WO2024136477A1 - 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 Download PDF

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WO2024136477A1
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WO
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cylindrical battery
battery cell
cleaning
carrier
supports
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이기연
김태헌
이길영
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주식회사 엘지에너지솔루션
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  • the present invention relates to a carrier for cleaning cylindrical battery cells, cylindrical battery cells produced using the same, and battery packs and automobiles including cylindrical battery cells. More specifically, it relates to a carrier that can uniformly clean cylindrical battery cells. It relates to a carrier for cleaning cylindrical battery cells, cylindrical battery cells produced using the same, and a battery pack and automobile including the cylindrical battery cell.
  • Secondary batteries which are easy to apply depending on the product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EV, Electric Vehicle) and hybrid vehicles (HEV, Hybrid Electric Vehicle) that are driven by an electrical drive source. It is universally applied.
  • EV Electric Vehicle
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • These secondary batteries not only have the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels, but also have the advantage of not generating any by-products due to energy use, so they are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and improving energy efficiency.
  • Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, and nickel zinc batteries.
  • the operating voltage of these unit secondary battery cells is approximately 2.5V to 4.5V.
  • a battery module or battery pack is formed by connecting a plurality of battery cells in series. Additionally, a battery module or battery pack may be formed by connecting multiple battery cells in parallel depending on the required charge/discharge capacity. Accordingly, the number and electrical connection type of battery cells included in the battery module or battery pack can be set in various ways depending on at least one of the required output voltage and charge/discharge capacity.
  • cylindrical, prismatic, and pouch-type battery cells are known as types of secondary battery cells.
  • an insulating separator is interposed between the positive and negative electrode plates and wound to form a jelly roll-shaped electrode assembly, which is then inserted into a battery can along with the electrolyte to form a battery.
  • a cylindrical battery cell may use a current collector plate to electrically connect each of the positive and negative plates.
  • Cylindrical battery cells go through various processes in the production process, especially cleaning with a cleaning agent.
  • the cylindrical battery cell is cleaned by a cleaning member while being transported and seated on the carrier.
  • the technical problem to be solved by the present invention is a carrier for cleaning cylindrical battery cells that can prevent flow after the cylindrical battery cells are seated on the carrier, a cylindrical battery cell produced using the same, and a cylindrical battery cell including the cylindrical battery cell. It provides battery packs and cars.
  • a carrier for cleaning cylindrical battery cells that can be cleaned evenly by preventing the flow of cylindrical battery cells within the carrier, cylindrical battery cells produced using the same, and a battery pack and vehicle including the cylindrical battery cells are provided. .
  • a carrier on which the cylindrical battery cell is seated during the process of transferring the cylindrical battery cell to a cleaning member for cleaning comprising: a main body portion on which the cylindrical battery cell is seated; a first support portion protruding from the main body portion and supporting a side of the cylindrical battery cell; And a carrier for cleaning a cylindrical battery cell may be provided, including a second support portion that protrudes from the main body portion and supports a lower surface of the cylindrical battery cell.
  • first supports there are four first supports, and the four first supports may be spaced apart from each other at 90-degree intervals.
  • an inclined portion may be formed on an upper side of the first support portion to facilitate seating of the cylindrical battery cell.
  • At least one second support portion may protrude from a lower side of the peripheral portion inside the main body portion.
  • the second support part may be coupled to a lower end of the first support part.
  • a round portion may be formed in the second support portion to facilitate discharge of the cleaning water used to clean the cylindrical battery cell.
  • the round part may be formed on the upper surface of the second support part.
  • the round portion may include: a first curved portion formed in a curved shape from a first end of the upper surface toward the center of the upper surface; and a second curved portion formed in a curved shape from a second end of the upper surface opposite to the first end toward the center of the upper surface, wherein the first curved portion and the second curved portion are located at the center of the upper surface.
  • Straight lines in the form of straight lines connected to each other may be formed.
  • the second support part includes a plurality of unit supports, and the plurality of unit supports are spaced apart from each other to facilitate discharge of washing water for cleaning the cylindrical battery cell, and the plurality of unit supports are spaced apart from each other. Drains may be formed in spaced apart spaces.
  • the first support part may be provided with a gap removal part to remove the gap with the cylindrical battery cell.
  • the clearance removal unit includes an elastic unit coupled to the first support unit; and a contact support part coupled to the elastic part and in contact with a side of the cylindrical battery cell.
  • a cylindrical battery cell produced using the carrier for cleaning the above-described cylindrical battery cell may be provided, and a battery pack including at least one of the above-described cylindrical battery cells may be provided. Additionally, a vehicle including at least one of the above-described cylindrical battery cells may be provided.
  • Embodiments of the present invention have the effect of preventing movement of the cylindrical battery cell after it is seated on the carrier.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylindrical battery cell before it is seated on a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cylindrical battery cell in FIG. 1 seated on a cylindrical battery cell cleaning carrier.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of Figure 2.
  • Figure 4 is a perspective view of a cylindrical battery cell removed from a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a plan view of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view seen from the bottom of a cylindrical battery cell cleaning carrier according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 4.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of a modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a partially cut away perspective view of another modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a cross-sectional view of another modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a diagram schematically showing the configuration of a battery pack including cylindrical battery cells produced using a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a vehicle including the battery pack of FIG. 11.
