WO2021153839A1 - 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼 - Google Patents

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WO2021153839A1
WO2021153839A1 PCT/KR2020/002284 KR2020002284W WO2021153839A1 WO 2021153839 A1 WO2021153839 A1 WO 2021153839A1 KR 2020002284 W KR2020002284 W KR 2020002284W WO 2021153839 A1 WO2021153839 A1 WO 2021153839A1
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pouch
terminal
type battery
charging
discharging
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PCT/KR2020/002284
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임종현
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(주)에이프로
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Definitions

  • the present invention relates to a gripper for charging and discharging of a pouch-type battery.
  • a gripper for charging and discharging in a tongs type, contact failure with the electrode lead of the pouch-type battery can be minimized, and the current electrode terminal and the voltage electrode terminal are provided in the pouch.
  • the contact reliability can be improved and the contact area can be increased. it's about
  • Lithium secondary batteries have the advantages of long lifespan and large capacity, and are widely used in portable electronic devices in recent years. and lithium polymer batteries using batteries.
  • the lithium secondary battery is classified into a prismatic battery in which a prismatic can is used, a cylindrical battery in which a cylindrical can is used, and a pouch-type battery in which a pouch is used according to the type of the exterior material for sealing the electrode assembly.
  • the pouch-type battery has advantages such as higher energy density per unit weight and volume, thinner and lighter battery, and lower material cost as an exterior material.
  • a positive electrode plate and a negative electrode plate are prepared, a separator is interposed therebetween, and then laminated to prepare an electrode assembly.
  • a tab is welded to the lead of the electrode assembly manufactured as described above, and is embedded in the pouch.
  • an electrolyte is injected into the pouch to impregnate the electrode assembly with the electrolyte.
  • the edges of the pouch are joined by thermal fusion to seal the pouch.
  • the pouch-type battery assembled as described above has a pressurization activation process (pre-formation process) in which the pouch is activated by pressing in order to evenly spread the electrolyte filled inside the pouch, and aging (pre-formation process) to stabilize the battery. Aging) process and a charging/discharging process (formation process) for activating the battery are performed.
  • the pouch-type battery charging/discharging process is performed by a pouch-type battery charging/discharging device having a gripper for charging and discharging the pouch-type battery.
  • FIG. 1 A gripper for charging and discharging a pouch-type battery according to a conventional embodiment is shown in FIG. 1 .
  • the gripper for charging and discharging the conventional pouch-type battery is equipped with a plurality of current applying pieces 2 on one support 1, and one voltage measuring piece 3 is mounted on the center or one side of the support 1 is composed of
  • the current applying pieces 2 are in contact with the electrode lead of the pouch-type battery to conduct current
  • the voltage measuring piece 3 is in contact with the electrode lead of the pouch-type battery to measure the voltage at the time of charging or discharging. plays a role in measuring.
  • the conventional current applying piece (2) could not be installed in a large area because it was mounted avoiding the width (S) of the voltage measuring piece (3) mounted on the support (1).
  • Republic of Korea Patent Registration No. 10-1065392 discloses an electrode piece (electrode lead) of a battery (pouch-type battery) with a support and a current applying piece attached to the support. And in the battery charging and discharging jig (gripper) for charging and discharging the battery by close contact between the voltage measuring pieces, the current applying piece is attached to the support without the voltage measuring piece, and the voltage measuring piece is separately attached to the support to measure the voltage. This is done by attaching the voltage measuring piece to the support by means of an attachment means after measuring it.
  • the contact area is widened by the widened width of the current applying piece, the contact resistance can be reduced and the amount of heat generated during charging and discharging can be reduced.
  • a jig for battery charging and discharging that can simultaneously improve charging and discharging efficiency.
  • the voltage measuring piece is structurally completely separated in order to increase the contact area for the current applying piece, it is structurally complicated, resulting in an increase in time, effort and cost for manufacturing, Since the current applying piece contacts only one side of both sides of the electrode piece of the battery, there is still a limit to increasing the contact area of the current applying piece to the electrode piece of the battery, and the current applying piece and the voltage applying piece to the electrode piece of the battery There is a problem that the contact failure and contact error cannot be fundamentally solved.
  • the present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and by configuring the gripper for charging and discharging in a tongs type, it is possible to minimize the contact defect with the electrode lead of the pouch type battery, and the current electrode terminal and voltage By configuring the electrode terminals to contact both sides of the electrode lead of the pouch type battery, the contact reliability can be improved and the contact area can be increased, thereby ultimately improving the charging and discharging efficiency and reliability of the pouch type battery.
  • An object of the present invention is to provide a gripper for charging and discharging.
  • the component constituting the gripper for charging and discharging of the pouch-type battery according to the present invention proposed to solve the above problems includes a current electrode terminal and a voltage electrode terminal for elastically gripping the electrode lead of the pouch-type battery to provide a pouch-type battery.
  • a gripper for charging and discharging a pouch-type battery for gripping an electrode lead of the pouch-type battery during charging and discharging comprising: a terminal mounting block formed by coupling a first mounting block and a second mounting block in a clamp-type structure with an elastic force; a pair of voltage electrode terminals protruding from front ends of each of the first and second mounting blocks and disposed to face each other; A pair of current electrode terminals protruding from the front end of each of the first mounting block and the second mounting block and disposed opposite to each other, spaced apart from the voltage electrode terminal, and disposed inside the voltage electrode terminal. characterized by being
  • each of the voltage electrode terminals is a voltage terminal body that is formed to protrude while being fixedly mounted on the terminal mounting block, a plurality of voltage terminals extending integrally with the voltage terminal body, and separated from each other through a voltage terminal cutout. It characterized in that it comprises an elastic piece, the voltage terminal bent piece formed integrally with each of the voltage terminal elastic piece, bent in the inward direction is formed.
  • each of the current electrode terminals is a current terminal body that is formed to protrude while being fixedly mounted on the terminal mounting block, a plurality of current terminals extending integrally with the current terminal body, and separated from each other through a current terminal cutout. It is characterized in that it comprises an elastic piece, the current terminal bending piece formed integrally with each of the current terminal elastic piece, bent in the inward direction is formed.
  • the current terminal flat contact piece for increasing the contact area with the electrode lead of the pouch-type battery is provided on each of the current terminal elastic piece.
  • the gripper for charging and discharging a pouch-type battery having the above problems and solutions, since the gripper for charging and discharging is configured as a clamp type, it is possible to minimize contact failure with the electrode lead of the pouch-type battery, and the current Since the electrode terminal and the voltage electrode terminal are configured to contact both sides of the electrode lead of the pouch type battery, it is possible to improve the contact reliability and increase the contact area, thereby ultimately improving the charging/discharging efficiency and reliability. effect occurs.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a conventional gripper for charging and discharging.
  • FIG. 2 is a front view of a charging/discharging apparatus for a pouch type battery having a gripper for charging and discharging a pouch type battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of a charging/discharging device for a pouch type battery having a gripper for charging and discharging a pouch type battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a charging/discharging apparatus for a pouch type battery having a gripper for charging and discharging a pouch type battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a gripper for charging and discharging of a pouch-type battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a gripper for charging and discharging of a pouch-type battery according to an embodiment of the present invention.
  • the gripper 50 for charging and discharging the pouch-type battery according to the embodiment of the present invention is provided in the charging/discharging device 100 for the pouch-type battery according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. It is electrically connected to the electrode lead of the pouch-type battery mounted on the back so that the pouch-type battery can be charged and discharged.
  • the gripper 50 for charging/discharging a pouch-type battery according to an embodiment of the present invention may be provided in various charging/discharging devices of a pouch-type battery that may be configured with various structures and technical characteristics, and FIGS. 2 to 4 show A charging/discharging device 100 for a pouch-type battery according to an embodiment is shown, which includes a gripper 50 for charging and discharging a pouch-type battery according to an embodiment of the present invention.
  • a gripper 50 for charging/discharging a pouch-type battery according to an embodiment of the present invention provided in a charging/discharging device for various pouch-type batteries that may be configured with the various structures and technical characteristics is shown in FIGS. 5 and 6 .
  • the gripper 50 for charging and discharging a pouch-type battery has a current electrode terminal 30 and a voltage electrode for elastically gripping the electrode lead of the pouch-type battery.
  • the terminal 20 is provided to have a structure capable of performing an operation of gripping the electrode lead of the pouch-type battery during charging and discharging of the pouch-type battery.
  • the gripper 50 for charging and discharging a pouch-type battery includes a terminal mounting block 10 formed by combining a first mounting block 11 and a second mounting block 13, and the first A pair of voltage electrode terminals 20 respectively coupled to the mounting block 11 and the second mounting block 13, respectively coupled to the first mounting block 11 and the second mounting block 13, the It is configured to include a pair of current electrode terminals 30 disposed inside the voltage electrode terminal 20 .
  • the terminal mounting block 10 is formed by coupling the first mounting block 11 and the second mounting block 13 in a tongs-like structure with an elastic force.
  • the gripper 50 for charging and discharging of the pouch-type battery according to the embodiment of the present invention adopts and applies a clamp-type structure, unlike the conventional one.
  • the terminal mounting block 10 is formed by combining the first mounting block 11 and the second mounting block 13 in a tongs-type structure.
  • first mounting block 11 and the second mounting block 13 are rotatably coupled to each other through a coupling pin 15 to configure the terminal mounting block 10 having a clamp-type structure. And, the first mounting block 11 and the second mounting block 13 are coupled in a state of mutual elasticity to provide the terminal mounting block 10 of a clamp-type structure.
  • the elastic body (not shown) such as the torsion spring is the first mounting block 11 and the front ends of the second mounting block 13 in a state in which no external force is applied, so that the front ends of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 are in a mutually open state or in a mutually adjacent state. It is interposed between the first mounting block 11 and the second mounting block 13 .
  • the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10 are a pair of voltages protrudingly coupled to their respective front ends in a state where no external force is applied.
  • the electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30 ) are coupled to each other by an elastic body (not shown) such as the torsion spring and the coupling pins 15 so as to be in a mutually open state or in a mutually adjacent state.
  • the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10 are connected to a pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current If the electrode terminals 30) are combined to be adjacent to each other, the pressure of the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery.
  • the bearing force is determined by an elastic body such as the torsion spring. In this case, the pressure of the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) for gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery cannot be adjusted or controlled, resulting in a disadvantage.
