KR102089264B1 - Device for Charge and Discharge of Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치로서, 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 형성되어 있는 전지셀들이 각각 탑재되는 둘 이상의 트레이들; 둘 이상의 제 1 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 1 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 1 전극 단자들과 접속되는 제 1 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 1 충방전 접속 모듈; 및 둘 이상의 제 2 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 2 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 2 전극 단자들과 접속되는 제 2 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 2 충방전 접속 모듈;을 포함하고 있고,
상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들은, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치를 제공한다.The present invention, a secondary battery charging and discharging device for charging and discharging the battery cells during the activation process of the battery cell, the first electrode terminal and the two or more trays are mounted on each of the battery cells are formed; It includes two or more first connecting portions, and each of the first connecting portions has a structure in which first connection pins are connected to first electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays. A first charge / discharge connection module; And two or more second connection portions, each of the second connection portions having a second connection pin connected to second electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays. It comprises a second charging and discharging connection module made;
The first and second charging and discharging connection modules are characterized in that the battery cells mounted on the trays are charged and discharged while two or more trays are stacked with each other so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time. It provides a secondary battery charging and discharging device.
Description
본 발명은 이차전지의 충방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charging and discharging device of a secondary battery.
화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing, and as a part, the most actively researched field is the field of electricity generation and electricity storage using electrochemistry.
현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다.Currently, a representative example of an electrochemical device using such electrochemical energy is a secondary battery, and its use area is gradually expanding.
특히, 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이러한 리튬 이차전지는 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 사용되고 있다.In particular, as interest in environmental issues has increased, studies on electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which can replace fossil fuel vehicles, such as gasoline vehicles and diesel vehicles, are one of the main causes of air pollution. , These lithium secondary batteries are also used as power sources for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 고밀도의 에너지를 협소한 공간에 저장하는 것이 필요한 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of the battery, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products that need to store high-density energy in a narrow space with a thin thickness, and high energy density and discharge in terms of materials. There is a high demand for lithium secondary batteries, such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as voltage and output stability.
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly of the anode / separator / cathode structure. Representatively, a jelly-roll having a structure in which the anodes and cathodes of a long sheet type are wound with a separator interposed therebetween. (Wind-up type) Electrode assembly, stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and the positive and negative electrodes of a predetermined unit are separated through a separator. And a stacked / folded electrode assembly having a structure in which bi-cells or full cells stacked with are wound.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. Recently, a pouch-type battery having a structure in which a stacked or stacked / folded electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet has attracted much attention due to low manufacturing cost, low weight, and easy shape modification. Also, its usage is gradually increasing.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지셀의 일반적인 구조를 나타낸 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view schematically showing a general structure of a typical pouch-type battery cell in the related art.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(10)은, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 이러한 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 스택형 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to Figure 1, the pouch-
또한, 전지케이스(40)는 스택형 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 스택형 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스(43)로 이루어져 있다. 이러한 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)는 스택형 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 전지케이스(40) 외주면을 열융착하여 밀봉한다.In addition, the
이처럼, 파우치형 전지셀을 에너지 밀도가 높고 다양한 형태로 가공할 수 있는 바, 최근에는 자동차 디자인을 다양화 하기 쉬워 자동차 전지에도 사용되고 있다.As such, the pouch-type battery cell has a high energy density and can be processed into various shapes, and recently, it is easy to diversify the vehicle design and is also used in automobile batteries.
그러나, 자동차 전지에 적용되는 파우치형 전지셀은 비교적 대형이어서, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들의 초기 충방전을 실시하는 경우, 다량의 전지셀들을 한번에 충방전할 수 없는 한계를 가지고 있었다. However, the pouch-type battery cell applied to an automotive battery is relatively large, and thus, when performing initial charging and discharging of the battery cells during the activation process of the battery cells, there is a limitation that a large amount of battery cells cannot be charged and discharged at once.
즉, 예를 들어, 자동차 전지용 전지셀의 1회 충방전 매수는 그 크기로인해 모바일용 전지셀들과 비교하여 17% 수준에 불과하였고, 그에 따라, 더 많은 충방전 장치를 구비해야 하고, 그 충방전 장치들이 설치되는 공간이 더 필요해짐에 따라, 제조비용의 상승이 불가피하였다. 더욱이, 자동차용 전지셀의 전극 탭이 양 방향 타입의 전지셀은 단 방향으로 전극 탭이 형성된 타입과 비교하여 동일공간 대비 50% 매수만을 1회 충방전할 수 있는 바, 그 문제는 더욱 심각했다.That is, for example, the number of charge / discharge cycles of a battery cell for an automobile battery was only 17% compared to mobile battery cells due to its size, and accordingly, more charge / discharge devices should be provided. As more space for charging and discharging devices is installed, an increase in manufacturing cost is inevitable. Moreover, the electrode tab of the battery cell for automobiles can charge and discharge only 50% of the number of copies of the same space once compared to the type in which the electrode tab is formed in both directions, and the problem is more serious. .