  • Coupled to refers not only to the case where one member and another member are directly coupled or directly connected, but also when one member is indirectly coupled to another member through a joint member, or indirectly connected to another member. Also includes cases where it is connected to .
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylindrical battery cell before being seated on a cylindrical battery cell cleaning carrier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view of a cylindrical battery cell being seated on a cylindrical battery cell cleaning carrier in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2
  • FIG. 4 is a perspective view of a cylindrical battery cell removed from a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view seen from the bottom of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a view taken along line A-A' of Figure 4. This is a cross-sectional view.
  • a cylindrical battery cell cleaning carrier 10 (hereinafter simply referred to as a cleaning carrier) according to an embodiment of the present invention uses a cylindrical battery cell 20 to clean the cylindrical battery cell 20. ) is a carrier on which the cylindrical battery cell 20 is seated in the process of transferring it to a cleaning member (not shown).
  • the cylindrical battery cell 20 may include an electrode assembly (not shown), a battery can 21, and a cap plate (not shown).
  • the electrode assembly has a structure in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in one direction. Additionally, a central hole is formed in the center of the electrode assembly, and may be formed in a jelly roll type.
  • the electrode assembly may be manufactured by winding a laminate formed by sequentially stacking a negative electrode plate, a separator, a positive plate, and a separator at least once.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate may be formed in a sheet shape.
  • the electrode assembly applied to this embodiment may be a wound-type electrode assembly.
  • an additional separator may be provided on the outer peripheral surface of the electrode assembly to insulate it from the battery can 21.
  • the electrode assembly may have a winding structure well known in the related art without limitation.
  • a positive electrode active material may be applied to one or both sides of the positive electrode plate, and a first uncoated portion in which no positive active material is applied may be formed at an end of the positive electrode plate.
  • the first uncoated portion is exposed to the outside of the separator while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly, and can itself be used as an electrode tab.
  • the first uncoated region may not be formed on the positive electrode plate.
  • a negative electrode active material may be applied to one or both sides of the negative electrode plate, and a second uncoated portion in which no negative electrode active material is applied may be formed at an end of the negative electrode plate.
  • the second uncoated portion is exposed to the outside of the separator while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly, and can be used as an electrode tab in itself.
  • the second uncoated region may not be formed on the negative electrode plate.
  • the first uncoated portion and the second uncoated portion may be configured to face opposite directions.
  • the positive electrode active material coated on the positive electrode plate and the negative electrode active material coated on the negative electrode plate can be used without limitation as long as they are active materials known in the art.
  • the separator is a porous polymer film, for example, a porous polymer film made of polyolefin polymers such as ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene/butene copolymer, ethylene/hexene copolymer, ethylene/methacrylate copolymer, etc. Alternatively, they can be used by stacking them.
  • the separator may be a conventional porous nonwoven fabric, for example, a nonwoven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc.
  • At least one surface of the separator may include a coating layer of inorganic particles. It is also possible that the separator itself is made of a coating layer of inorganic particles. The particles constituting the coating layer may have a structure combined with a binder such that an interstitial volume exists between adjacent particles.
  • the center hole of the electrode assembly is also used for welding the cell terminal (22, positive terminal) and the positive electrode current collector plate. That is, it may be configured to weld the cell terminal 22 and the positive electrode current collector plate by irradiating a laser through the center hole of the electrode assembly.
  • An electrode assembly is stored in the battery can 21. Additionally, a through hole may be formed in the battery can 21.
  • the battery can 21 is formed in a cylindrical shape, the electrode assembly is stored inside the battery can 21, and can be electrically connected to the negative electrode plate of the electrode assembly. Accordingly, the battery can 21 may have the same polarity as the negative electrode plate, that is, the negative electrode.
  • the diameter of the battery can 21 is formed to be larger than the diameter of the electrode assembly.
  • a gap of a preset size is formed between the battery can 21 and the positive electrode current collector, and an insulator may be interposed between the gap.
  • the size of the battery can 21 is set according to the standard and the size of the electrode assembly is increased, the total capacity of the battery cell increases, but the gap between the battery can 21 and the electrode assembly decreases.
  • the gap between the battery can 21 and the electrode assembly is reduced, so to increase the capacity of the battery cell, the gap between the battery can 21 and the electrode assembly is reduced.
  • An insulator must be able to be inserted between the reduced gaps, and for this purpose, it is desirable that the thickness of the insulator be as thin as possible.
  • the battery can 21 is a substantially cylindrical receptor and may be made of a conductive material such as metal, for example.
  • the material of the battery can 21 may be made of a conductive metal, such as aluminum, steel, or stainless steel, but is not limited thereto.
  • the positive current collector plate is electrically connected to the positive electrode plate, for example, at the top of the electrode assembly.
  • the positive electrode current collector plate is made of a conductive metal material and may be electrically connected to the first uncoated portion of the positive electrode plate.
  • the cell terminal 22 is made of a conductive metal material and is electrically connected to the positive electrode current collector. Additionally, the cell terminal 22 is electrically connected to the positive electrode plate of the electrode assembly through the positive electrode current collector plate, and thus has positive polarity.
  • the cell terminal 22 can function as a positive terminal.
  • the battery can 21 is electrically connected to the negative electrode plate of the electrode assembly as described above, and thus may have negative polarity.
  • the negative electrode current collector plate is electrically connected to the negative electrode plate, for example at the bottom of the electrode assembly.