  • the gripping force on the electrode lead of the pouch-type battery is weakened, which causes poor contact with the electrode lead of the pouch-type battery.
  • the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10 according to the present invention are connected to each other in a state in which no external force is applied. It is preferable that the voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) are coupled so as to be in a state of being spaced apart from each other. In this case, the gripping force of the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery is based on the external force applied not by the elastic body.
  • the pressure of the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) for gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery can be adjusted or controlled by an external force applied. .
  • the pouch-type battery The pressure of the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) for gripping both sides of the electrode lead of the battery may be appropriately adjusted or variably controlled.
  • the external force makes the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) in a state apart from each other in a state where no external force is applied to be adjacent to each other, so that the electrode lead of the pouch-type battery Apply elastic pressure on both sides.
  • the external force can be generated and applied through various configurations and methods as long as the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) can be brought into adjacent states.
  • each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10 .
  • An external force can be applied by the clamping inductor 19 disposed.
  • the clamping derivative 19 When the clamping derivative 19 is inserted between the rear ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13, they are rotatably coupled to each other at each central portion by the coupling pins 15
  • the rear ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 are spaced apart from each other, whereas the front ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 are adjacent to each other.
  • the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) become adjacent to each other, so that the electrode leads of the pouch-type battery Both sides can be elastically blotted.
  • the frontal portion of the clamping derivative 19 corresponding to the portion inserted between the rear ends of the first and second mounting blocks 11 and 13, respectively, has a round shape, specifically, the thickness going from the front end to the rear end. It is preferable to have a shape in which the is thickened.
  • the pair of voltages The degree or distance of mutual proximity of the electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) can be adjusted, and as a result, the pair of voltage electrode terminals 20 gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery. ) (a pair of current electrode terminals 30) can be appropriately adjusted or variably controlled.
  • a first pressing part 12 and a second pressing part ( 14) is provided at the rear ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13. That is, the rear end of the first mounting block 11 is provided with a first pressing part 12 that is pressed according to the insertion of the clamping derivative 19, but is not deformed by the insertion pressing, and the second mounting block ( 13) is provided with a second pressing part 14 that is pressed according to the insertion of the clamping derivative 19, but is not deformed according to the insertion pressing.
  • the first pressing part 12 and the second pressing part 14 allow the clamping derivative 19 to be inserted between the rear ends of the first and second mounting blocks 11 and 13, respectively, more smoothly. It is preferably formed so that it can be rotated in place in order to be able to be inserted. To this end, the first pressing part 12 and the second pressing part 14 are preferably composed of rollers that can rotate in place according to the entry of the clamping derivative 19 .
  • a current/voltage cable 17 is connected to the rear end of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10 .
  • the current/voltage cable 17 includes a pair of voltage electrode terminals 20 and a pair of current electrode terminals 30 coupled to the front ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 . ) is electrically connected to That is, the current/voltage cable 17 is connected to each voltage electrode terminal 20 and each current electrode terminal 30 through the inside of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 . ) and electrically connected.
  • the voltage electrode terminal 20 is protrudingly coupled to the front end of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10, and a pair of voltage electrode terminals ( 20) are disposed to face each other inwardly. That is, the pair of voltage electrode terminals 20 are protruded from the front ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 to face each other.
  • the inner side means a space in a direction in which the pair of voltage electrode terminals 20 face each other, and the electrode lead of the pouch-type battery is inserted into the inner side, and the pair of voltage electrode terminals 20 and one Both sides are elastically pressed by the pair of current electrode terminals 30 .
  • the current electrode terminal 30 is protrudingly coupled to the front end of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 constituting the terminal mounting block 10, and a pair of current electrodes
  • the terminals 30 are disposed to face each other inwardly, and are disposed inside while being spaced apart from the voltage electrode terminal 20 . That is, the pair of current electrode terminals 30 are protruded from the front ends of each of the first mounting block 11 and the second mounting block 13 and are arranged to face each other, and to the voltage electrode terminal 20 . It is disposed inside the voltage electrode terminal 20 in a spaced apart state.
  • the inside means a space in which the pair of current electrode terminals 30 face each other, and the electrode lead of the pouch-type battery is inserted into the inside, so that the pair of voltage electrode terminals 20 and one Both sides are elastically pressed by the pair of current electrode terminals 30 .
  • Each of the pair of current electrode terminals 30 is always spaced apart from the voltage electrode terminal 20 so as not to be short-circuited with the adjacent voltage electrode terminal 20 .
  • each of the pair of current electrode terminals 30 is disposed inside the adjacent voltage electrode terminals 20 in order to increase the contact area with the electrode lead of the pouch-type battery.
  • the gripper 50 for charging and discharging of the pouch type battery since the gripper 50 for charging and discharging is configured in a tongs type, contact failure with the electrode lead of the pouch type battery can be minimized, and the current Since the electrode terminal 30 and the voltage electrode terminal 20 are configured to be in contact with both sides of the electrode lead of the pouch-type battery, it is possible to improve contact reliability and increase the contact area, which ultimately results in charging and discharging efficiency and reliability can be improved.
  • the gripper 50 for charging and discharging of the pouch-type battery enables it to adhere to the electrode lead of the pouch-type battery with a strong elastic force, and thereby an oxide film formed on the electrode lead surface of the pouch-type battery A structure is adopted and applied to prevent a contact error occurring when contacting the battery or contacting the non-uniform electrode lead of the pouch-type battery.
  • each of the pair of voltage electrode terminals 20 is fixed to the terminal mounting block 10 .
  • a voltage terminal body 21 protruding in a mounted state, a plurality of voltage terminal elastic pieces 23 extending integrally with the voltage terminal body 21 and separated from each other through a voltage terminal cutout 24 .
  • the voltage terminal body 21 is formed to protrude while being fixedly mounted to the terminal mounting block 10 . That is, the voltage terminal body 21 of the voltage electrode terminal 20 protrudingly coupled from the front end of the first mounting block 11 is formed to protrude while being fixedly mounted to the first mounting block 11 , The voltage terminal body 21 of the voltage electrode terminal 20 protruded from the front end of the second mounting block 13 is protruded while being fixedly mounted to the second mounting block 13 . Each of the voltage terminal bodies 21 is fixedly mounted while being inserted into the terminal mounting block 10 , and is mounted to be electrically connected to the above-described current/voltage cable 17 .
  • the plurality of voltage terminal elastic pieces 23 are integrally formed with the voltage terminal body 21 coupled to the first mounting block 11 and the second mounting block 13, respectively, and are formed with voltage terminal cutouts. (24) is formed through mutual separation. Since the plurality of voltage terminal elastic pieces 23 are spaced apart from each other through the voltage terminal cutout 24 , they are elastically integrally coupled to the voltage terminal body 21 . As a result, the coupling structure of the voltage terminal body 21 and the plurality of voltage terminal elastic pieces 23 has a rake-shaped structure.
  • the voltage terminal bent piece 25 is formed integrally with each of the voltage terminal elastic pieces 23 formed separately from each other, and is bent inwardly. Since the voltage terminal bent pieces 25 are integrally formed with the respective voltage terminal elastic pieces 23 that are formed to be separated from each other, they are also formed in plurality and are formed to be separated from each other. Accordingly, the plurality of voltage terminal bent pieces 25 are also elastically integrally coupled to the voltage terminal body 21 via the voltage terminal elastic piece 23 . As a result, the coupling structure of the voltage terminal body 21 , the plurality of voltage terminal elastic pieces 23 and the voltage terminal bent piece 25 has a more complete rake-shaped structure.
  • the voltage terminal bent piece 25 is formed by being bent inwardly from the end of each voltage terminal elastic piece 23, it is in a state of being elastically integrally coupled to the voltage terminal elastic piece 23, and further Furthermore, it is in a state of being elastically and integrally coupled to the voltage terminal body 21 via the voltage terminal elastic piece 23 .
  • the voltage terminal bent piece 25 is formed by being bent inwardly from the end of each voltage terminal elastic piece 23 , a pair of voltage terminal bent pieces 25 , that is, the first mounting block 11 .
  • the voltage terminal bent piece 25 constituting the voltage electrode terminal 20 coupled to ) and the voltage terminal bent piece 25 constituting the voltage electrode terminal 20 coupled to the second mounting block 13 are inside are arranged opposite each other in the direction.
  • the end of the voltage terminal bent piece 25 is preferably formed in a sawtooth shape. Since an oxide film may be formed on the electrode lead surface of the pouch-type battery, it is preferable that the end of the voltage terminal bent piece 25 has a sawtooth shape so as to pass through the oxide film. Accordingly, charging and discharging may be performed in a state in which resistance is minimized without generating a contact error.
  • the voltage terminal bent piece 25 can be integrally formed by bending inwardly from the end of the voltage terminal elastic piece 23, the bending angle with respect to the voltage terminal elastic piece 23 needs to be limited.
  • the bending angle ⁇ of the voltage terminal bending piece 25 with respect to the voltage terminal elastic piece 23 is in the range of 90 ⁇ or more and 110 ⁇ or less (90 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 110). ⁇ ), and most preferably in the range of 95 ⁇ or more and 100 ⁇ or less (95 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 100 ⁇ ).
  • each of the pair of current electrode terminals 30 according to the present invention that is, each of the current electrode terminals 30 . 5 and 6, the current terminal body 31 is formed to protrude in a state of being fixedly mounted on the terminal mounting block 10, and the current terminal body 31 is formed to extend integrally with the current terminal.
  • a plurality of current terminal elastic pieces 33 formed to be separated from each other through the cutout 34, the current terminal bending pieces 35 formed integrally with each of the current terminal elastic pieces 33 and formed by bending inwardly ) is included.
  • the current electrode terminal 30 is disposed inside the voltage electrode terminal 20 in a state that is always spaced apart from the voltage electrode terminal 20, the current electrode terminal 30 is The current terminal body 31 , the plurality of current terminal elastic pieces 33 , and the current terminal bent piece 35 are the voltage terminal body 21 and the plurality of voltage terminals constituting the voltage electrode terminal 20 corresponding to each other. It is disposed inside the elastic piece 23 and the voltage terminal bent piece 25 in a spaced apart state.