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 있는 기술 개발의 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need to develop a technology to solve the above problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems requested from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치가, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들이, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시킬 경우, 이차전지 충방전 장치로 1회 충방전 되는 전지셀들의 매수가 두 배 이상으로 증가됨에 따라, 이차전지 충방전 장치의 설비 수 및, 그 설비의 설치 필요 공간을 감소 시킬 수 있는 바, 제조비용을 크게 줄일 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application, after repeated studies and various experiments, as described later, the secondary battery charging and discharging device for charging and discharging the battery cells during the activation process of the battery cells, the first and second charging and discharging connection Modules, and the first and second charging and discharging connection modules, the battery cells mounted on the trays in a state where two or more trays are mutually stacked so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time. In the case of charging and discharging, as the number of battery cells charged and discharged once by the secondary battery charging and discharging device is more than doubled, the number of facilities of the secondary battery charging and discharging device and the space required to install the device can be reduced. Bar, it was confirmed that the manufacturing cost can be greatly reduced, and the present invention has been completed.
상기한 목적을 달성하기 위한, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치로서,To achieve the above object, as a secondary battery charging and discharging device for charging and discharging the battery cells during the activation process of the battery cell,
제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 형성되어 있는 전지셀들이 각각 탑재되는 둘 이상의 트레이들;Two or more trays in which the battery cells on which the first electrode terminal and the second electrode terminal are formed are respectively mounted;
둘 이상의 제 1 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 1 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 1 전극 단자들과 접속되는 제 1 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 1 충방전 접속 모듈; 및It includes two or more first connecting portions, and each of the first connecting portions has a structure in which first connection pins are connected to first electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays. A first charge / discharge connection module; And
둘 이상의 제 2 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 2 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 2 전극 단자들과 접속되는 제 2 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 2 충방전 접속 모듈;It includes two or more second connection parts, each of the second connection parts having a structure in which second connection pins connected to second electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays are provided. A second charge / discharge connection module;
을 포함하고 있고,It contains,
상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들은, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시키는 것을 특징으로 한다.The first and second charging and discharging connection modules are characterized in that the battery cells mounted on the trays are charged and discharged while two or more trays are stacked with each other so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time. do.
여기서, "전지셀의 활성화 공정"은 최근에 널리 사용되는 리튬이온전지 및 리튬폴리머전지 등과 같은 리튬이차전지의 경우, 제조 후 소정의 충방전을 실시하는 과정, 즉, 화성 공정을 거쳐야만 전지로서의 성능이 완성된다. 즉, 이러한 충방전 장치는 이차전지의 생산 공정 중 조립이 완료된 최초의 전지셀이 전기 에너지를 저장할 수 있도록 수 회 정도의 충전 및 방전 공정을 반복하여 이차전지의 특성을 부여하는 기능을 수행한다. 따라서, 본 발명의 전지셀은, 전지셀의 팩케이징(packaging) 과정 이후, 양극 단자 및 음극 단자 접속핀을 보유한 이차전지 충방전 장치를 사용하여 충방전 대상인 전지셀에 필요 전류를 인가함으로써 이루어지게 된다.Here, the "activation process of a battery cell" in the case of a lithium secondary battery such as a lithium ion battery and a lithium polymer battery widely used in recent years, a process of performing a predetermined charging and discharging after manufacture, that is, performance as a battery only through a chemical conversion process This is completed. That is, the charging and discharging device performs a function of giving characteristics of the secondary battery by repeating the charging and discharging process several times so that the first battery cell, which is assembled during the production process of the secondary battery, can store electrical energy. Accordingly, the battery cell of the present invention is made by applying a required current to a battery cell to be charged and discharged by using a secondary battery charging and discharging device having positive and negative terminal connection pins after the packaging process of the battery cell. Lose.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 파우치형 케이스의 내부에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 밀봉되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the battery cell may have a structure in which an electrode assembly having an anode / separator / cathode structure is sealed together with an electrolyte inside the pouch-shaped case.
또한, 상기 전지셀은 평면상으로 사각형 구조로 이루어지고 제 1 및 제 2 전극 단자들이 평면상 사각형의 양측 대향 실링부들에 형성되어 있을 수 있다.In addition, the battery cell may be formed in a rectangular structure in a planar shape, and the first and second electrode terminals may be formed on opposite sides of the planar rectangular sealing portions.
