의 가압 핀(240B)은, 도 8의 가압 핀(20)과 비교하여, 돌출부(242B), 가압부(244B), 연결부(246B), 및 용수철(248B) 구성을 더 구비함으로써, 상기 밀착대(212)의 좌우 방향의 이동을 제어하는 별도의 유닛 없이도, 상기 배터리 셀(100)의 탑재부(211)의 탑재 여부에 따라 상기 밀착대(212)를 이동을 적절하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 셀 배열 장치(200)는, 부품의 수를 줄이고 공정을 단순화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 및 도 11은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 셀 배열 장치(200)는 고정 커버(250)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 고정 커버(250)는, 상기 탑재부(211)의 기준 위치에 배치된 배터리 셀(100)이 위치 고정되도록, 상기 배터리 셀(100) 상부의 적어도 일부를 덮도록 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 트레이(210)에는 상기 고정 커버(250)의 커버 위치를 가이드 하도록 상부 방향으로 돌출된 가이드 돌기(216)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고정 커버(250)에는 상기 가이드 돌기(216)가 삽입되는 삽입구(H2)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 트레이(210)의 상면에는 2개의 가이드 돌기(216)가 상부 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정 커버(250)의 하면에는 상기 가이드 돌기(216)와 대응되는 위치에 삽입구(H2)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 고정 커버(250)는 상기 가이드 돌기(216)가 상기 삽입구(H2)에 삽입되는 것으로, 상기 트레이(210)의 상부의 설정된 위치에 위치될 수 있다. 나아가, 상기 가이드 돌기(216)와 상기 삽입구(H2)의 체결 구조에 의해, 상기 고정 커버(250)의 움직임을 구속시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 고정 커버(250)는 상기 트레이(210) 상부에서 상기 배터리 셀(100) 상부를 가압한 상태에서 유동이 발생되지 않는다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 커버(250)는, 상기 가이드 돌기(216)와 상기 삽입구(H2)의 체결 구조에 의해 상기 탑재부(211)의 기준 위치에 배열된 배터리 셀(100)을 효과적으로 위치 고정시킬 수 있다. 나아가, 상기 고정 커버(250)를 상기 가이드 돌기(216)와 상기 삽입구(H2)를 통해 상기 트레이(210)의 상부에 설정된 위치에 손쉽게 탑재될 수 있어, 공정 속도를 높일 수 있는 이점이 있다.
더불어, 상기 고정 커버(250)에는 배터리 셀(100)의 표면에 인쇄를 수행하도록 개구(254)가 형성될 수 있다. 즉, 후속 공정 중 배터리 셀(100) 표면에 인쇄 작업을 수행할 경우, 상기 고정 커버(250)가 상기 배터리 셀(100)을 유동 없이 효과적으로 상기 트레이(210)의 탑재부(211)에 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄 작업 중 배터리 셀(100)의 불필요한 부분에 오염이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 셀 배열 장치의 고정 커버를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 11과 함께 도 12를 참조하면, 상기 고정 커버(250)의 하면에는 상기 배터리 셀(100)의 상부를 가압하도록 하부 방향으로 돌출된 고정 돌기(252)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 고정 커버(250)의 하면에는 3개의 고정 돌기(252)가 형성될 수 있다. 상기 3개의 고정 돌기(252)는 둥글게 돌출되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 3개의 고정 돌기(252)는, 상기 배터리 셀(100)의 상면 중 하단, 중단, 및 상단과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 커버(250)에 형성된 고정 돌기(252)는 높은 신뢰도로 상기 배터리 셀(100)의 위치를 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 트레이(210)에 장착된 상기 배터리 셀(100)이 분리되는 등의 사고를 효과적으로 방지할 수 있고, 나아가, 상기 배터리 셀(100)이 기준 위치에 안정적으로 고정되는 것을 도울 수 있다.
그리고, 상기 고정 커버(250)의 일단부는, 단부 방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 구조(I)로 형성될 수 있다. 즉, 상기 배터리 셀(100)의 배열 공정의 후속 공정인 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)와 보호회로모듈(PCM)간의 전기적 연결을 위한 접속(용접) 공정에서, 상기 고정 커버(250)와의 간섭이 발생하는 등의 작업에 방해가 되는 것을 최소화하도록 상기 고정 커버(250)의 일단부를 상대적으로 얇게 형성 시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)가 위치한 방향의 상기 고정 커버(250)의 단부를 나머지 부위 보다 얇게 형성시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 고정 커버(250)의 두께가 얇은 구조로 인해, 배터리 셀(100)의 후속 공정에서, 공정 효율을 높일 수 있어, 보다 완성도 높은 제품을 제조할 수 있고, 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 배열 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 13을 참조하면, 본 발명은, 상기 셀 배열 장치(200)를 이용하여 셀을 배열하는 방법(300)을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 셀 배열 방법(300)은, 트레이(210)의 배터리 셀 탑재 단계(310), 및 가압 유닛의 배터리 셀 가압 단계(320)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 탑재 단계(310)에서는, 상기 트레이(210) 형성된 탑재부(211)에 배터리 셀(100)을 탑재하는 것을 수행할 수 있다. 이때, 상기 탑재된 배터리 셀(100)은 전극 리드(110)가 형성된 단부가 전방을 향하도록 위치될 수 있다.