  • the current terminal body 31 is formed to protrude while being fixedly mounted to the terminal mounting block 10 . That is, the current terminal body 31 of the current electrode terminal 30 protrudingly coupled from the front end of the first mounting block 11 is formed to protrude in a state of being fixedly mounted to the first mounting block 11 , 2
  • the current terminal body 31 of the current electrode terminal 30 protrudingly coupled from the front end of the mounting block 13 is formed to protrude while being fixedly mounted to the second mounting block 13 .
  • Each of the current terminal body 31 is fixedly mounted while being inserted into the terminal mounting block 10 , and is mounted to be electrically connected to the above-described current/voltage cable 17 .
  • the plurality of current terminal elastic pieces 33 are integrally formed with the current terminal body 31 coupled to the first mounting block 11 and the second mounting block 13, respectively, and the current terminal cutout portion 34 through mutual separation is formed. Since the plurality of current terminal elastic pieces 33 are spaced apart from each other through the current terminal cutout 34 , they are elastically integrally coupled to the current terminal body 31 . As a result, the coupling structure of the current terminal body 31 and the plurality of current terminal elastic pieces 33 has a rake-shaped structure.
  • the current terminal bent piece 35 is formed integrally with each of the current terminal elastic pieces 33 formed separately from each other, and is bent inwardly. Since the current terminal bent pieces 35 are integrally formed with the respective current terminal elastic pieces 33 that are formed to be separated from each other, they are also formed in plurality and are formed to be separated from each other. Accordingly, the plurality of current terminal bent pieces 35 are also elastically integrally coupled to the current terminal body 31 via the current terminal elastic pieces 33 . As a result, the coupling structure of the current terminal body 31 , the plurality of current terminal elastic pieces 33 and the current terminal bent piece 35 has a more complete rake-shaped structure.
  • the current terminal bent piece 35 is formed by being bent inwardly from the end of each current terminal elastic piece 33, it is in a state of being elastically integrally coupled to the current terminal elastic piece 33, and further Furthermore, it is in a state of being elastically integrally coupled to the current terminal body 31 via the current terminal elastic piece 33 .
  • the current terminal bent piece 35 is formed by being bent inwardly at the end of each of the current terminal elastic piece 33 , a pair of current terminal bent pieces 35 , that is, the first mounting block 11 .
  • the current terminal bent piece 35 constituting the current electrode terminal 30 coupled to and the current terminal bent piece 35 constituting the current electrode terminal 30 coupled to the second mounting block 13 are inside are arranged opposite each other in the direction.
  • the end of the current terminal bent piece 35 is preferably formed in a sawtooth shape. Since an oxide film may be formed on the electrode lead surface of the pouch-type battery, it is preferable that the end of the current terminal bent piece 35 has a sawtooth shape so as to pass through the oxide film. Accordingly, charging and discharging may be performed in a state in which resistance is minimized without generating a contact error.
  • the current terminal bending piece 35 can be formed integrally by being bent inwardly from the end of the current terminal elastic piece 33, the bending angle with respect to the current terminal elastic piece 33 needs to be limited. there is no
  • the voltage electrode terminal 20 specifically the voltage terminal bent piece ( 25)
  • the bending angle ⁇ of the current terminal bent piece 35 with respect to the current terminal elastic piece 33 is determined by the voltage terminal bent piece with respect to the voltage terminal elastic piece 23. It is preferably the same as the bending angle ⁇ of (25).
  • the bending angle ⁇ of the current terminal bent piece 35 with respect to the current terminal elastic piece 33 is preferably in the range of 90 ⁇ to 110 ⁇ (90 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 110 ⁇ ), and 95 ⁇ It is most preferable that the range is greater than or equal to 100 ⁇ (95 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 100 ⁇ ).
  • the current terminal bent piece 35 protrudes less inwardly than the voltage terminal bent piece 25 . That is, the voltage terminal bent piece 25 is formed to protrude further inward than the current terminal bent piece 35 . Therefore, in the process of elastically gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery by the pair of voltage electrode terminals 20 and the pair of current electrode terminals 30, the voltage terminal bent piece is preferentially disposed outside. (25) is bent outward to elastically grip the electrode lead of the pouch-type battery, and then, in the process in which the voltage terminal bent piece 25 is bent outward, the current terminal bent piece 35 is the electrode of the pouch-type battery.
  • the electrode lead of the pouch-type battery can be elastically gripped while being bent outward while in contact with the lead.
  • the contact area with the electrode lead of the pouch-type battery can be further increased, Due to this, the contact resistance can be reduced, the amount of heat generated during charging and discharging can be reduced, and as a result, the structure of the gripper 50 for charging and discharging of the pouch type battery can be adopted to further improve the charging and discharging efficiency.
  • a current terminal flat contact piece 37 for increasing the contact area with the electrode lead of the pouch-type battery is provided on each of the current terminal elastic pieces 33 . do.
  • the current electrode terminal 30 and the voltage electrode terminal 20 according to the present invention are configured to contact both sides of the electrode lead of the pouch-type battery, the contact reliability can be improved, and compared to the conventional The contact area can be increased.
  • the current terminal flat contact piece 37 is formed on each of the current terminal elastic pieces 33 . The configuration provided is additionally adopted and applied.
  • the current terminal flat contact piece 37 is not formed on the current terminal body 31 to elastically grip the electrode lead of the pouch-type battery, but is formed on the current terminal elastic piece 33 .
  • the current electrode terminal 30 is positioned inside the voltage electrode terminal 20 . It will adopt and apply the structure arranged in
  • the projection is formed on the inner side surface of the current terminal planar contact piece 37 (the side opposite to each other a pair of current terminal planar contact surfaces 37 respectively formed on the pair of mutually opposing current terminal elastic pieces 33). Since an oxide film may be formed on the electrode lead surface of the pouch-type battery, it is preferable that a plurality of protrusions are formed on the inner surface of the current terminal flat contact piece 37 so as to pass through the oxide film. Accordingly, charging and discharging may be performed in a state in which resistance is minimized without generating a contact error.
  • the current terminal flat contact piece 37 protrudes inward less than the current terminal bent piece 35 . That is, the current terminal bent piece 35 is formed to protrude further inward than the current terminal flat contact piece 37 . Therefore, in the process of elastically gripping both sides of the electrode lead of the pouch-type battery by the pair of voltage electrode terminals 20 and the pair of current electrode terminals 30, the voltage terminal bent piece is preferentially disposed outside. (25) is bent outward to elastically grip the electrode lead of the pouch-type battery, and then, in the process in which the voltage terminal bent piece 25 is bent outward, the current terminal bent piece 35 is the electrode of the pouch-type battery.
  • the electrode lead of the pouch-type battery can be elastically gripped while in contact with the lead and bent outward, and then, in the process of the current terminal bending piece 35 being bent outward, the current terminal flat contact piece 37 becomes the pouch. It can be elastically blotted by contacting the electrode lead of a battery-type battery.
  • a charging/discharging device for a pouch-type battery including the gripper 50 for charging and discharging a pouch-type battery having the above-described configuration and operation will be schematically described.
  • the charging/discharging device 100 for a pouch-type battery is a device for performing an activation process for a pouch-type battery, that is, a charging/discharging process, and is electrically connected to the electrode lead of the mounted pouch-type battery to connect the pouch-type battery. The operation of charging and discharging the type battery is performed.
  • the charging/discharging device 100 for a pouch-type battery includes a current electrode terminal and a voltage electrode terminal that are elastically gripped by the electrode lead of the pouch-type battery, and the pouch-type battery is charged and discharged during charging and discharging.
  • a gripper for charging and discharging a pouch-type battery that is gripped by an electrode lead of the battery is provided.
  • the gripper 50 for charging and discharging of the pouch-type battery follows the above-described configuration and operation.
  • the gripper 50 for charging and discharging the pouch type battery provided in the charging/discharging device 100 for the pouch type battery according to the embodiment of the present invention includes the first mounting block 11 and the second mounting block 11 , as described above.
  • a pair of opposing voltage electrode terminals 20 and the first mounting block 11 and the second mounting block 13 are respectively protruded from the front ends and arranged to face each other, the voltage electrode terminal 20 It is configured to include a pair of current electrode terminals 30 disposed inside the voltage electrode terminal 20 in a spaced apart state.
  • the gripper 50 for charge/discharge of the pouch-type battery follows the above-described configuration and operation, a detailed description of the gripper 50 for charge/discharge of the pouch-type battery will be omitted below, and the pouch according to the embodiment of the present invention will be omitted.
  • Other configurations and operations constituting the charging/discharging device 100 of the type battery will be schematically described.
  • the charging/discharging apparatus 100 for a pouch-type battery includes a gripper 50 for charging and discharging a plurality of pouch-type batteries, and a plurality of pouch-type batteries.
  • a gripper support block 60 that fixedly supports the gripper 50 for charging and discharging so that it is continuously arranged in the horizontal direction, and a transfer block 70 that is transported according to a driving force while supporting the gripper support block 60 in the vertical direction , a driving module 80 for horizontally reciprocating the transfer block 70, and a tray holder 90 for seating and supporting a tray 95 for mounting and fixing a plurality of pouch-type batteries.
  • the grippers 50 for charging and discharging of the plurality of pouch-type batteries are spaced apart from each other at equal intervals in the horizontal direction.
  • the gripper support block 60 fixedly supports the grippers 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries.
  • the gripper support block 60 fixedly supports the grippers 50 for charging and discharging of the plurality of pouch-type batteries, and applies an external force to each of the grippers 50 for charging and discharging of the plurality of pouch-type batteries to apply the above-described pair of voltages.
  • the electrode leads of the pouch-type battery disposed between the electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) are inserted into a pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30). ) is provided with a pressing module (not shown) so that it can be elastically blotted.
  • the pressing module may include the above-described clamping derivative 19 and a driving body (not shown) such as a cylinder that drives the clamping derivative 19 to move forward or backward.
  • a driving body such as a cylinder that drives the clamping derivative 19 to move forward or backward.
  • the transfer block 70 supports the gripper support block 60 in a vertical direction, and horizontally reciprocates, specifically, forwards or backwards according to the driving of the driving module 80 .
  • the forward or backward movement of the transport block 70 is performed by the driving module 80 . That is, the driving module 80 may drive the transport block 70 to move forward or backward, and as a result, the gripper support block 60 supported and coupled to the transport block 70 and a plurality of support blocks supported thereon.
  • the gripper 50 for charging and discharging the pouch-type battery may also be moved forward or backward.