하나의 구체적인 예에서, 상기 트레이들은 각각 전지셀들이 탑재된 상태에서 지면을 기준으로 상하 방향으로 적층되어 있을 수 있고, 구체적으로, 상기 트레이들 중에서 하부에 위치하는 트레이에는 상부에 적층되는 트레이를 고정 장착하기 위한 장착부가 형성되어 있을 수 있다.In one specific example, the trays may be stacked in the vertical direction with respect to the ground in a state where the battery cells are mounted, and specifically, a tray stacked on the top is fixed to a tray located at the bottom of the trays. A mounting portion for mounting may be formed.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 충방전 접속 모듈은, 충방전 장치의 내부에 트레이들이 탑재된 상태에서, 전지셀들의 제 1 전극 단자들로부터 이격되어 위치되어 있을 수 있고, 상기 제 2 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 2 전극 단자들로부터 이격되어 위치되어 있을 수 있다. 이러한 이격된 거리는 트레이가 이차전지 충방전 장치에 용이하게 장착하기 위함이고, 상기 트레이가 장착된 이후, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들은, 트레이에 인접하도록 이동하여 전지셀들과 전기적으로 연결된다.In one specific example, the first charge / discharge connection module may be positioned spaced apart from the first electrode terminals of the battery cells, with trays mounted inside the charge / discharge device, and the second charge / discharge The connection module may be positioned spaced apart from the second electrode terminals of the battery cells. This spaced distance is for easy mounting of the tray to the secondary battery charging and discharging device, and after the tray is mounted, the first and second charging and discharging connection modules move to be adjacent to the tray and electrically connect to the battery cells do.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 접속부는 제 1 접속 핀들의 일측에 위치되어 있고 제 1 전극 단자들이 제 1 접속 핀들에 접속되도록 제 1 전극 단자들을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 1 지지 부재를 포함하고 있을 수 있고, 상기 제 2 접속부는 제 2 접속 핀들의 일측에 위치되어 있고 제 2 전극 단자들이 제 2 접속 핀들에 접속되도록 제 2 전극 단자들을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 2 지지 부재를 포함하고 있을 수 있다.In one specific example, the first connection portion is located on one side of the first connection pins and includes one or more first support members for closely supporting the first electrode terminals such that the first electrode terminals are connected to the first connection pins. The second connection portion may be positioned on one side of the second connection pins and include one or more second support members for closely supporting the second electrode terminals such that the second electrode terminals are connected to the second connection pins. It can be.
상세하게는, 상기 제 1 충방전 접속 모듈은, 제 1 접속부의 제 1 접속 핀들이 전지셀들의 제 1 전극 단자들과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 1 접속 핀들의 위치를 조절하는 제 1 조절 나사, 및 상기 제 1 전극 단자들과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 1 지지 부재의 위치를 조절하는 제 2 조절 나사를 포함하고 있을 수 있고, 상기 제 2 충방전 접속 모듈은, 제 2 접속부의 제 2 접속 핀들이 전지셀들의 제 2 전극 단자들과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 2 접속 핀들의 위치를 조절하는 제 3 조절 나사, 및 상기 제 2 전극 단자들과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 2 지지 부재의 위치를 조절하는 제 4 조절 나사를 포함하고 있을 수 있다.In detail, the first charge / discharge connection module includes a first adjustment screw that adjusts the position of the first connection pins so that the first connection pins of the first connection part can be connected to or separated from the first electrode terminals of the battery cells. , And a second adjustment screw for adjusting the position of the first support member so as to be closely supported or separated from the first electrode terminals, wherein the second charge / discharge connection module includes a second connection of the second connection part. A third adjustment screw for adjusting the position of the second connection pins so that the pins can be connected to or separated from the second electrode terminals of the battery cells, and the position of the second support member to be closely supported or separated from the second electrode terminals It may include a fourth adjustment screw for adjusting the.
또한, 상기 제 1 조절 나사 및 제 2 조절 나사는 제 1 접촉 핀들이 제 1 전극 단자들과 접하도록 제 1 접속 핀들과 제 1 지지 부재를 제 1 전극 단자들이 위치한 방향으로 이동하여 제 1 전극 단자들과 밀착되도록 조절할 수 있고, 상기 제 3 조절 나사 및 제 4 조절 나사는 제 2 접촉 핀들이 제 2 전극 단자들과 접하도록 제 2 접속 핀들과 제 2 지지 부재를 제 2 전극 단자들이 위치한 방향으로 이동하여 제 2 전극 단자들과 밀착되도록 조절할 수 있다.In addition, the first adjustment screw and the second adjustment screw move the first connection pins and the first support member in a direction in which the first electrode terminals are located so that the first contact pins contact the first electrode terminals, so that the first electrode terminals The third adjustment screw and the fourth adjustment screw are provided in such a manner that the second connection pins and the second support member are located in the direction in which the second electrode terminals are positioned so that the second contact pins contact the second electrode terminals. It can be adjusted to move in close contact with the second electrode terminals.
본 발명에 따른 이차전지 충방전 장치는 충방전이 이루어지는 전지셀들을 냉각하여 전지셀들의 온도를 조절하기 위한 하나 이상의 냉각부를 추가로 포함하고 있을 수 있다.The secondary battery charging and discharging device according to the present invention may further include at least one cooling unit for controlling the temperature of the battery cells by cooling the battery cells in which charging and discharging are performed.