  • the negative electrode current collector plate is made of a conductive metal material such as aluminum, steel, copper, or nickel, and may be electrically connected to the second uncoated portion of the negative electrode plate.
  • the negative current collector plate may be electrically connected to the battery can 21.
  • the negative electrode current collector may be fixed with at least a portion of its edge portion interposed between the inner surface of the battery can 21 and the sealing gasket.
  • At least a portion of the edge of the negative electrode current collector may be fixed to the beading portion by welding while being supported on the bottom surface of the beading portion formed at the bottom of the battery can 21.
  • At least a portion of the remaining portion excluding the beading portion of the negative electrode current collector may be joined to the curved surface of the second uncoated portion through welding, for example, laser welding.
  • At least a portion of an edge of the negative electrode current collector may be electrically coupled to the upper and lower surfaces of the beading portion adjacent to the crimping portion.
  • the cap plate is configured to seal the opening formed at the bottom of the battery can 21.
  • the cap plate may be made of, for example, a metal material to ensure rigidity.
  • the cap plate may be separated from the electrode assembly and provided as non-polar. That is, the cap plate may not have polarity even if it is made of a conductive metal material.
  • cap plate does not have polarity means that the cap plate is electrically insulated from the battery can 21 and the cell terminal 22. As such, the cap plate does not need to have polarity, and its material does not necessarily have to be a conductive metal.
  • the cap plate may be seated and supported on the beading portion formed on the battery can 21. Additionally, the cap plate is fixed by a crimping portion described later.
  • a sealing gasket may be interposed between the cap plate and the crimping portion of the battery can 21 to ensure airtightness of the battery can 21. That is, the sealing gasket may be provided to be interposed between the edge of the cap plate and the opening of the battery can 21.
  • the cleaning member may be configured in various ways to clean the cylindrical battery cell 20, and may include, for example, a nozzle that sprays water toward the cylindrical battery cell 20. That is, the cleaning member (not shown) may be configured to spray water, for example, toward the cylindrical battery cell 20 that is transported and seated on the cleaning carrier 10.
  • the carrier 10 for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention has this. The problem can be solved.
  • a cylindrical battery cell cleaning carrier 10 includes a main body 100, a first support part 200, and a second support part 300.
  • a cylindrical battery cell 20 is mounted on the main body 100 (see FIG. 2).
  • the main body 100 may have various shapes, for example, may be cylindrical, but is not limited thereto.
  • the first support portion 200 protrudes from the main body 100 and supports the side of the cylindrical battery cell 20 as shown in FIG. 3 .
  • the first support portion 200 may be configured in various shapes, and for example, at least one of the first support portions 200 may protrude from a side surface of the inner peripheral portion of the main body portion 100 . Referring to FIG. 5, there may be four first supports 200, and the four first supports 200 may be formed to be spaced apart from each other at 90-degree intervals. However, the number and spacing of the first supports 200 are not limited to this.
  • an inclined portion 210 may be formed on the upper side of the first support portion 200 to facilitate seating of the cylindrical battery cell 20. Even if the cylindrical battery cell 20 deviates slightly from the exact center in the process of being seated on the main body 100, the lower side of the cylindrical battery cell 20 touches the inclined portion 210 and slides, allowing it to be positioned at the exact center. .
  • the second support portion 300 protrudes from the main body portion 100 and supports the lower surface of the cylindrical battery cell 20 as shown in FIG. 3 .
  • At least one second support portion 300 may protrude from the lower side of the inner peripheral portion of the main body portion 100 . And, referring to Figures 1 and 6, the second support part 300 may be coupled to the lower end of the first support part 200.
  • the number and spacing of the second supports 300 are not limited to this.
  • a round portion 310 may be formed in the second support portion 300 to facilitate discharge of the cleaning water used to clean the cylindrical battery cell 20.
  • the round part 310 may be formed on the upper surface of the second support part 300. That is, water sprayed from the nozzle of the cleaning member (not shown) may move downward along the round portion 310 of the second support portion 300.
  • the carrier 10 for cleaning cylindrical battery cells can not only prevent movement during cleaning of the cylindrical battery cells 20, but also can be used to clean the cylindrical battery cells 20. It has the effect of making it easier to drain water.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of a modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • the round part 310 may include a first curved part 311 and a second curved part 312.
  • the first curved portion 311 may be formed in a curved shape from the first end of the upper surface of the second support portion 300 toward the center of the upper surface.
  • the second curved portion 312 may be formed in a curved shape from the second end of the upper surface opposite to the first end toward the center of the upper surface.
  • a straight line portion 320 connected to the first curved portion 311 and the second curved portion 312 may be formed at the center of the upper surface.
  • the cylindrical battery cell 20 can be stably seated and supported, and the first curved portion each connected to the straight portion 320
  • the portion 311 and the second curved portion 312 have the effect of facilitating drainage of water used to clean the cylindrical battery cell 20.
  • Figure 9 is a partially cut away perspective view of another modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • the second support unit 300 may include a plurality of unit supports 330a and 330b.
  • the unit support 330 may have a thin plate shape.
  • the plurality of unit supports (330a, 330b) are spaced apart from each other, and a drain 340 may be formed in the space between the plurality of unit supports (330a, 330b), that is, the space between the plurality of unit supports (3330a, 330b). there is. Additionally, the cleaning water used to clean the cylindrical battery cell 20 can be easily discharged through the drain 340 formed between the plurality of unit supports 3330a and 330b.