또한, 상기 가압 단계(320)는, 가압 유닛(220)이 구비한 가압대(222)가 상기 탑재부(211)에 수용된 배터리 셀(100)이 기준 위치로 배열되도록 후방으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 가압대(222)는 상기 배터리 셀(100)의 전단부 중 상기 전극 리드(110)가 형성되지 않은 부위를 가압할 수 있다.
더욱이, 상기 셀 배열 방법(300)은, 상기 배터리 셀(100)의 상부를 덮도록 고정 커버(250)를 위치시키는 고정 단계(330)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 고정 커버(250)는 상기 탑재부(211)의 기준 위치에 위치된 배터리 셀(100)을 위치 고정하도록 하부 방향으로 가압 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 셀 배열 방법(300)은, 상기 셀 배열 장치(200)를 사용하여 상기 배터리 셀(100) 탑재 단계(310), 상기 배터리 셀(100)의 가압 단계(320), 및 상기 배터리 셀(100)의 고정 단계(330)를 수행함으로써, 상기 배터리 셀(100)이 기준 위치에 효과적으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 이후 후속 공정에서 완성도 높은 제조가 이루어질 수 있도록 배터리 셀(100)을 배열 준비할 수 있어, 제품의 품질을 향상시키고 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은, 상기 셀 배열 방법(300)에 의해 제조될 수 있다. 여기서, 상기 배터리 팩에는 상기 배터리 셀(100)의 전극 리드(110)와 전기적으로 접속된 보호회로모듈(PCM)이 구비될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 셀 110: 전극 리드
200: 셀 배열 장치
210: 트레이 211: 탑재부
212: 밀착대 214: 탄성 부재
220: 가압 유닛 222: 가압대
222a: 본체부 222b: 기둥부
240: 가압 핀 H1: 관통구
250: 고정 커버 252: 고정 돌기
216: 가이드 돌기 H2: 삽입구

Claims (13)

  1. 전단부, 후단부, 좌측 단부, 및 우측 단부를 가진 사각 플레이트를 구비하고, 전극 리드가 형성된 단부가 전방을 향하도록 배터리 셀이 배치되는 수용 공간이 형성된 탑재부가 구비된 트레이; 및
    상기 탑재부에 수용된 배터리 셀의 전극 리드가 형성된 전단부를 가압하도록 후방으로 이동하도록 구성된 가압대가 구비되고, 상기 가압대가 상기 배터리 셀의 전단부 중 상기 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성된 가압 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 가압대는,
    일방향으로 길게 연장된 바 형태의 본체부; 및
    상기 본체부에서 상부 방향으로 연장된 적어도 하나 이상의 기둥부가 형성된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기둥부는 상기 배터리 셀의 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하도록 구성된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가압대는 상기 본체부의 상부에서 연장된 2개의 기둥부가 형성되고,
    상기 2개의 기둥부는 소정의 거리로 서로 이격되어 위치된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트레이는,
    탑재된 배터리 셀의 좌측 또는 우측을 가압하도록 좌 방향 또는 우 방향으로 이동하도록 구성된 밀착대; 및
    상기 밀착대에 가압력을 부가하도록 일단이 상기 밀착대의 일측과 연결되고 타단이 상기 트레이에 연결된 탄성 부재
    를 구비한 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 셀 배열 장치는, 상기 탄성 부재의 압축 상태에서 상기 밀착대의 가압 방향으로의 이동을 정지시키는 가압 핀을 더 포함하고,
    상기 트레이에는 상기 가압 핀이 관통 삽입되도록 구성된 관통구가 형성된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가압 유닛의 가압대의 이동 방향은 상기 트레이의 밀착대의 이동 방향과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀 배열 장치는, 상기 탑재부의 기준 위치에 배치된 배터리 셀이 위치 고정되도록 상기 배터리 셀의 상부를 덮는 고정 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 커버의 하면에는 상기 배터리 셀의 상부를 가압하도록 하부 방향으로 돌출된 고정 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 트레이에는 상기 고정 커버의 커버 위치를 가이드 하도록 상부 방향으로 돌출된 가이드 돌기가 형성되고,
    상기 고정 커버에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 삽입구가 형성된 것을 특징으로 하는 셀 배열 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 셀 배열 장치를 이용하여 셀을 배열하는 방법으로서,
    트레이 형성된 탑재부에 전극 리드가 형성된 단부가 전방을 향하도록 배터리 셀을 탑재하는 탑재 단계; 및
    가압 유닛이 구비한 가압대가 상기 탑재부에 수용된 배터리 셀이 기준 위치로 배열되도록 후방으로 이동하면서, 상기 배터리 셀의 전단부 중 상기 전극 리드가 형성되지 않은 부위를 가압하는 가압 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 배열 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 셀 배열 방법은, 상기 탑재부의 기준 위치에 위치된 배터리 셀을 위치 고정하도록 고정 커버를 상기 배터리 셀의 상부에 위치시키는 고정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 배열 방법.
  13. 제11항에 따른 셀 배열 방법에 의해 제조된 배터리 팩.
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