구체적으로, 상기 냉각부는, 제 1 충방전 접속 모듈 또는 제 2 충방전 접속 모듈에 구비되어 있는 제 1 냉각부재, 및 지면을 기준으로 상기 트레이에 탑재된 전지셀들의 상부 측에 위치하고 있는 제 2 냉각부재를 포함하고 있을 수 있다.Specifically, the cooling unit, the first cooling member provided in the first charge-discharge connection module or the second charge-discharge connection module, and the second cooling located on the upper side of the battery cells mounted on the tray with respect to the ground It may contain an absence.
또한, 상기 제 1 냉각부재는 지면에 수직인 방향을 기준으로 제 1 접속부들 또는 제 2 접속부들 사이 공간과 대응되는 높이에 위치되어 있을 수 있다.In addition, the first cooling member may be positioned at a height corresponding to a space between the first connection portions or the second connection portions based on a direction perpendicular to the ground.
하나의 구체적인 예에서, 상기 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 1 전극 단자들 및 제 2 전극 단자들 각각이 제 1 접속부 및 제 2 접속부와 대면하도록 트레이를 고정 장착하는 트레이 장착부를 더 포함하고 있을 수 있다.In one specific example, each of the first electrode terminals and the second electrode terminals of the battery cells mounted on the tray may further include a tray mounting portion fixedly mounting the tray so as to face the first connection portion and the second connection portion. have.
구체적으로, 상기 트레이 장착부는, 트레이를 고정 장착하기 위한 둘 이상의 수납 걸이대들, 및 상기 트레이의 일측을 지지하여 위치 고정하기 위한 고정 걸이를 포함하고 있을 수 있다.Specifically, the tray mounting unit may include two or more storage hangers for fixedly mounting the tray, and a fixing hook for fixing a position by supporting one side of the tray.
또한, 본 발명에 따른 제 1 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 1 전극 단자들이 제 1 접속부의 제 1 접속 핀들과 제 1 지지 부재 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 1 이동 부재들을 포함하고 있을 수 있고, 또한, 상기 제 2 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 2 전극 단자들이 제 2 접속부의 제 2 접속 핀들과 제 2 지지 부재 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 2 이동 부재들을 포함하고 있을 수 있다.Further, the first charge / discharge connection module according to the present invention may include first moving members for moving the first electrode terminals of the battery cells to be inserted between the first connection pins of the first connection part and the first support member. In addition, the second charge / discharge connection module may include second moving members for moving the second electrode terminals of the battery cells to be inserted between the second connection pins of the second connection part and the second support member. .
상세하게는, 상기 제 1 이동 부재들은, 제 1 충방전 접속 모듈의 양측에 위치하고 상기 제 1 충방전 접속 모듈을 지지하면서 이동시키기 위한 제 1 이동 플랫폼들을 포함하고 있을 수 있고, 상기 제 2 이동 부재들은, 상기 제 2 충방전 접속 모듈의 양측에 위치하고 상기 제 2 충방전 접속 모듈을 지지하면서 이동시키기 위한 제 2 이동 플랫폼들을 포함하고 있을 수 있다.Specifically, the first moving members may be located on both sides of the first charge / discharge connection module and may include first moving platforms for moving while supporting the first charge / discharge connection module, and the second moving member They may be located on both sides of the second charge-discharge connection module and may include second mobile platforms for moving while supporting the second charge-discharge connection module.
또한, 상기 제 1 이동 부재들은 제 1 이동 플랫폼들이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 1 이동 플랫폼들과 결합되어 있는 제 1 이동 바들을 포함하고 있을 수 있고, 상기 제 2 이동 부재들은 제 2 이동 플랫폼들이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 2 이동 플랫폼들과 결합되어 있는 제 2 이동 바들을 포함하고 있을 수 있다.Further, the first moving members may include first moving bars coupled to respective first moving platforms such that the first moving platforms are movable along an axis parallel to the ground, and the second moving members are The second moving platforms may include second moving bars coupled with respective second moving platforms to be movable along an axis parallel to the ground.
한편, 상기 전지셀은 양극, 분리막, 및 음극을 포함하고 있는 리튬 이차전지일 수 있다.Meanwhile, the battery cell may be a lithium secondary battery including an anode, a separator, and a cathode.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode, for example, may be prepared by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying, and, if necessary, further adding a filler to the mixture.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The positive electrode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction, as a lithium transition metal oxide, including two or more transition metals, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and contains one or more of the above elements, 0.01≤y≤0.7) Lithium nickel-based oxide represented by; Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e) A e (where -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b + c + d <1 Lim, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl) lithium nickel cobalt manganese composite oxide; Formula Li 1 + x M 1-y M ' y PO 4-z X z wherein M = transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S, or N, and -0.5≤x≤ + 0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1), and the like, olivine-based lithium metal phosphate, and the like, but are not limited to these.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in 1 to 20% by weight based on the total weight of the mixture containing the positive electrode active material. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component that inhibits the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical changes in the battery, and includes, for example, an olefinic polymer such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
또한, 상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 또한, 상기 음극 활물질은 흑연계 탄소, 코크스계 탄소 및 하드 카본으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In addition, the negative electrode is prepared by, for example, coating a mixture of a negative electrode active material, a conductive material, and a binder on a negative electrode current collector, followed by drying, and if necessary, further adding a filler to the mixture. In addition, the negative electrode active material may be at least one selected from the group consisting of graphite-based carbon, coke-based carbon and hard carbon.