  • a round portion 310 may be formed on the upper surface of the unit support 330 of FIG. 9, or a curved portion and a straight portion 320 may be formed together.
  • the upper surface of the unit support 330 of FIG. 9 may be formed of only straight lines.
  • Figure 10 is a cross-sectional view of another modified embodiment of a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to an embodiment of the present invention.
  • the first support portion 200 may be provided with a gap removal portion 400 to remove the gap with the cylindrical battery cell 20 .
  • the clearance removal unit 400 may be configured in various ways, and may include, for example, an elastic unit 410 and a contact support unit 420.
  • the contact support part 420 is coupled to the elastic part 410 and contacts the side surface of the cylindrical battery cell 20 to support the side surface of the cylindrical battery cell 20.
  • a coating layer may be formed on the contact support portion 420 to reduce friction when the cylindrical battery cell 20 is contacted.
  • the gap removal unit 400 can remove the gap caused by internal tolerances in processing that is formed during the manufacturing process of the cleaning carrier 10. That is, the cylindrical battery cells 20 may collide with or interfere with each other during the process of being seated on the cleaning carrier 10, and to prevent this, a gap within a preset range may be formed.
  • the clearance removal unit 400 causes the contact support unit 420 to contact the side of the cylindrical battery cell 20 due to the elastic force of the elastic unit 410, thereby maintaining the above-mentioned clearance while supporting the side of the cylindrical battery cell 20. Since it is configured to remove, it is possible to prevent the cylindrical battery cell 20 from flowing inside the cleaning carrier 10, thereby making cleaning uniform.
  • Figure 11 is a diagram schematically showing the configuration of a battery pack including cylindrical battery cells produced using a carrier for cleaning cylindrical battery cells according to each embodiment of the present invention.
  • the battery pack 30 may include one or more cylindrical battery cells 20.
  • the cylindrical battery cell 20 is produced using the cylindrical battery cell cleaning carrier 10 according to each embodiment of the present invention as described above.
  • the battery pack 30 includes a pack housing 31 for storing the cylindrical battery cells 20, and various devices for controlling charging and discharging of the cylindrical battery cells 20, such as BMS, current sensors, fuses, etc. More may be included.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a vehicle including the battery pack of FIG. 11.
  • a vehicle 40 may include one or more cylindrical battery cells 20 or battery packs 30.
  • the cylindrical battery cell 20 is produced using the cylindrical battery cell cleaning carrier 10 according to each embodiment of the present invention as described above.
  • the battery pack 30 may include one or more cylindrical battery cells 20 as described above.
  • the vehicle 40 includes various vehicles designed to use electricity, such as electric vehicles or hybrid vehicles.
  • the present invention relates to a carrier for cleaning cylindrical battery cells, cylindrical battery cells produced using the same, and battery packs and automobiles including cylindrical battery cells. In particular, it can be used in industries related to secondary batteries.

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Abstract

원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어는, 원통형 배터리 셀의 세정을 위해 세정부재로 이송하는 과정에서 원통형 배터리 셀이 안착되는 캐리어로서, 원통형 배터리 셀이 안착되는 본체부; 본체부로부터 돌출되며, 원통형 배터리 셀의 측면을 지지하는 제1 지지부; 및 본체부로부터 돌출되며, 원통형 배터리 셀의 하면을 지지하는 제2 지지부를 포함한다.

Description

원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
본 출원은 2022년 12월 20일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2022-0179856호 및 2023년 12월 05일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2023-0174881호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 원통형 배터리 셀의 세정을 균일하게 할 수 있는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 장점 또한 갖기 때문에 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다.
따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 구성한다. 또한, 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수 및 전기적 연결 형태는, 요구되는 출력 전압과 충방전 용량 중 적어도 하나에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 이차 전지 셀의 종류로서, 원통형, 각형 및 파우치형 배터리 셀이 알려져 있다. 원통형 배터리 셀의 경우, 양극판과 음극판 사이에 절연체인 분리막을 개재하고 이를 권취하여 젤리롤 형태의 전극 조립체를 형성하고, 이를 전해질과 함께 전지 캔 내부에 삽입하여 전지를 구성한다. 그리고, 원통형 배터리 셀은 양극판과 음극판 각각을 전기적으로 연결하기 위해 집전판이 사용될 수 있다.
원통형 배터리 셀은 생산 공정에서 다양한 과정을 거치게 되며, 특히 세정부재에 의한 세정이 진행된다. 여기서, 원통형 배터리 셀은 캐리어에 안착되어 이송되면서 세정부재에 의해 세정된다.
하지만, 종래 기술의 경우, 세정부재로부터 물이 분사되면 수압에 의해 원통형 배터리 셀이 캐리어 내부에서 유동하게 되고, 이에 따라 세정이 불균일해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 원통형 배터리 셀이 캐리어에 안착된 후 유동이 방지될 수 있는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것이다.