  • the gripper 50 for charging and discharging of the plurality of pouch-type batteries performs an operation of gripping both sides of electrode leads of the plurality of pouch-type batteries mounted and fixed to the tray 95 .
  • a plurality of pouch-type batteries are mounted and fixed to the tray 95 so as to correspond one-to-one to the grippers 50 for charging and discharging of the pouch-type batteries.
  • the tray 95 is seated on the tray holder 90 provided in front of the gripper 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries.
  • the tray mount 90 is preferably formed so as to be seated by guiding the lower four corners of the tray 95 .
  • the gripper 50, the gripper support block 60, the transfer block 70, and the driving module 80 for charging/discharging of the plurality of pouch-type batteries described above constitute a unit charging/discharging unit. That is, the unit charging/discharging unit includes the aforementioned gripper 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries, the gripper support block 60 , the transfer block 70 , and the driving module 80 .
  • a process and operation for charging and discharging the pouch-type battery stably mounted on the tray 95 through the unit charging/discharging unit will be schematically described as follows.
  • the tray 95 in which a plurality of pouch-type batteries are stably mounted while being spaced apart from each other at equal intervals is seated on the tray holder 90 .
  • the plurality of pouch-type batteries are mounted on the tray 95 such that electrode leads are arranged in a lateral direction, specifically, in a direction toward the gripper 50 for charging and discharging of the pouch-type battery.
  • a pair of voltage electrodes of the grippers 50 for charging and discharging of the pouch-type batteries corresponding to one-to-one electrode leads of the pouch-type batteries It is placed between the terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30 ).
  • the driving module 80 drives the transfer block 70 to advance in the direction of the tray 95 .
  • the gripper support block 60 also advances, and as a result, the gripper 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries supported by the gripper support block 60 is It advances to a position where the electrode leads of the plurality of pouch-type batteries mounted on the tray 95 can be clamped.
  • the electrode lead of the pouch-type battery is disposed between a pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) constituting the gripper 50 for charging and discharging each pouch-type battery.
  • the charge/discharge grippers 50 of each pouch-type battery elastically grip and clamp the electrode leads of the corresponding pouch-type batteries.
  • the external force may be performed by driving the clamping inductor 19 forward.
  • a temperature sensor for detecting heat that may be abnormally generated in the charging/discharging process and a smoke sensor for detecting abnormal fire are provided in the unit charging/discharging unit. That is, it is preferable to provide the temperature sensor to detect the heat generated by the gripper due to contact failure and resistance increase in the charging/discharging process, and further, to provide a smoke detection sensor for quick response in case of a fire due to overheating It is preferable to do
  • the temperature sensor is adjacent to the gripper 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries and the gripper support block 60 ) is preferably disposed on.
  • the tray 95 seated on the tray holder 90 may be seated out of alignment, and in this state, when the grippers 50 for charging and discharging of the plurality of pouch-type batteries are advanced, the The electrode lead of the pouch-type battery cannot be correctly inserted between the pair of voltage electrode terminals 20 (a pair of current electrode terminals 30) constituting the gripper 50 for charging and discharging of the corresponding pouch-type battery and is misaligned. state can be
  • a pair of tray guides 63 capable of guiding both sides of the tray 95 in contact while advancing the grippers 50 for charging and discharging the plurality of pouch-type batteries are provided. It is fixedly disposed on both sides of the unit charging/discharging unit, specifically, on both sides of the gripper support block 60 .
  • the unit charging/discharging unit described above enables the charging/discharging process to be performed by clamping the electrode lead of the pouch type battery only in one direction of the pouch type battery. Therefore, when the charging/discharging process for the pouch-type battery is performed using only one charging/discharging unit as described above, the charging/discharging process for the pouch-type battery in which both the positive electrode lead and the negative electrode lead are formed on one side is performed. in case it is performed.
  • electrode leads are formed on both sides, respectively. That is, a pouch-type battery in which a positive electrode lead is formed on one side of the pouch-type battery and a negative electrode lead is formed on the other side of the pouch-type battery may be applied.
  • the charging/discharging device 100 for a pouch-type battery comprises the above-described unit charging/discharging unit as a pair. Specifically, a pair of charging/discharging units are disposed to face each other, and the tray 95 may be seated therebetween.
  • each unit charging/discharging unit also performs the same operation as the above-described unit charging/discharging unit.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate that the pair of unit charge/discharge units is configured in multiple stages, specifically, two layers.
  • the tray 95 is also stacked in multiple stages, specifically, two layers.
  • the charging/discharging device for a pouch-type battery having such a configuration may perform a charging/discharging process in a state in which a plurality of pouch-type batteries forming electrode leads on both sides are disposed in multiple stages, specifically, in two layers. As a result, the charging/discharging process can be simultaneously performed for more pouch-type batteries.
  • the charging/discharging device of the pouch-type battery may be configured by arranging the pair of charging/discharging units in two layers, as illustrated in FIGS. You may. As shown in FIGS. 2 and 3 , when a pair of unit charge/discharge units are arranged in two layers, the tray guide 63 is fixedly disposed between the unit charge/discharge units arranged up and down, respectively. desirable.
  • the gripper for charging and discharging of the pouch-type battery according to the present invention has industrial applicability to minimize contact failure with the electrode lead of the pouch-type battery because the gripper for charging and discharging is configured as a clamp type.

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Abstract

본 발명은 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 관한 것으로, 특히 충방전용 그립퍼를 집게형으로 구성함으로써, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있고, 전류 전극단자 및 전압 전극 단자가 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성함으로써, 접촉 신뢰성을 향상시키고 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 궁극적으로 충방전 효율 및 신뢰성을 을 향상시킬 수 있도록 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 관한 것이다.

Description

파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼
본 발명은 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 관한 것으로, 특히 충방전용 그립퍼를 집게형으로 구성함으로써, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있고, 전류 전극단자 및 전압 전극단자가 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성함으로써, 접촉 신뢰성을 향상시키고 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 궁극적으로 충방전 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 관한 것이다.
최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속하게 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 배터리에 대한 수요가 점차 증대되고 있으며, 특히 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 급속도로 확산되면서 이에 따른 배터리의 소형화, 박형화의 요구가 날로 증대되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 최근 가장 많은 관심을 갖고 있는 것이 에너지밀도가 높은 리튬 이차 배터리이다.
리튬 이차 배터리는 수명이 길고 용량이 크다는 장점을 가지고 있어, 최근 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있는데, 상기한 리튬 이차 배터리는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 배터리와 리튬 이온 배터리 및 고분자 고체 배터리를 사용하는 리튬 폴리머 배터리 등이 있다. 또한, 리튬 이차 배터리는 전극 조립체를 밀봉하는 외장재의 종류에 따라 각형 캔이 사용되는 각형 배터리, 원통형 캔이 사용되는 원통형 배터리 및 파우치가 사용되는 파우치형 배터리로 구분된다.
이중, 파우치형 배터리는 단위 중량 및 체적 당 에너지밀도가 보다 높고 배터리의 박형화 및 경량화가 가능할뿐 아니라 외장재로서의 재료비가 적게 드는 등 유리한 점이 많아 최근 그 개발이 활발하게 진행 중에 있다.
이러한 파우치형 배터리의 제조방법은 우선, 양극판 및 음극판을 제조하고, 이들 사이에 세퍼레이터를 개재한 후 적층하여 전극 조립체를 제작한다. 상기와 같이 제작된 전극 조립체의 리드에 탭을 용접하여 파우치 내부에 내장하게 된다. 이렇게 파우치에 전극 조립체를 내장한 후에는 파우치의 내부로 전해액을 주입시켜 전극 조립체에 전해액이 함침되도록 한다. 상기와 같이 전해액이 주입되면, 파우치의 가장자리를 열융착에 의해 접합시켜 파우치를 밀봉하게 된다.
상기와 같이 조립이 완료된 파우치형 배터리는 파우치 내부에 충진된 전해액이 고르게 퍼지도록 하기 위하여 파우치를 가압하여 활성화시키는 가압 활성화 공정(프리-포메이션(pre-formation)공정), 배터리를 안정화시키기 위한 에이징(Aging) 공정 및 배터리를 활성화하기 위한 충방전 공정(포메이션(formation) 공정)을 수행받게 된다.
상기 파우치형 배터리 충방전 공정은 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 구비한 파우치형 배터리의 충방전 장치에 의해 수행된다.
종래의 일 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼가 도 1에 도시되어 있다.
상기의 종래 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼는 한개의 지지대(1)에 다수개의 전류인가편(2)들이 장착되어지고 지지대(1)의 중앙이나 일측부에는 한개의 전압측정편(3)이 장착된 구성으로 되어 있다.
즉, 상기 전류인가편(2)들은 파우치형 배터리의 전극 리드와 접촉하면서 전류를 통전시키는 역할을 하게 되고 전압측정편(3)은 파우치형 배터리의 전극 리드와 접촉하여 충전 또는 방전시의 전압을 측정하는 역할을 하게 된다.
그러나, 상기의 종래 전류인가편(2)은 지지대(1)에 장착되는 전압측정편(3) 의 폭(S) 만큼을 피해서 장착이 되었기 때문에 넓은 면적으로 설치되지 못하였었다.