본 발명은 또한, 전지셀의 활성화 공정시 상기 이차전지 충방전 장치를 사용하여 전지셀들을 충방전하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for charging and discharging battery cells using the secondary battery charging and discharging device during the activation process of the battery cells.
구체적으로, 상기 전지셀들을 충방전하는 방법은,Specifically, the method for charging and discharging the battery cells,
(a) 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 형성되어 있는 전지셀들이 각각 탑재되어 있는 둘 이상의 트레이들을 상호 적층한 후, 상기 적층된 트레이들을 충방전 장치 내의 트레이 장착부에 고정 장착하는 과정; 및(a) a process in which two or more trays, each of which battery cells on which the first electrode terminal and the second electrode terminal are formed are stacked, are stacked together, and the stacked trays are fixedly mounted on the tray mounting portion in the charge / discharge device; And
(b) 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들이 트레이들에 탑재되어 있는 전지셀들의 각각의 제 1 전극 단자들 및 제 2 전극 단자들과 전기적으로 접속하여, 전지셀들을 동시에 충방전 시키는 과정;을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.(b) the process of charging and discharging the battery cells simultaneously by electrically connecting the first and second charging and discharging connection modules to the respective first electrode terminals and the second electrode terminals of the battery cells mounted on the trays; Characterized in that it contains.
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(b) 이전에, 제 1 충방전 접속 모듈의 제 1 접속부의 제 1 접속 핀들이 제 1 전극 단자들과 전기적으로 접속되도록 제 1 접속 핀들과 제 1 지지 부재의 위치를 조정하고, 상기 제 2 충방전 접속 모듈의 제 2 접속부의 제 2 접속 핀들이 제 2 전극 단자들과 전기적으로 접속되도록 제 2 접속 핀들과 제 2 지지 부재의 위치를 조정하는 과정(a-1)을 수행할 수 있다.In one specific example, prior to the step (b), the first connection pins of the first connection portion of the first charging and discharging connection module are electrically connected to the first electrode terminals so that the first connection pins and the first supporting member Adjusting the position and adjusting the positions of the second connection pins and the second support member so that the second connection pins of the second connection portion of the second charge / discharge connection module are electrically connected to the second electrode terminals (a- 1) can be performed.
본 발명은 또한, 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 따른 이차전지 충방전 장치를 사용하여 전지셀 활성화 공정을 거친 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a battery cell characterized in that it has undergone a battery cell activation process using the secondary battery charging and discharging device according to any one of
본 발명은 또한, 단위셀로서 상기 전지셀을 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공할 수 있다.The present invention may also provide a battery pack comprising two or more of the battery cells as unit cells.
상기 전지팩은 예를 들어, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다. 상기 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.The battery pack is a device selected from, for example, a mobile phone, a laptop computer, a smart phone, a smart pad, a netbook, a light electronic vehicle (LEV), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device. It can be used as a power source. Since the device is known in the art, detailed description thereof is omitted herein.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 이차전지 충방전 장치는, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치가, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들이, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시킴으로써, 이차전지 충방전 장치로 1회 충방전 되는 전지셀들의 매수가 두 배 이상으로 증가됨에 따라, 이차전지 충방전 장치의 설비 수 및, 그 설비의 설치 필요 공간을 감소 시킬 수 있는 바, 제조비용을 크게 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.As described above, the secondary battery charging and discharging device according to the present invention, the secondary battery charging and discharging device for charging and discharging the battery cells during the activation process of the battery cells, includes first and second charging and discharging connection modules, The first and second charging and discharging connection modules, by charging and discharging the battery cells mounted on the trays in a state in which two or more trays are stacked with each other so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time, the secondary battery As the number of battery cells charged and discharged once by the charge / discharge device is more than doubled, the number of facilities of the secondary battery charge / discharge device and the space required for installation of the device can be reduced, significantly reducing manufacturing costs. It can exert an effect.