또한, 캐리어 내에서 원통형 배터리 셀의 유동이 방지되므로 세정이 균일해질 수 있는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원통형 배터리 셀의 세정을 위해 세정부재로 이송하는 과정에서 상기 원통형 배터리 셀이 안착되는 캐리어로서, 상기 원통형 배터리 셀이 안착되는 본체부; 상기 본체부로부터 돌출되며, 상기 원통형 배터리 셀의 측면을 지지하는 제1 지지부; 및 상기 본체부로부터 돌출되며, 상기 원통형 배터리 셀의 하면을 지지하는 제2 지지부를 포함하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어가 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부는 상기 본체부 내측의 둘레부 측면으로부터 적어도 하나가 돌출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부는 4개로 마련되며, 4개의 상기 제1 지지부는 90도 간격으로 서로 이격되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부의 상측에는 상기 원통형 배터리 셀의 안착을 용이하게 하기 위한 경사부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 지지부는 상기 본체부 내측의 둘레부 하측으로부터 적어도 하나가 돌출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 지지부는 상기 제1 지지부의 하측 단부에 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 지지부는 4개로 마련되며, 4개의 상기 제2 지지부는 90도 간격으로 서로 이격되어 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 원통형 배터리 셀을 세정한 세정수의 배출을 용이하게 하기 위해, 상기 제2 지지부에는 라운드부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라운드부는 상기 제2 지지부의 상면에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라운드부는, 상기 상면의 제1 단부로부터 상기 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성되는 제1 곡선부; 및 상기 제1 단부에 대향하는 상기 상면의 제2 단부로부터 상기 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성되는 제2 곡선부를 포함하며, 상기 상면의 중심부에는 상기 제1 곡선부와 상기 제2 곡선부에 각각 연결되는 직선 형태의 직선부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 지지부는 복수의 단위지지대를 포함하며, 상기 원통형 배터리 셀을 세정한 세정수의 배출을 용이하게 하기 위해 상기 복수의 단위지지대는 서로 이격되고, 상기 복수의 단위지지대의 이격된 공간에 배수구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 지지부에는 상기 원통형 배터리 셀과의 유격을 제거할 수 있도록 유격제거부가 구비될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유격제거부는, 상기 제1 지지부에 결합되는 탄성부; 및 상기 탄성부에 결합되며, 상기 원통형 배터리 셀의 측면에 접촉되는 접촉지지부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀이 제공될 수 있고, 또한, 전술한 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있으며, 또한, 전술한 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 원통형 배터리 셀이 캐리어에 안착된 후 유동이 방지될 수 있는 효과가 있다.
또한, 캐리어 내에서 원통형 배터리 셀의 유동이 방지되므로 세정이 균일해질 수 있는 효과가 있다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적인 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어에 원통형 배터리 셀이 안착되기 전의 모습의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 원통형 배터리 셀이 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어에 안착된 모습의 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어로부터 원통형 배터리 셀이 제거된 모습의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 저면에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 4의 A-A'을 따라 바라본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 하나의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 다른 하나의 변형 실시예에 따른 부분 절개 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 또 다른 하나의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어에 원통형 배터리 셀이 안착되기 전의 모습의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 원통형 배터리 셀이 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어에 안착된 모습의 사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어로부터 원통형 배터리 셀이 제거된 모습의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 저면에서 바라본 사시도이며, 도 7은 도 4의 A-A'을 따라 바라본 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10, 이하, 간단하게 세정용 캐리어라고 한다)는, 원통형 배터리 셀(20)의 세정을 위해 원통형 배터리 셀(20)을 세정부재(미도시)로 이송하는 과정에서 원통형 배터리 셀(20)이 안착되는 캐리어이다.
원통형 배터리 셀(20)은, 전극 조립체(미도시)와, 전지 캔(21)과, 캡 플레이트(미도시)를 포함할 수 있다.
전극 조립체는 양극판과, 음극판과, 양극판 및 음극판 사이에 개재된 분리막이 일 방향으로 권취된 구조를 가진다. 그리고, 전극 조립체의 중심에는 중심홀이 형성되며, 젤리롤 타입으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 전극 조립체는 음극판과, 분리막과, 양극판과, 분리막을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서, 양극판과 음극판은 쉬트 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 적용되는 전극 조립체는 권취 타입의 전극 조립체일 수 있다. 이 경우, 전극 조립체의 외주면 상에는 전지 캔(21)과의 절연을 위해 추가적인 분리막이 구비될 수도 있다. 즉, 전극 조립체는 관련 기술 분야에서 잘 알려진 권취 구조를 제한 없이 가질 수 있다.
양극판에는 일면 또는 양면 상에 양극 활물질이 도포되어 있고, 양극판의 단부에는 양극 활물질이 도포되지 않은 제1 무지부가 형성될 수 있다. 제1 무지부는 전극 조립체의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다. 다만, 양극판에 제1 무지부가 형성되지 않을 수도 있다.
음극판에는 일면 또는 양면 상에 음극 활물질이 도포되어 있고, 음극판의 단부에는 음극 활물질이 도포되지 않은 제2 무지부가 형성될 수 있다. 제2 무지부는 전극 조립체의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다. 다만, 음극판에 제2 무지부가 형성되지 않을 수도 있다.
여기시, 양극판과 음극판이 각각 무지부를 포함하는 경우, 제1 무지부와 제2 무지부는 서로 반대 방향을 향하도록 구성될 수 있다.
그리고, 양극판에 코팅되는 양극 활물질과, 음극판에 코팅되는 음극 활물질은 당업계에 공지된 활물질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
분리막은 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있다.