상기와 같이 전류인가편(2)의 폭이 적게 설치될 경우 전극편과의 접촉면적이 적어지게 되어 접촉저항이 증가하면서 열이 많이 발생하는 문제점이 나타났었고 나아가서 충,방전효율이 저하되는 문제점을 발생시켰었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1065392호(이하, "선행기술문헌"이라 함)는 전지(파우치형 배터리)의 전극편(전극 리드)을 서포트와 지지대에 부착된 전류인가편 및 전압측정편 사이로 밀착시켜 전지에 충,방전을 시키는 전지 충,방전용 지그(그립퍼)에 있어서, 상기 지지대에 전압측정편 없이 전류인가편을 부착시키고 서포트에는 전압측정편을 별도로 부착시켜 전압을 측정할 수 있도록 한 다음 부착수단에 의해 전압측정편을 서포트에 부착시켜서 된 것으로 전류 인가편의 넓어진 폭에 의해 접촉면적이 넓어지게 되므로 접촉저항을 줄일 수 있어 충,방전시 발생되는 열의 양을 줄일 수 있는 동시에 충,방전효율을 향상시킬 수 있는 전지 충.방전용 지그를 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술문헌은 전류인가편에 대한 접촉면적을 증가시키기 위하여 전압측정편을 구조적으로 완전히 분리시켜 구성하기 때문에, 구조적으로 복잡하여 제조를 위한 시간, 노력 및 비용이 증가하는 문제점이 발생하고, 전지의 전극편 양측면 중, 일측면에 대해서만 전류인가편이 접촉하기 때문에, 전지의 전극편에 대한 전류인가편의 접촉 면적을 증가시키는데 여전히 한계가 있고, 전지의 전극편에 대한 전류인가편과 전압인가편의 접촉 불량 및 접촉 오류를 근본적으로 해결할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 충방전용 그립퍼를 집게형으로 구성함으로써, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있도록 하고, 전류 전극단자 및 전압 전극단자가 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성함으로써, 접촉 신뢰성을 향상시키고 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 궁극적으로 충방전 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 이루는 구성수단은, 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하는 전류 전극단자 및 전압 전극단자를 구비하여 파우치형 배터리의 충방전시 파우치형 배터리의 전극 리드를 압지하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 있어서, 제1 장착 블록과 제2 장착 블록이 탄성력을 가진 상태로 집게형 구조로 결합되어 형성되는 단자 장착 블록; 상기 제1 장착 블록 및 상기 제2 장착 블록 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되는 한 쌍의 전압 전극단자; 상기 제1 장착 블록 및 상기 제2 장착 블록 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되되, 상기 전압 전극단자에 이격된 상태로 상기 전압 전극단자 내측에 배치되는 한 쌍의 전류 전극단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각각의 전압 전극단자는 상기 단자 장착 블록에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전압 단자 바디, 상기 전압 단자 바디와 일체로 연장 형성되되, 전압 단자 절개부를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전압 단자 탄성편, 상기 각각의 전압 단자 탄성편과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전압 단자 절곡편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각각의 전류 전극단자는 상기 단자 장착 블록에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전류 단자 바디, 상기 전류 단자 바디와 일체로 연장 형성되되, 전류 단자 절개부를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전류 단자 탄성편, 상기 각각의 전류 단자 탄성편과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전류 단자 절곡편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각각의 전류 단자 탄성편 상에는 상기 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 전류 단자 평면 접촉편이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 의하면, 충방전용 그립퍼를 집게형으로 구성하기 때문에, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있도록 하고, 전류 전극단자 및 전압 전극단자가 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성하기 때문에, 접촉 신뢰성을 향상시키고 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 궁극적으로 충방전 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 발생한다.
도 1은 종래의 충방전용 그립퍼의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 구비한 파우치형 배터리의 충방전 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 구비한 파우치형 배터리의 충방전 장치의 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 구비한 파우치형 배터리의 충방전 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)에 구비되어 트레이(95) 등에 장착된 파우치형 배터리의 전극 리드와 전기적으로 연결하여 파우치형 배터리를 충방전할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 다양한 구조 및 기술적 특징으로 구성될 수 있는 다양한 파우치형 배터리의 충방전 장치에 구비될 수 있고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 구비하는 일 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)를 보여주고 있다.
상기 다양한 구조 및 기술적 특징으로 구성될 수 있는 다양한 파우치형 배터리의 충방전 장치에 구비되는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하는 전류 전극단자(30) 및 전압 전극단자(20)를 구비하여 파우치형 배터리의 충방전시 파우치형 배터리의 전극 리드를 압지하는 동작을 수행할 수 있는 구조를 가진다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 제1 장착 블록(11)과 제2 장착 블록(13)이 결합되어 형성되는 단자 장착 블록(10)과, 상기 제1 장착 블록(11) 및 제2 장착 블록(13)에 각각 결합되는 한 쌍의 전압 전극단자(20)와, 상기 제1 장착 블록(11) 및 제2 장착 블록(13)에 각각 결합되되, 상기 전압 전극단자(20)의 내측에 배치되는 한 쌍의 전류 전극단자(30)를 포함하여 구성된다.
상기 단자 장착 블록(10)은 제1 장착 블록(11)과 제2 장착 블록(13)이 탄성력을 가진 상태로 집게형 구조로 결합되어 형성된다. 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 기존과 달리 집게형 구조를 채택 적용한다. 이를 위하여, 상기 단자 장착 블록(10)은 제1 장착 블록(11)과 제2 장착 블록(13)이 집게형 구조로 결합되어 형성된다.
구체적으로, 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)은 결합핀(15)을 통해 상호 회동 가능하게 결합되어 집게형 구조의 단자 장착 블록(10)을 구성한다. 그리고, 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)은 집게형 구조의 단자 장착 블록(10)을 제공하기 위하여 상호 탄성력을 가진 상태로 결합된다.
상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)이 상호 탄성력을 가진 상태로 집게형 구조로 결합되기 위하여, 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 사이에는 토션 스프링 등의 탄성체(미도시)가 개재된다. 상기 토션 스프링 등의 탄성체(미도시)는 외력이 가해지지 않는 상태에서, 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)의 전단이 상호 벌어진 상태 또는 상호 인접한 상태가 되도록 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 사이에 개재된다.
즉, 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)은 외력이 가해지지 않는 상태에서, 자신들 각각의 전단에 돌출 결합되는 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들이 상호 벌어진 상태 또는 상호 인접한 상태가 되도록, 상기 토션 스프링 등의 탄성체(미도시)와 결합핀(15)에 의하여 결합된다.
외력이 가해지지 않는 상태에서, 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)이 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들을 상호 인접한 상태가 되도록 결합한다면, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력은 상기 토션 스프링 등의 탄성체에 의하여 결정된다. 이와 같은 경우, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력을 조정 또는 제어할 수 없다는 단점을 야기할 수 있고, 또한 사용 횟수 및 시간의 증가에 따라 발생되는 상기 탄성체의 탄성력 감소에 의하여 상기 파우치형 배터리의 전극 리드에 대한 압지력이 약해지고, 이로 인하여 파우치형 배터리의 전극 리드에 대한 접촉 불량이 발생될 수도 있다.
이와 같은 문제점으로 인하여, 본 발명에 따른 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13)은 외력이 가해지지 않는 상태에서, 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들이 상호 벌어진 상태가 되도록 결합되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력은 상기 탄성체에 의하지 않고 가해지는 외력에 의하여 결정된다. 따라서, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력은 가해지는 외력에 의하여 조정 또는 제어될 수 있다. 결과적으로, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 두께가 가변되거나 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지 탄성력이 가변되더라도, 외력에 의하여, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력을 적정하게 조정 또는 가변 제어할 수 있다.
상기 외력은 외력이 가해지지 않는 상태에서 상호 벌어진 상태에 있는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들을 상호 인접한 상태가 되도록 하여 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 탄성 압지하도록 한다. 상기 외력은 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들을 상호 인접한 상태가 되도록 할 수 있다면, 다양한 구성 및 방법을 통해 발생 및 가할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단 사이로 삽입될 수 있도록 배치되는 클램핑 유도체(19)에 의하여 외력을 가할 수 있다. 상기 클램핑 유도체(19)가 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단 사이로 삽입되면, 상기 결합핀(15)에 의하여 각각의 중앙 부분에서 상호 회동 가능하게 결합되는 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단이 상호 벌어지게 되고, 이에 반해 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단은 상호 인접하게 된다. 결과적으로, 상기 클램핑 유도체(19)의 외력에 의하여, 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들이 상호 인접한 상태가 되어, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 탄성적으로 압지할 수 있다.
상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단 사이에 삽입되는 부분에 해당하는 상기 클램핑 유도체(19)의 전두부는 라운드 형상, 구체적으로 전단부에서 후미 방향으로 가면서 두께가 두꺼워지는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단 사이에 삽입되는 상기 클램핑 유도체(19)의 전두부의 깊이를 조정 또는 가변 제어함으로써, 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 상호 인접 정도 또는 거리를 조정할 수 있고, 결과적으로 상기 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))들의 압지력을 적정하게 조정 또는 가변 제어할 수 있다.
상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단에는 상기 클램핑 유도체(19)의 삽입 및 가압에 따라 변형되지 않도록 각각 제1 가압부(12)와 제2 가압부(14)가 구비된다. 즉, 상기 제1 장착 블록(11)의 후단에는 상기 클램핑 유도체(19)의 삽입에 따라 가압되되, 삽입 가압에 따라 변형되지 않는 제1 가압부(12)가 구비되고, 상기 제2 장착 블록(13)의 후단에는 상기 클램핑 유도체(19)의 삽입에 따라 가압되되, 삽입 가압에 따라 변형되지 않는 제2 가압부(14)가 구비된다.
상기 제1 가압부(12) 및 제2 가압부(14)는 상기 제1 장착 블록(11)과 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 후단 사이로 삽입되는 상기 클램핑 유도체(19)가 더 원활하게 삽입될 수 있도록 하기 위하여 제자리에서 회전될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 제1 가압부(12) 및 제2 가압부(14)는 상기 클램핑 유도체(19)의 진입에 따라 제자리에서 회전할 수 있는 롤러로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13)은 각각 후단에 전류/전압 케이블(17)이 연결되어 있다. 상기 전류/전압 케이블(17)은 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단에 결합되는 한 쌍의 전압 전극단자(20) 및 한 쌍의 전류 전극단자(30)와 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 전류/전압 케이블(17)은 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 내측을 통해, 각각의 전압 전극단자(20) 및 각각의 전류 전극단자(30)와 전기적으로 도통되도록 연결된다.
상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단에는 상기 전압 전극단자(20)가 돌출 결합되되, 한 쌍의 전압 전극단자(20)는 서로 내측을 향하여 대향 배치된다. 즉, 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20)는 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치된다.
여기서, 상기 내측은 한 쌍의 전압 전극단자(20)가 서로 대향하는 방향의 공간을 의미하고, 상기 내측으로 상기 파우치형 배터리의 전극 리드가 삽입되어 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20) 및 한 쌍의 전류 전극단자(30)에 의하여 양측면이 탄성적으로 압지된다.
또한, 상기 단자 장착 블록(10)을 구성하는 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단에는 상기 전류 전극단자(30)가 돌출 결합되되, 한 쌍의 전류 전극단자(30)는 서로 내측을 향하여 대향 배치되고, 상기 전압 전극단자(20)에 이격된 상태로 내측으로 배치된다. 즉, 상기 한 쌍의 전류 전극단자(30)는 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되되, 상기 전압 전극단자(20)에 이격된 상태로 상기 전압 전극단자(20) 내측에 배치된다.