도 1은 종래의 대표적인 파우치형 전지셀의 일반적인 구조를 나타낸 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 사시도이다;
도 3은 도 2의 이차전지 충방전 장치의 일부 구성들을 나타낸 모식적인 평면도들이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 측면도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 정면도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 배면도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치의 일부 구성을 투시하고 있는 평면도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 활성화 공정시 이차전지 충방전 장치를 사용하여 전지셀들을 충방전하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is an exploded perspective view showing a general structure of a typical pouch-type battery cell in the related art;
Figure 2 is a perspective view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic plan view showing some components of the secondary battery charging and discharging device of FIG. 2;
Figure 4 is a side view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
5 is a front view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
6 is a rear view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
7 is a plan view showing a partial configuration of a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention;
8 is a flowchart illustrating a method for charging and discharging battery cells using a secondary battery charging and discharging device during an activation process of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the contents of the present invention will be further described with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 이차전지 충방전 장치의 일부 구성들을 나타낸 모식적인 평면도들이 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 측면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 정면도가 도시되어 있다.2 is a perspective view showing a secondary battery charging / discharging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic plan view showing some components of the secondary battery charging / discharging device of FIG. 2, and 4 is a side view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5를 함께 참고하면, 본 발명에 따른 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들(200)을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치(100)는, 제 1 전극 단자(210) 및 제 2 전극 단자(220)가 형성되어 있는 전지셀들(200)이 각각 탑재되는 2개의 트레이들(130, 131)과, 제 1 충방전 접속 모듈(110) 및 제 2 충방전 접속 모듈(120)을 포함하고 있다.Referring to Figures 2 to 5 together, the secondary battery charging and discharging
이러한 제 1 충방전 접속 모듈(110)은 2개의 제 1 접속부들(112)을 포함하고 있고, 이러한 제 1 접속부들(112)은 제 1 트레이(130) 및 제 2 트레이(131)에 탑재된 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210)과 접속되는 제 1 접속 핀들(141)이 구비되어 있다.The first charge /
또한, 이러한 제 2 충방전 접속 모듈(120)은 2개의 제 2 접속부들(122)을 포함하고 있고, 이러한 제 2 접속부들(122)은 제 1 트레이(130) 및 제 2 트레이(131)에 탑재된 전지셀들(200)의 제 2 전극 단자들(220)과 접속되는 제 2 접속 핀들(145)이 구비되어 있다.In addition, the second charging / discharging
이러한 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들(110, 120)은, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)이 동시에 충방전이 가능하도록, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)이 상호 적층된 상태에서 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)을 충방전 시키는 것이 가능하다.The first and second charging / discharging
또한, 전지셀(200)은 파우치형 케이스의 내부에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체(도시하지않음)가 전해액과 함께 밀봉되어 있는 구조이고, 평면상으로 사각형 구조로 이루어지며, 제 1 및 제 2 전극 단자들(210, 220)이 평면상 사각형의 양측 대향 실링부들에 형성되어 있다.In addition, the
또한, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)은 각각 전지셀들(200)이 탑재된 상태에서 지면을 기준으로 상하 방향으로 적층되어 있고, 이러한 제 1 트레이(130)에는 상부에 적층되는 제 2 트레이(131)를 고정 장착하기 위한 장착부(135)가 형성되어 있다.In addition, the first and
도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 나타낸 배면도가 도시되어 있다.6 is a rear view showing a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention.
다시 도 2, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 제 1 충방전 접속 모듈(110)은, 충방전 장치(100)의 내부에 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)이 탑재된 상태에서, 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210)로부터 이격되어 위치되어 있고, 제 2 충방전 접속 모듈(120)은 전지셀들(200)의 제 2 전극 단자들(220)로부터 이격되어 위치되어 있다. 이러한 이격된 거리는 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)이 이차전지 충방전 장치(100)에 용이하게 장착하기 위함이고, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)이 장착된 이후, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들(110, 120)은, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 인접하도록 이동하여 제 1 접속부(112) 및 제 2 접속부(122)가 전지셀들(200)과 전기적으로 연결되도록 한다.Referring back to FIGS. 2, 5, and 6, the first charge /