다른 예시로서, 분리막은 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있다.
분리막의 적어도 한 쪽 표면에는 무기물 입자의 코팅층을 포함할 수 있다. 또한 분리막 자체가 무기물 입자의 코팅층으로 이루어지는 것도 가능하다. 코팅층을 구성하는 입자들은 인접하는 입자 사이 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 존재하도록 바인더와 결합된 구조를 가질 수 있다.
그리고, 전극 조립체의 중심홀은 셀 단자(22, 양극 단자)와 양극 집전판의 용접을 위해 사용되기도 한다. 즉, 전극 조립체의 중심홀을 통해 레이저를 조사하여 셀 단자(22)와 양극 집전판을 용접하도록 구성될 수 있다.
전지 캔(21)에는 전극 조립체가 수납된다. 그리고, 전지 캔(21)에는 관통 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 전지 캔(21)은 원통형으로 형성되어 전지 캔(21) 내부에 전극 조립체가 수납되며, 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 전지 캔(21)은 음극판과 동일한 극성, 즉 음극을 가질 수 있다.
전지 캔(21)의 직경은 전극 조립체의 직경보다 크게 형성된다. 전지 캔(21)과 양극 집전판 사이에는 미리 설정된 크기의 간격이 형성되고 상기 간격 사이에 인슐레이터가 개재될 수 있다.
만약, 전지 캔(21)의 크기가 규격에 따라 정해진 상태에서 전극 조립체의 크기를 증가시키면 배터리 셀의 전체 용량은 증가하지만, 전지 캔(21)과 전극 조립체 사이의 간격은 감소한다.
즉, 배터리 셀의 전체 용량을 증가시키기 위해 전극 조립체의 크기를 증가시키면 전지 캔(21)과 전극 조립체 사이의 간격이 감소하므로, 배터리 셀의 용량 증가를 위해서는 전지 캔(21)과 전극 조립체 사이의 줄어든 간격사이에 인슐레이터가 개재될 수 있어야 하며, 이를 위해 인슐레이터의 두께는 최대한 얇은 것이 바람직하다.
전지 캔(21)은 대략 원통형의 수용체로서, 예를 들어 금속과 같은 도전성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 전지 캔(21)의 재질은 도전성이 있는 금속, 예를 들어 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸 등으로 제작될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
양극 집전판은 양극판과 전기적으로 연결되며, 예를 들어 전극 조립체의 상부에서 양극판에 연결된다. 예를 들어, 양극 집전판은 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 양극판의 제1 무지부와 전기적으로 연결될 수 있다.
셀 단자(22)는 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 양극 집전판과 전기적으로 연결된다. 그리고, 셀 단자(22)는 양극 집전판을 통해 전극 조립체의 양극판과 전기적으로 연결되며 이에 의해 양의 극성을 갖는다.
즉, 셀 단자(22)는 양극 단자로서 기능할 수 있다. 그리고, 전지 캔(21)은 전술한 바와 같이 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결되며, 이에 의해 음의 극성을 가질 수 있다.
음극 집전판은 음극판에 전기적으로 연결되며, 예를 들어 전극 조립체의 하부에서 음극판에 연결된다. 예를 들어, 음극 집전판은 알루미늄, 스틸, 구리, 니켈 등의 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 음극판의 제2 무지부와 전기적으로 연결될 수 있다.
음극 집전판은 전지 캔(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 음극 집전판은 가장 자리 부분의 적어도 일부가 전지 캔(21)의 내측 면과 밀봉 가스켓 사이에 개재되어 고정될 수 있다.
하나의 실시예로, 음극 집전판의 가장 자리 부분의 적어도 일부는 전지 캔(21) 하단에 형성된 비딩부의 하단면에 지지된 상태에서 용접에 의해 비딩부에 고정될 수 있다.
그리고, 음극 집전판의 비딩부의 결합 부분을 제외한 나머지 부분의 적어도 일부는 제2 무지부의 절곡면에 용접, 예를 들어 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.
또한, 음극 집전판은 가장자리의 적어도 일부가 비딩부의 상면 및 하면 중 클림핑부에 인접한 면에 전기적으로 결합될 수 있다.
캡 플레이트는 전지 캔(21)의 하단에 형성된 개방부를 밀폐하도록 구성된다. 캡 플레이트는 강성 확보를 위해, 예를 들어 금속 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 캡 플레이트는 전극 조립체로부터 분리되어 비극성으로 마련될 수 있다. 즉, 캡 플레이트는 전도성을 금속 재질로 마련된 경우에도 극성을 갖지 않을 수 있다.
캡 플레이트가 극성을 갖지 않는다는 것은 캡 플레이트가 전지 캔(21) 및 셀 단자(22)와 전기적으로 절연되어 있음을 의미한다. 이처럼, 캡 플레이트는 극성을 갖지 않아도 무방하며, 그 재질이 반드시 전도성 금속이어야 하는 것도 아니다.
캡 플레이트는 전지 캔(21)에 형성된 비딩부 상에 안착되어 지지될 수 있다. 또한, 캡 플레이트는 후술하는 클림핑부에 의해 고정된다. 캡 플레이트와 전지 캔(21)의 클림핑부 사이에는 전지 캔(21)의 기밀성을 확보하기 위해 밀봉 가스켓이 개재될 수 있다. 즉, 밀봉 가스켓은 캡 플레이트의 가장자리와 전지 캔(21)의 개방부 사이에 개재되도록 마련될 수 있다.