여기서, 상기 내측은 한 쌍의 전류 전극단자(30)가 서로 대향하는 방향의 공간을 의미하고, 상기 내측으로 상기 파우치형 배터리의 전극 리드가 삽입되어 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20) 및 한 쌍의 전류 전극단자(30)에 의하여 양측면이 탄성적으로 압지된다.
상기 한 쌍의 전류 전극단자(30) 각각은 인접하는 전압 전극단자(20)와 단락되지 않도록 상기 전압 전극단자(20)와 반드시 이격된 상태로 배치된다. 또한, 상기 한 쌍의 전류 전극단자(30) 각각은 상기 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 증가시키기 위하여 인접하는 전압 전극단자(20)의 내측에 배치된다.
이상에서 설명한 본 발명인 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)에 의하면, 충방전용 그립퍼(50)를 집게형으로 구성하기 때문에, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있고, 상기 전류 전극단자(30) 및 전압 전극단자(20)가 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성하기 때문에, 접촉 신뢰성을 향상시키고 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 궁극적으로 충방전 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 파우치형 배터리의 전극 리드에 강한 탄성력으로 밀착될 수 있도록 하고, 이로 인하여 파우치형 배터리의 전극 리드 표면에 형성되는 산화피막에 접촉시에 또는 파우치형 배터리의 불균일한 전극 리드에 접촉시에 발생되는 접촉오류를 방지할 수 있도록 하는 구조를 채택 적용한다.
이를 위하여, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 한 쌍의 전압 전극단자(20) 각각, 즉 상기 각각의 전압 전극단자(20)는 상기 단자 장착 블록(10)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전압 단자 바디(21), 상기 전압 단자 바디(21)와 일체로 연장 형성되되, 전압 단자 절개부(24)를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전압 단자 탄성편(23), 상기 각각의 전압 단자 탄성편(23)과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전압 단자 절곡편(25)을 포함하여 구성된다.
상기 전압 단자 바디(21)는 상기 단자 장착 블록(10)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성된다. 즉, 상기 제1 장착 블록(11)의 전단으로부터 돌출 결합되는 전압 전극단자(20)의 전압 단자 바디(21)는 상기 제1 장착 블록(11)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되고, 상기 제2 장착 블록(13)의 전단으로부터 돌출 결합되는 전압 전극단자(20)의 전압 단자 바디(21)는 상기 제2 장착 블록(13)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성된다. 상기 각각의 전압 단자 바디(21)는 상기 단자 장착 블록(10)에 삽입된 상태로 고정 장착되고, 상술한 전류/전압 케이블(17)에 전기적으로 연결되도록 장착된다.
상기 복수개의 전압 단자 탄성편(23)은 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13)에 각각 결합되는 상기 전압 단자 바디(21)와 일체로 연장 형성되되, 전압 단자 절개부(24)를 통해 상호 분리 형성된다. 상기 복수개의 전압 단자 탄성편(23)은 상기 전압 단자 절개부(24)를 통해 상호 분리된 상태로 이격 배치되기 때문에, 상기 전압 단자 바디(21)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다. 결과적으로 상기 전압 단자 바디(21)와 상기 복수개의 전압 단자 탄성편(23)의 결합 구조는 갈퀴 형상의 구조를 가진다.
상기 전압 단자 절곡편(25)은 상호 분리 형성되는 상기 각각의 전압 단자 탄성편(23)과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성된다. 상기 전압 단자 절곡편(25)은 상호 분리 형성되는 상기 각각의 전압 단자 탄성편(23)과 일체로 형성되기 때문에, 역시 복수개로 형성되고 상호 분리 형성된다. 따라서, 상기 복수개의 전압 단자 절곡편(25) 역시 상기 전압 단자 탄성편(23)을 매개로 하여 상기 전압 단자 바디(21)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다. 결과적으로, 상기 전압 단자 바디(21), 상기 복수개의 전압 단자 탄성편(23) 및 상기 전압 단자 절곡편(25)의 결합 구조는 더 완성된 갈퀴 형상의 구조를 가진다.
상기 전압 단자 절곡편(25)이 상기 각각의 전압 단자 탄성편(23) 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 형성되기 때문에, 상기 전압 단자 탄성편(23)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 되고, 더 나아가 상기 전압 단자 탄성편(23)을 매개로 하여 상기 전압 단자 바디(21)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다.
상기 전압 단자 절곡편(25)이 상기 각각의 전압 단자 탄성편(23)의 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 형성되기 때문에, 한 쌍의 전압 단자 절곡편(25), 즉 상기 제1 장착 블록(11)에 결합되는 전압 전극단자(20)를 구성하는 전압 단자 절곡편(25)과 상기 제2 장착 블록(13)에 결합되는 전압 전극단자(20)를 구성하는 전압 단자 절곡편(25)은 내측 방향으로 상호 대향 배치된다.
상기 전압 단자 절곡편(25)의 단부는 톱니 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 파우치형 배터리의 전극 리드 표면에는 산화 피막이 형성될 수 있기 때문에, 상기 산화 피막을 뚫고 지나갈 수 있도록 상기 전압 단자 절곡편(25)의 단부가 톱니 형상을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 오류를 발생하지 않고 저항을 최소화한 상태에서 충방전을 수행할 수 있다.
한편, 상기 전압 단자 절곡편(25)은 상기 전압 단자 탄성편(23)의 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 일체로 형성될 수 있다면, 상기 전압 단자 탄성편(23)에 대한 절곡 각도가 한정될 필요는 없다. 다만, 상기 전압 단자 절곡편(25)의 탄성력 유지를 고려함과 동시에, 파우치형 배터리의 전극 리드에 탄성 압지되는 과정에서 내측에 이격 배치되는 상기 전류 전극 단자(30), 구체적으로 전류 단자 절곡편(35)과 단락되는 것을 방지하기 위하여, 상기 전압 단자 탄성편(23)에 대한 상기 전압 단자 절곡편(25)의 절곡 각도(θ)는 90˚ 이상 110˚ 이하의 범위(90˚ ≤ θ ≤ 110˚)인 것이 바람직하고, 95˚ 이상 100˚ 이하의 범위(95˚ ≤ θ ≤ 100˚)인 것이 가장 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 상기 한 쌍의 전류 전극단자(30) 각각, 즉 상기 각각의 전류 전극단자(30)는. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단자 장착 블록(10)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전류 단자 바디(31), 상기 전류 단자 바디(31)와 일체로 연장 형성되되, 전류 단자 절개부(34)를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전류 단자 탄성편(33), 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33)과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전류 단자 절곡편(35)을 포함하여 구성된다.
상기 전류 전극단자(30)는 상술한 바와 같이, 상기 전압 전극단자(20)에 반드시 이격된 상태로 상기 전압 전극단자(20) 내측에 배치되기 때문에, 상기 전류 전극단자(30)를 구성하는 상기 전류 단자 바디(31), 복수개의 전류 단자 탄성편(33) 및 전류 단자 절곡편(35)은 각각 대응하는 상기 전압 전극단자(20)를 구성하는 상기 전압 단자 바디(21), 복수개의 전압 단자 탄성편(23) 및 전압 단자 절곡편(25)에 이격된 상태로 내측에 배치된다.
상기 전류 단자 바디(31)는 상기 단자 장착 블록(10)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성된다. 즉, 상기 제1 장착 블록(11)의 전단으로부터 돌출 결합되는 전류 전극단자(30)의 전류 단자 바디(31)는 상기 제1 장착 블록(11)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되고, 상기 제2 장착 블록(13)의 전단으로부터 돌출 결합되는 전류 전극단자(30)의 전류 단자 바디(31)는 상기 제2 장착 블록(13)에 고정 장착된 상태로 돌출 형성된다. 상기 각각의 전류 단자 바디(31)는 상기 단자 장착 블록(10)에 삽입된 상태로 고정 장착되고, 상술한 전류/전압 케이블(17)에 전기적으로 연결되도록 장착된다.
상기 복수개의 전류 단자 탄성편(33)은 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13)에 각각 결합되는 상기 전류 단자 바디(31)와 일체로 연장 형성되되, 전류 단자 절개부(34)를 통해 상호 분리 형성된다. 상기 복수개의 전류 단자 탄성편(33)은 상기 전류 단자 절개부(34)를 통해 상호 분리된 상태로 이격 배치되기 때문에, 상기 전류 단자 바디(31)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다. 결과적으로 상기 전류 단자 바디(31)와 상기 복수개의 전류 단자 탄성편(33)의 결합 구조는 갈퀴 형상의 구조를 가진다.
상기 전류 단자 절곡편(35)은 상호 분리 형성되는 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33)과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성된다. 상기 전류 단자 절곡편(35)은 상호 분리 형성되는 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33)과 일체로 형성되기 때문에, 역시 복수개로 형성되고 상호 분리 형성된다. 따라서, 상기 복수개의 전류 단자 절곡편(35) 역시 상기 전류 단자 탄성편(33)을 매개로 하여 상기 전류 단자 바디(31)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다. 결과적으로, 상기 전류 단자 바디(31), 상기 복수개의 전류 단자 탄성편(33) 및 상기 전류 단자 절곡편(35)의 결합 구조는 더 완성된 갈퀴 형상의 구조를 가진다.
상기 전류 단자 절곡편(35)은 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33) 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 형성되기 때문에, 상기 전류 단자 탄성편(33)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 되고, 더 나아가 상기 전류 단자 탄성편(33)을 매개로 하여 상기 전류 단자 바디(31)에 탄성적으로 일체 결합된 상태가 된다.
상기 전류 단자 절곡편(35)은 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33)의 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 형성되기 때문에, 한 쌍의 전류 단자 절곡편(35), 즉 상기 제1 장착 블록(11)에 결합되는 전류 전극단자(30)를 구성하는 전류 단자 절곡편(35)과 상기 제2 장착 블록(13)에 결합되는 전류 전극단자(30)를 구성하는 전류 단자 절곡편(35)은 내측 방향으로 상호 대향 배치된다.