이러한 제 1 접속부(112)는 제 1 접속 핀들(141)의 일측에 위치되어 있고 제 1 전극 단자들(210)이 제 1 접속 핀들(141)에 접속되도록 제 1 전극 단자들(210)을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 1 지지 부재(143)를 포함하고 있고, 또한, 제 2 접속부(122)는 제 2 접속 핀들(145)의 일측에 위치되어 있고 제 2 전극 단자들(220)이 제 2 접속 핀들(145)에 접속되도록 제 2 전극 단자들(220)을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 2 지지 부재(147)를 포함하고 있다.The
또한, 제 1 충방전 접속 모듈(110)은, 제 1 접속부(112)의 제 1 접속 핀들(141)이 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210)과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 1 접속 핀들(141)의 위치를 조절하는 제 1 조절 나사(114), 및 제 1 전극 단자들(210)과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 1 지지 부재(143)의 위치를 조절하는 제 2 조절 나사(116)를 포함하고 있다.In addition, the first charge-
또한, 제 2 충방전 접속 모듈(120)은, 앞서 설명한 제 1 충방전 접속 모듈(110)과 마찬가지로, 제 2 접속부(122)의 제 2 접속 핀들(145)이 전지셀들(200)의 제 2 전극 단자들(220)과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 2 접속 핀들(145)의 위치를 조절하는 제 3 조절 나사(124), 및 제 2 전극 단자들(220)과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 2 지지 부재(147)의 위치를 조절하는 제 4 조절 나사(126)를 포함하고 있다.In addition, in the second charging / discharging
이러한 제 1 조절 나사(114) 및 제 2 조절 나사(116)는 제 1 접촉 핀들(141)이 제 1 전극 단자들(210)과 접하도록 제 1 접속 핀들(141)과 제 1 지지 부재(143)를 제 1 전극 단자들(210)이 위치한 방향으로 이동하여 제 1 전극 단자들(210)과 밀착되도록 조절하고, 또한, 제 3 조절 나사(124) 및 제 4 조절 나사(126)는 제 2 접촉 핀들(145)이 제 2 전극 단자들(220)과 접하도록 제 2 접속 핀들(145)과 제 2 지지 부재(147)를 제 2 전극 단자들(220)이 위치한 방향으로 이동하여 제 2 전극 단자들(220)과 밀착되도록 조절한다. 이에 대해 하기 도 7의 설명에서 보다 구체적으로 설명한다.The
한편, 도 3에는 제 2 냉각부재를 설명하기 위해 도면의 하부에 점선 내에 도시되어 있는 제 2 냉각부재를 나타낸 평면도가 별도로 도시되어 있다.Meanwhile, in FIG. 3, a plan view showing a second cooling member shown in a dotted line at the bottom of the drawing is separately illustrated to describe the second cooling member.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지 충방전 장치(100)는 충방전이 이루어지는 전지셀들(200)을 냉각하여 전지셀들(200)의 온도를 조절하기 위한 냉각부(170)를 포함하고 있다.Referring to FIGS. 2 to 5 again, the secondary battery charging / discharging
이러한 냉각부(170)는, 제 2 충방전 접속 모듈(120)에 구비되어 있는 제 1 냉각부재(171), 및 지면을 기준으로 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)의 상부 측에 위치하고 있는 제 2 냉각부재(173)를 포함하고 있다.The
이러한 제 1 냉각부재(171)는 지면에 수직인 방향을 기준으로 제 2 접속부들(122) 사이 공간과 대응되는 높이에 위치되어 있고, 3개의 냉각팬들(172)을 구비하고 있어 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)의 측면방향(176)으로 공기를 송풍 시킬 수 있다.The
또한, 제 2 냉각부재(173)는 3개의 냉각팬들(175)을 구비하고 있어, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)이 위치하고 있는 하부 방향(177)으로 공기를 송풍하고 상부가 개방된 트레이(131)를 통해 전지셀들(200)을 냉각시킨다.In addition, the
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재된 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210) 및 제 2 전극 단자들(220) 각각이 제 1 접속부(112) 및 제 2 접속부(122)와 대면하도록 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)을 고정 장착하는 트레이 장착부(150)를 더 포함하고 있다.5 and 6 again, the
이러한 트레이 장착부(150)는, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)을 고정 장착하기 위한 수납 걸이대들(151, 153), 및 제 1 트레이(130)의 일측을 지지하여 위치 고정하기 위한 고정 걸이들(도 6의 155, 157)을 포함하고 있다.The
또한, 본 발명에 따른 제 1 충방전 접속 모듈(110)은 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210)이 제 1 접속부(112)의 제 1 접속 핀들(141)과 제 1 지지 부재(143) 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 1 이동 부재들(180)을 포함하고 있고, 또한, 제 2 충방전 접속 모듈(120)은 전지셀들(200)의 제 2 전극 단자들(220)이 제 2 접속부(122)의 제 2 접속 핀들(145)과 제 2 지지 부재(147) 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 2 이동 부재들(160)을 포함하고 있다.In addition, in the first charge /
이러한 제 1 이동 부재들(180)은, 제 1 충방전 접속 모듈(110)의 양측에 위치하고 제 1 충방전 접속 모듈(110)을 지지하면서 이동시키기 위한 제 1 이동 플랫폼들(181)을 포함하고 있고, 또한, 제 2 이동 부재들(160)은, 제 2 충방전 접속 모듈(120)의 양측에 위치하고 제 2 충방전 접속 모듈(120)을 지지하면서 이동시키기 위한 제 2 이동 플랫폼들(161)을 포함하고 있다.The first moving
또한, 제 1 이동 부재들(180)은 제 1 이동 플랫폼들(181)이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 1 이동 플랫폼들(181)과 결합되어 있는 제 1 이동 바들(183)을 포함하고 있고, 또한, 제 2 이동 부재들(160)은 제 2 이동 플랫폼들(161)이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 2 이동 플랫폼들(161)과 결합되어 있는 제 2 이동 바들(163)을 포함하고 있다.In addition, the first moving