세정부재(미도시)는 원통형 배터리 셀(20)을 세정하도록 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들어, 원통형 배터리 셀(20)을 향해 물을 분사하는 노즐을 포함할 수 있다. 즉, 세정부재(미도시)는 세정용 캐리어(10)에 안착되어 이송되는 원통형 배터리 셀(20)을 향해 예를 들어 물을 분사하도록 구성될 수 있다.
여기서, 세정부재(미도시)로부터 분사되는 수압에 의해 원통형 배터리 셀(20)이 유동하게 되면 세정이 불균일해질 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10)는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10)는, 본체부(100)와, 제1 지지부(200)와, 제2 지지부(300)를 포함한다.
본체부(100)에는 원통형 배터리 셀(20)이 안착된다(도 2 참조). 본체부(100)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 원통형으로 형성될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제1 지지부(200)는 본체부(100)로부터 돌출되며, 도 3에서와 같이 원통형 배터리 셀(20)의 측면을 지지한다.
제1 지지부(200)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 본체부(100) 내측의 둘레부 측면으로부터 적어도 하나가 돌출되도록 구성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1 지지부(200)는 4개로 마련될 수 있으며, 4개의 제1 지지부(200)가 90도 간격으로 서로 이격되게 형성될 수 있다. 다만, 제1 지지부(200)의 개수와 간격이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 도 1을 참조하면, 제1 지지부(200)의 상측에는 원통형 배터리 셀(20)의 안착을 용이하게 하기 위한 경사부(210)가 형성될 수 있다. 원통형 배터리 셀(20)이 본체부(100)에 안착되는 과정에서 정확한 중심으로부터 약간 벗어난 경우에도 원통형 배터리 셀(20)의 하측이 경사부(210)에 닿아 슬라이딩되면서 정확한 중심에 위치할 수 있게 된다.
제2 지지부(300)는 본체부(100)로부터 돌출되며, 도 3에서와 같이 원통형 배터리 셀(20)의 하면을 지지한다.
제2 지지부(300)는 본체부(100) 내측의 둘레부 하측으로부터 적어도 하나가 돌출될 수 있다. 그리고, 도 1 및 도 6을 참조하면, 제2 지지부(300)는 제1 지지부(200)의 하측 단부에 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 지지부(300)는 4개로 마련될 수 있으며, 4개의 제2 지지부(300)가 90도 간격으로 서로 이격되게 형성될 수 있다. 다만, 제2 지지부(300)의 개수와 간격이 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 도 7을 참조하면, 원통형 배터리 셀(20)을 세정한 세정수의 배출을 용이하게 하기 위해, 제2 지지부(300)에는 라운드부(310)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 라운드부(310)는 제2 지지부(300)의 상면에 형성될 수 있다. 즉, 세정부재(미도시)의 노즐로부터 분사된 물이 제2 지지부(300)의 라운드부(310)를 따라 하측으로 이동할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10)는 원통형 배터리 셀(20)의 세정시 유동이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 원통형 배터리 셀(20)을 세정하는데 사용된 물의 배수까지 용이해지는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 하나의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 8을 참조하면, 라운드부(310)는 제1 곡선부(311)와, 제2 곡선부(312)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 곡선부(311)는 제2 지지부(300)의 상면의 제1 단부로부터 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 곡선부(312)는 제1 단부에 대향하는 상면의 제2 단부로부터 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상면의 중심부에는 제1 곡선부(311)와 제2 곡선부(312)에 각각 연결되는 직선 형태의 직선부(320)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 제2 지지부(300)의 상면의 중심부에 직선부(320)가 형성되면 원통형 배터리 셀(20)이 안정적으로 안착되어 지지될 수 있으며, 또한 직선부(320)에 각각 연결된 제1 곡선부(311)와, 제2 곡선부(312)에 의해 원통형 배터리 셀(20)을 세정하는데 사용된 물의 배수도 용이해지는 효과가 있다.
도 1 내지 도 7에서 설명한 내용과 공통되는 내용은 도 8의 실시예에서도 적용될 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 다른 하나의 변형 실시예에 따른 부분 절개 사시도이다.
도 9를 참조하면, 제2 지지부(300)는 복수의 단위지지대(330a, 330b)를 포함할 수 있다. 여기서, 단위지지대(330)는 얇은 플레이트 형상일 수 있다. 복수의 단위지지대(330a, 330b)는 서로 이격되며, 복수의 단위지지대(330a, 330b)의 이격된 공간, 즉 복수의 단위지지대(3330a, 330b) 사이의 공간에는 배수구(340)가 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 단위지지대(3330a, 330b) 사이에 형성된 배수구(340)를 통해 원통형 배터리 셀(20)을 세정한 세정수가 용이하게 배출될 수 있다.