상기 전류 단자 절곡편(35)의 단부는 톱니 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 파우치형 배터리의 전극 리드 표면에는 산화 피막이 형성될 수 있기 때문에, 상기 산화 피막을 뚫고 지나갈 수 있도록 상기 전류 단자 절곡편(35)의 단부가 톱니 형상을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 오류를 발생하지 않고 저항을 최소화한 상태에서 충방전을 수행할 수 있다.
한편, 상기 전류 단자 절곡편(35)은 상기 전류 단자 탄성편(33)의 단부에서 내측 방향으로 절곡되어 일체로 형성될 수 있다면, 상기 전류 단자 탄성편(33)에 대한 절곡 각도가 한정될 필요는 없다. 다만, 상기 전류 단자 절곡편(35)의 탄성력 유지를 고려함과 동시에, 파우치형 배터리의 전극 리드에 탄성 압지되는 과정에서 인접하여 이격 배치되는 상기 전압 전극 단자(20), 구체적으로 전압 단자 절곡편(25)과 단락되는 것을 방지하기 위하여, 상기 전류 단자 탄성편(33)에 대한 상기 전류 단자 절곡편(35)의 절곡 각도(θ)는 상기 전압 단자 탄성편(23)에 대한 상기 전압 단자 절곡편(25)의 절곡 각도(θ)와 동일한 것이 바람직하다. 즉 상기 전류 단자 탄성편(33)에 대한 상기 전류 단자 절곡편(35)의 절곡 각도(θ)는 90˚ 이상 110˚ 이하의 범위(90˚ ≤ θ ≤ 110˚)인 것이 바람직하고, 95˚ 이상 100˚ 이하의 범위(95˚ ≤ θ ≤ 100˚)인 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 전류 단자 절곡편(35)은 상기 전압 단자 절곡편(25)에 비하여 내측 방향으로 덜 돌출 연장되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 전압 단자 절곡편(25)은 상기 전류 단자 절곡편(35)보다 내측 방향으로 더 돌출 연장 형성된다. 따라서, 한 쌍의 전압 전극단자(20)와 한 쌍의 전류 전극단자(30)가 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 탄성적으로 압지하는 과정에서, 우선적으로 바깥쪽에 배치되는 상기 전압 단자 절곡편(25)이 바깥쪽으로 휘어지면서 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하고, 이후 상기 전압 단자 절곡편(25)이 바깥쪽으로 휘어지는 과정에서 상기 전류 단자 절곡편(35)이 파우치형 배터리의 전극 리드에 접촉하면서 바깥쪽으로 휘어지면서 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있다.
한편, 본 발명은 전류 전극단자(30)의 전류 단자 탄성편(33) 상에 전류 단자 평면 접촉편(37)을 구비함으로써, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 더욱더 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 접촉 저항을 줄일 수 있고 충방전시 발생되는 열의 양을 줄일 수 있으며, 결과적으로 충방전 효율을 더욱더 향상시킬 수 있도록 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)의 구조를 채택 적용한다.
이를 위하여, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33) 상에는 상기 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 전류 단자 평면 접촉편(37)이 구비된다.
본 발명에 따른 상기 전류 전극단자(30) 및 전압 전극단자(20)는 상술한 바와 같이, 파우치형 배터리의 전극 리드 양측면에 모두 접촉되도록 구성하기 때문에, 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 기존에 비하여 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 그런데, 본 발명은 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 더욱더 증가시켜서 충방전 효율을 더욱더 향상시키기 위하여, 상기 각각의 전류 단자 탄성편(33) 상에 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)을 구비하는 구성을 추가적으로 채택 적용한다.
상기 전류 단자 평면 접촉편(37)은 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하기 위하여 상기 전류 단자 바디(31) 상에 형성되는 것이 아니라, 상기 전류 단자 탄성편(33) 상에 형성된다. 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)을 상기 전류 전극단자(30), 구체적으로 상기 전류 단자 탄성편(33) 상에 형성하기 위하여, 상기 전류 전극단자(30)가 상기 전압 전극단자(20) 내측에 배치되는 구조를 채택 적용하게 되는 것이다.
상기 전류 단자 평면 접촉편(37)의 내측면(상호 대향하는 한 쌍의 전류 단자 탄성편(33) 상에 각각 형성되는 한 쌍의 전류 단자 평면 접촉면(37)이 상호 대항하는 면)에는 복수의 돌기가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 파우치형 배터리의 전극 리드 표면에는 산화 피막이 형성될 수 있기 때문에, 상기 산화 피막을 뚫고 지나갈 수 있도록 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)의 내측면에 복수의 돌기가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 오류를 발생하지 않고 저항을 최소화한 상태에서 충방전을 수행할 수 있다.
한편, 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)은 상기 전류 단자 절곡편(35)에 비하여 내측 방향으로 덜 돌출 연장되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 전류 단자 절곡편(35)이 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)보다 내측 방향으로 더 돌출 연장 형성된다. 따라서, 한 쌍의 전압 전극단자(20)와 한 쌍의 전류 전극단자(30)가 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 탄성적으로 압지하는 과정에서, 우선적으로 바깥쪽에 배치되는 상기 전압 단자 절곡편(25)이 바깥쪽으로 휘어지면서 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하고, 이후 상기 전압 단자 절곡편(25)이 바깥쪽으로 휘어지는 과정에서 상기 전류 단자 절곡편(35)이 파우치형 배터리의 전극 리드에 접촉하고 바깥쪽으로 휘어지면서 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있으며, 이후, 상기 전류 단자 절곡편(35)이 바깥쪽으로 휘어지는 과정에서 상기 전류 단자 평면 접촉편(37)이 파우치형 배터리의 전극 리드에 접촉하여 탄성적으로 압지할 수 있다.
다음은, 상술한 구성 및 동작을 가지는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 구비하는 파우치형 배터리의 충방전 장치에 관하여 개략적으로 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)는 파우치형 배터리에 대한 활성화 공정, 즉 충방전 공정을 수행하는 장치로서, 장착된 파우치형 배터리의 전극 리드와 전기적으로 연결하여 파우치형 배터리를 충방전하는 동작을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)는 상기 파우치형 배터리의 전극 리드에 탄성적으로 압지되는 전류 전극단자 및 전압 전극단자를 구비하여 파우치형 배터리의 충방전시 파우치형 배터리의 전극 리드에 압지되는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼를 구비한다. 여기서, 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 상술한 구성 및 동작을 따른다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)에 구비되는 상기 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는, 상술한 바와 같이, 제1 장착 블록(11)과 제2 장착 블록(13)이 탄성력을 가진 상태로 집게형 구조로 결합되어 형성되는 단자 장착 블록(10), 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되는 한 쌍의 전압 전극단자(20) 및 상기 제1 장착 블록(11) 및 상기 제2 장착 블록(13) 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되되, 상기 전압 전극단자(20)에 이격된 상태로 상기 전압 전극단자(20) 내측에 배치되는 한 쌍의 전류 전극단자(30)를 포함하여 구성된다.
상기 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 상술한 구성 및 동작을 따르기 때문에, 이하에서는 상기 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)에 대한 구체적인 설명을 생략하고, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)를 구성하는 다른 구성 및 동작에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)는 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)와, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)가 수평 방향으로 연속해서 배치되도록 고정 지지하는 그립퍼 지지 블록(60)과, 상기 그립퍼 지지 블록(60)을 수직 방향으로 지지한 상태로 구동력에 따라 이송되는 이송 블록(70), 상기 이송 블록(70)을 수평 왕복 이동시키는 구동 모듈(80), 복수개의 파우치형 배터리를 장착 고정하는 트레이(95)를 안착 지지하는 트레이 안착대(90)를 포함하여 구성된다.
상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 수평 방향으로 상호 동일 간격으로 이격 배치된다. 상기 그립퍼 지지 블록(60)은 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 고정 지지한다. 상기 그립퍼 지지 블록(60)은 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 고정 지지하고, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50) 각각에 외력을 가하여 상술한 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30)) 사이에 삽입된 상태로 배치되는 파우치형 배터리의 전극 리드가 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30))에 의하여 탄성적으로 압지될 수 있도록 하는 가압 모듈(미도시)을 구비한다.
상기 가압 모듈은 상술한 클램핑 유도체(19)와 이 클램핑 유도체(19)가 전진 또는 후진되도록 구동하는 실린더 등의 구동체(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이송 블록(70)은 상기 그립퍼 지지 블록(60)을 수직 방향으로 지지하고, 상기 구동 모듈(80)의 구동에 따라 수평 왕복 이동, 구체적으로 전진 또는 후진된다. 상기 이송 블록(70)의 전진 또는 후진은 상기 구동 모듈(80)에 의하여 수행된다. 즉, 상기 구동 모듈(80)은 상기 이송 블록(70)을 전진 또는 후진되도록 구동할 수 있고, 결과적으로, 상기 이송 블록(70)에 지지 결합되는 상기 그립퍼 지지 블록(60) 및 이에 지지되는 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50) 역시 전진 또는 후진될 수 있다.
상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 트레이(95)에 장착 고정되는 복수개의 파우치형 배터리의 전극 리드의 양측면을 압지하는 동작을 수행한다. 복수개의 파우치형 배터리는 상기 파우치형 배터리의 충방전용 그리퍼(50)에 일대일 대응되도록 상기 트레이(95)에 장착 고정된다. 상기 트레이(95)는 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50) 전방에 구비되는 상기 트레이 안착대(90)에 안착된다. 상기 트레이 안착대(90)는 상기 트레이(95)의 하측 네 모서리를 가이드하여 안착할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50), 그립퍼 지지 블록(60), 이송 블록(70) 및 구동 모듈(80)은 단위 충방전 유닛을 구성한다. 즉, 상기 단위 충방전 유닛은 상술한 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50), 그립퍼 지지 블록(60), 이송 블록(70) 및 구동 모듈(80)로 구성된다.
상기 단위 충방전 유닛을 통해 상기 트레이(95)에 안정적으로 장착된 파우치형 배터리를 충방전하기 위한 과정 및 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
복수개의 파우치형 배터리가 상호 동일 간격으로 이격 배치된 상태로 안정적으로 장착되어 있는 상기 트레이(95)를 상기 트레이 안착대(90)에 안착시킨다. 상기 복수개의 파우치형 배터리는 전극 리드가 측방향, 구체적으로 상기 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 향하는 방향으로 배치되도록 상기 트레이(95)에 장착된다.
다음, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)가 전진되도록 구동하여, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드가 일대일로 대응하는 상기 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)의 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30)) 사이에 배치된 상태가 되도록 한다.
이를 위하여, 상기 구동 모듈(80)은 상기 이송 블록(70)이 상기 트레이(95) 방향으로 전진되도록 구동한다. 그러면, 상기 이송 블록(70)의 전진에 따라 상기 그립퍼 지지 블록(60) 역시 전진하고, 결과적으로 상기 그립퍼 지지 블록(60)에 지지되어 있는 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)는 상기 트레이(95)에 장착되어 있는 상기 복수의 파우치형 배터리의 전극 리드를 클램핑할 수 있는 위치까지 전진한다. 이때, 각각의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 구성하는 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30)) 사이에는 대응하는 파우치형 배터리의 전극 리드가 배치된다.
이후, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50) 각각에 외력을 가하여 각각의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)가 대응하는 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하여 클램핑할 수 있도록 한다. 상기 외력은 상술한 바와 같이, 클램핑 유도체(19)를 전진시키는 구동을 통하여 수행될 수 있다. 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)에 의하여 대응하는 복수의 파우치형 배터리의 전극 리드가 탄성적으로 압지되어 클램핑되면, 소정의 절차에 따라 복수개의 파우치형 배터리에 대한 충방전을 수행한다.
상기 충방전을 수행하는 과정에서, 충방전 과정에서 발생할 수 있는 이상 여부를 감지할 필요성이 있다. 즉, 충방전 과정에서 비정상적으로 발생할 수 있는 열을 감지하기 위한 온도 센서 및 비정상적인 화재를 감지할 수 있는 연기 감지 센서 등이 단위 충방전 유닛에 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 충방전 과정에서 접촉 불량, 저항 증가로 인하여 그립퍼에서 발생하는 열을 감지하기 위하여 상기 온도 센서를 구비하는 것이 바람직하고, 더 나아가 과열로 인하여 화재가 발생한 경우 신속한 대응을 위하여 연기 감지 센서를 구비하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 온도 센서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 그립퍼에서 발생하는 열을 효과적으로 감지하기 위하여, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)에 인접하여 상기 그립퍼 지지 블록(60) 상에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 트레이 안착대(90)에 안착된 상기 트레이(95)는 정렬 위치에 벗어난 상태로 안착될 수도 있고, 이 상태에서 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 전진시키면, 상기 파우치형 배터리의 전극 리드가 대응하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 구성하는 한 쌍의 전압 전극단자(20)(한 쌍의 전류 전극단자(30)) 사이에 정확하게 삽입되지 못하고 오정렬된 상태가 될 수 있다.
이와 같은 오정렬 발생을 방지하기 위하여, 상기 복수개의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)를 전진시키는 과정에서 상기 트레이(95)의 양측면을 접촉 가이드할 수 있는 한 쌍의 트레이 가이드(63)가 상기 단위 충방전 유닛의 양측, 구체적으로 상기 그립퍼 지지 블록(60)의 양측에 고정 배치된다.
이상에서 설명한 단위 충방전 유닛은 상기 파우치형 배터리의 일측 방향에 대해서만 파우치형 배터리의 전극 리드를 클램핑하여 충방전 공정을 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 이와 같이 하나의 단위 충방전 유닛만을 이용하여 파우치형 배터리에 대한 충방전 공정을 수행하는 경우에는, 양의 전극 리드와 음의 전극 리드가 모두 일측에 형성된 파우치형 배터리에 대한 충방전 공정을 수행하는 경우에 해당된다.
그런데, 파우치형 배터리는 양측에 각각 전극 리드가 형성되는 경우도 있다. 즉, 양의 전극 리드가 파우치형 배터리의 일측에 형성되고 음의 전극 리드가 파우치형 배터리의 타측에 형성되는 형태의 파우치형 배터리가 적용될 수도 있다.
상기 양측에 전극 리드가 형성되는 파우치형 배터리에 대한 충방전 공정을 수행하기 위하여, 본 발명에 따른 파우치형 배터리의 충방전 장치(100)는 상술한 단위 충방전 유닛을 한 쌍으로 구성한다. 구체적으로, 한 쌍의 단위 충방전 유닛이 상호 대향 배치되고, 그 사이에 상기 트레이(95)가 안착될 수 있도록 한다.
따라서, 양측에 전극 리드가 각각 형성되는 파우치형 배터리를 상기 트레이(95)에 장착된 상태에서 충방전을 수행하기 위해서는, 상기 트레이(95) 양측에 각각 배치되는 단위 충방전 유닛 모두가 상기 트레이(95)를 향하여 전진되도록 구동한 후, 양측의 충방전 유닛을 구성하는 각각의 복수의 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼(50)가 파우치형 배터리의 양측에 형성되는 전극 리드 각각을 클램핑한 상태에서 충방전 공정이 수행될 수 있도록 한다. 이 경우의 각각의 단위 충방전 유닛 역시 상술한 단위 충방전 유닛과 동일한 동작을 수행한다.
한편, 도 2 및 도 3은 상기 한 쌍의 단위 충방전 유닛이 다단, 구체적으로 2층으로 구성되는 것을 예시하고 있다. 이 경우에는 상기 트레이(95) 역시 다단, 구체적으로 2층으로 적층 배치된다. 이와 같은 구성을 가지는 파우치형 배터리의 충방전 장치는 양측에 전극 리드를 형성하는 복수의 파우치형 배터리를 다단, 구체적으로 2층으로 배치시킨 상태에서 충방전 공정을 수행할 수 있다. 결과적으로, 보다 많은 파우치형 배터리들에 대하여 동시에 충방전 공정을 수행할 수 있다.
상기 파우치형 배터리의 충방전 장치는 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이, 상기 한 쌍의 충방전 유닛을 2층으로 배치하여 구성할 수도 있지만, 필요에 따라 3층 이상의 다단으로도 배치하여 구성할 수도 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 같이, 한 쌍의 단위 충방전 유닛이 2층으로 배치하여 구성되는 경우에, 상기 트레이 가이드(63)는 상하로 배치된 단위 충방전 유닛 사이에 각각 고정 배치되는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼는 충방전용 그립퍼를 집게형으로 구성하기 때문에, 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 불량을 최소화할 수 있도록 하는 산업상 이용 가능성을 가진다.

Claims (4)

  1. 파우치형 배터리의 전극 리드를 탄성적으로 압지하는 전류 전극단자 및 전압 전극단자를 구비하여 파우치형 배터리의 충방전시 파우치형 배터리의 전극 리드를 압지하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼에 있어서,
    제1 장착 블록과 제2 장착 블록이 탄성력을 가진 상태로 집게형 구조로 결합되어 형성되는 단자 장착 블록;
    상기 제1 장착 블록 및 상기 제2 장착 블록 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되는 한 쌍의 전압 전극단자;
    상기 제1 장착 블록 및 상기 제2 장착 블록 각각의 전단으로부터 돌출 결합되어 상호 대향 배치되되, 상기 전압 전극단자에 이격된 상태로 상기 전압 전극단자 내측에 배치되는 한 쌍의 전류 전극단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전압 전극단자는 상기 단자 장착 블록에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전압 단자 바디, 상기 전압 단자 바디와 일체로 연장 형성되되, 전압 단자 절개부를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전압 단자 탄성편, 상기 각각의 전압 단자 탄성편과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전압 단자 절곡편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전류 전극단자는 상기 단자 장착 블록에 고정 장착된 상태로 돌출 형성되는 전류 단자 바디, 상기 전류 단자 바디와 일체로 연장 형성되되, 전류 단자 절개부를 통해 상호 분리 형성되는 복수개의 전류 단자 탄성편, 상기 각각의 전류 단자 탄성편과 일체로 형성되되, 내측 방향으로 절곡되어 형성되는 전류 단자 절곡편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 각각의 전류 단자 탄성편 상에는 상기 파우치형 배터리의 전극 리드와의 접촉 면적을 증가시키기 위한 전류 단자 평면 접촉편이 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102423395B1 (ko) * 2021-12-24 2022-07-21 주식회사 이노벡스 배터리 충방전 지그 장치
KR102423397B1 (ko) * 2021-12-24 2022-07-21 주식회사 이노벡스 배터리 충방전 지그 장치
KR102616253B1 (ko) * 2023-03-28 2023-12-22 (주)갑진 전지셀 충방전 단자모듈

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110004004A (ko) * 2009-07-07 2011-01-13 (주)이티에이치 전지 충방전용 그립퍼 어셈블리
KR101118125B1 (ko) * 2011-08-24 2012-03-12 주식회사 타이스일렉 2차 전지의 충방전 커넥터
KR20150011736A (ko) * 2013-07-23 2015-02-02 (주)이티에이치 전지 충방전용 그립퍼
KR20150011861A (ko) * 2013-07-23 2015-02-03 (주)이티에이치 그립퍼의 교체가 용이한 전지 충방전용 지그
JP2015534234A (ja) * 2013-08-29 2015-11-26 エルジー・ケム・リミテッド 電池充放電用グリッパ組立体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100618539B1 (ko) 2005-07-13 2006-09-01 주식회사 에이디피 캐패시터 충,방전기용 지그의 지지대
KR101065392B1 (ko) 2011-02-21 2011-09-20 주식회사 피앤이솔루션 전지 충,방전용 지그
KR20130051039A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 (주)이티에이치 전지 충방전용 그립퍼
KR20130070790A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 (주)이티에이치 전지 충방전 그립퍼
KR101765749B1 (ko) * 2016-06-17 2017-08-23 (주)에이치엔티 듀얼 전류 그립단자형 전지 충방전 그립퍼

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110004004A (ko) * 2009-07-07 2011-01-13 (주)이티에이치 전지 충방전용 그립퍼 어셈블리
KR101118125B1 (ko) * 2011-08-24 2012-03-12 주식회사 타이스일렉 2차 전지의 충방전 커넥터
KR20150011736A (ko) * 2013-07-23 2015-02-02 (주)이티에이치 전지 충방전용 그립퍼
KR20150011861A (ko) * 2013-07-23 2015-02-03 (주)이티에이치 그립퍼의 교체가 용이한 전지 충방전용 지그
JP2015534234A (ja) * 2013-08-29 2015-11-26 エルジー・ケム・リミテッド 電池充放電用グリッパ組立体

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