도 1 내지 도 7에서 설명한 내용과 공통되는 내용 또는, 도 8에서 설명한 내용과 공통되는 내용은 도 9의 실시예에서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 단위지지대(330)의 상면에는 라운드부(310)가 형성될 수도 있고, 또는 곡선부와 직선부(320)가 함께 형성될 수도 있다. 또는, 도 9의 단위지지대(330)의 상면은 직선만으로 형성될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어의 또 다른 하나의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 지지부(200)에는 원통형 배터리 셀(20)과의 유격을 제거할 수 있도록 유격제거부(400)가 구비될 수 있다. 유격제거부(400)는 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들어, 탄성부(410)와, 접촉지지부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
탄성부(410)는 제1 지지부(200)에 결합된다. 탄성부(410)는 탄성을 가지는 다양한 종류의 구성이 포함될 수 있으며, 예를 들어, 각종 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄성부(410)는 적어도 하나의 코일 스프링으로 마련될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
접촉지지부(420)는 탄성부(410)에 결합되며, 원통형 배터리 셀(20)의 측면에 접촉되어 원통형 배터리 셀(20)의 측면을 지지한다. 여기서, 접촉지지부(420)에는 원통형 배터리 셀(20)이 접촉될 때의 마찰을 감소시키기 위해 코팅층이 형성될 수 있다.
유격제거부(400)는 세정용 캐리어(10)의 제작 과정에서 형성되는 가공상의 오차 내치 공차에 의한 유격을 제거할 수 있다. 즉, 원통형 배터리 셀(20)이 세정용 캐리어(10)에 안착되는 과정에서 서로 부딪히거나 간섭될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 미리 설정된 범위의 유격이 형성될 수 있다.
하지만, 이와 같은 유격에 의해 원통형 배터리 셀(20)이 세정용 캐리어(10) 내에서 유동할 수 있으며, 이 경우 세정이 불균일해질 수 있다. 하지만, 유격제거부(400)는 탄성부(410)의 탄성력에 의해 접촉지지부(420)가 원통형 배터리 셀(20)의 측면에 접촉되어 원통형 배터리 셀(20)의 측면을 지지하면서 전술한 유격을 제거하도록 구성되므로, 원통형 배터리 셀(20)이 세정용 캐리어(10) 내부에서 유동하는 것을 방지할 수 있게 되며, 이에 의해 세정이 균일해질 수 있다.
도 1 내지 도 9에서 설명한 내용과 공통되는 내용은 도 10의 실시예에서도 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(30)은 원통형 배터리 셀(20)을 하나 이상 포함할 수 있다. 여기서, 원통형 배터리 셀(20)은 전술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10)를 사용하여 생산된다.
또한, 상기 배터리 팩(30)은, 원통형 배터리 셀(20)을 수납하기 위한 팩 하우징(31), 원통형 배터리 셀(20)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
도 12는 도 11의 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(40)는 원통형 배터리 셀(20) 또는 배터리 팩(30)을 하나 이상 포함할 수 있다. 원통형 배터리 셀(20)은 전술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어(10)를 사용하여 생산된다. 그리고, 배터리 팩(30)은 전술한 바와 같이 원통형 배터리 셀(20)을 하나 이상 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자동차(40)는 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 각종 자동차를 포함한다.
본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상에서 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. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어 및 이를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀 및, 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것으로서, 특히, 이차 전지와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 원통형 배터리 셀의 세정을 위해 세정부재로 이송하는 과정에서 상기 원통형 배터리 셀이 안착되는 캐리어로서,
    상기 원통형 배터리 셀이 안착되는 본체부;
    상기 본체부로부터 돌출되며, 상기 원통형 배터리 셀의 측면을 지지하는 제1 지지부; 및
    상기 본체부로부터 돌출되며, 상기 원통형 배터리 셀의 하면을 지지하는 제2 지지부를 포함하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지부는 상기 본체부 내측의 둘레부 측면으로부터 적어도 하나가 돌출되는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지부는 4개로 마련되며, 4개의 상기 제1 지지부는 90도 간격으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지부의 상측에는 상기 원통형 배터리 셀의 안착을 용이하게 하기 위한 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 상기 본체부 내측의 둘레부 하측으로부터 적어도 하나가 돌출되는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 상기 제1 지지부의 하측 단부에 결합된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 4개로 마련되며, 4개의 상기 제2 지지부는 90도 간격으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원통형 배터리 셀을 세정한 세정수의 배출을 용이하게 하기 위해, 상기 제2 지지부에는 라운드부가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 라운드부는 상기 제2 지지부의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 라운드부는,
    상기 상면의 제1 단부로부터 상기 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성되는 제1 곡선부; 및
    상기 제1 단부에 대향하는 상기 상면의 제2 단부로부터 상기 상면의 중심부를 향해 곡선 형태로 형성되는 제2 곡선부를 포함하며,
    상기 상면의 중심부에는 상기 제1 곡선부와 상기 제2 곡선부에 각각 연결되는 직선 형태의 직선부가 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지지부는 복수의 단위지지대를 포함하며,
    상기 원통형 배터리 셀을 세정한 세정수의 배출을 용이하게 하기 위해 상기 복수의 단위지지대는 서로 이격되고, 상기 복수의 단위지지대의 이격된 공간에 배수구가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지부에는 상기 원통형 배터리 셀과의 유격을 제거할 수 있도록 유격제거부가 구비된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유격제거부는,
    상기 제1 지지부에 결합되는 탄성부; 및
    상기 탄성부에 결합되며, 상기 원통형 배터리 셀의 측면에 접촉되는 접촉지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 원통형 배터리 셀 세정용 캐리어를 사용하여 생산된 원통형 배터리 셀.
  15. 제14항에 따른 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 배터리 팩.
  16. 제14항에 따른 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 자동차.
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