한편, 하기에서는 이차전지 충방전 장치(100)를 사용하여 제 1 충방전 접속 모듈 및 제 2 충방전 접속 모듈을 전지셀들과 접속하는 과정을 설명하고자 한다.Meanwhile, the following describes a process of connecting the first charge / discharge connection module and the second charge / discharge connection module with the battery cells using the secondary battery charge /
다시 도 5를 참조하면, 도 5에서는 이차전지 충방전 장치(100)를 전지셀들(200)에 전기적으로 접촉하기 이전 상태를 나타내고 있고, 이러한 이차전지 충방전 장치(100)의 제 1 충방전 접속 모듈(110)은 충방전 장치(100)의 내부에 탑재된 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)의 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210)로부터 이격되어 위치되어 있고, 제 2 충방전 접속 모듈(120)은 전지셀들(200)의 제 2 전극 단자들(220)로부터 이격되어 위치되어 있다.Referring to FIG. 5 again, FIG. 5 shows a state before the secondary battery charging / discharging
다시, 도 6을 참조하면, 도 6은 이차전지 충방전 장치(100)를 전지셀들(200)에 전기적으로 접촉한 상태를 나타내었다. 도 5에서와 같이 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)이 장치(100) 내에 장착된 후, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들(110, 120)은, 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 인접하도록 제 1 이동 부재들(180) 및 제 2 이동 부재들(160)를 통해 이동하여 각각의 제 1 접속부(112) 및 제 2 접속부(122)와 전지셀들(200)의 제 1 전극 단자들(210) 및 제 2 전극 단자들(220)이 전기적 연결을 이루게 된다.Referring to FIG. 6 again, FIG. 6 shows a state in which the secondary battery charging and discharging
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치의 일부 구성을 투시하고 있는 평면도가 도시되어 있다.7 is a plan view showing a part of the configuration of a secondary battery charging and discharging device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 도 7에는 제 1 접속부(112)의 제 1 접촉 핀(141)과 제 1 지지 부재(143) 사이에 제 1 전극 단자들(210)이 위치되어 있고, 제 2 접속부(122)의 제 2 접촉 핀(145)과 제 1 지지 부재(147) 사이에 제 2 전극 단자들(220)이 위치되어 있다. 이러한 배치 상태에서, 제 1 조절 나사(114) 및 제 2 조절 나사(116)를 제 1 접속 핀들(141)과 제 1 지지 부재(143)를 제 1 전극 단자들(210)이 위치한 방향으로 이동하여 밀착되도록 조절됨으로써, 전지셀(200)과 제 1 접속부(112)가 전기적으로 연결을 이루게 된다. 또한, 제 3 조절 나사(124) 및 제 4 조절 나사(126)를 제 2 접속 핀들(145)과 제 2 지지 부재(147)를 제 2 전극 단자들(220)이 위치한 방향으로 이동하여 밀착되도록 조절됨으로써, 전지셀(200)과 제 2 접속부(122)가 전기적으로 연결을 이루게 된다.Referring to FIG. 7, in FIG. 7,
한편, 도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 활성화 공정시 이차전지 충방전 장치를 사용하여 전지셀들을 충방전하는 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of charging and discharging battery cells using a secondary battery charging and discharging device during an activation process of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀의 활성화 공정시 이차전지 충방전 장치(100)를 사용하여 전지셀들(200)을 충방전하는 방법(300)은,Referring to FIG. 8, a
제 1 전극 단자(210) 및 제 2 전극 단자(220)가 형성되어 있는 전지셀들(200)이 각각 탑재되어 있는 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)을 상호 적층한 후, 적층된 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)을 충방전 장치 내의 트레이 장착부(150)에 고정 장착하는 과정(310),After stacking the first and
제 1 충방전 접속 모듈(110)의 제 1 접속부(112)의 제 1 접속 핀들(141)이 제 1 전극 단자들(210)과 전기적으로 접속되도록 제 1 접속 핀들(141)과 제 1 지지 부재(143)의 위치를 조정하고, 제 2 충방전 접속 모듈(120)의 제 2 접속부(122)의 제 2 접속 핀들(145)이 제 2 전극 단자들(220)과 전기적으로 접속되도록 제 2 접속 핀들(145)과 제 2 지지 부재(147)의 위치를 조정하는 과정(320), 및The first connection pins 141 and the first support member are such that the first connection pins 141 of the
제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들(110, 120)이 제 1 및 제 2 트레이들(130, 131)에 탑재되어 있는 전지셀들(200)의 각각의 제 1 전극 단자들(210) 및 제 2 전극 단자들(220)과 전기적으로 접속하여, 전지셀들(200)을 동시에 충방전 시키는 과정(330)을 포함하고 있다.Each of the
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 충방전 장치는, 전지셀의 활성화 공정시 전지셀들을 충방전 하기 위한 이차전지 충방전 장치가, 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들을 포함하고 있고, 상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들이, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시킴으로써, 이차전지 충방전 장치로 1회 충방전 되는 전지셀들의 매수가 두배 이상으로 증가됨에 따라, 이차전지 충방전 장치의 설비 수 및, 그 설비의 설치 필요 공간을 감소 시킬 수 있는 바, 제조비용을 크게 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.As described above, the secondary battery charging and discharging device according to the present invention includes a secondary battery charging and discharging device for charging and discharging battery cells during the activation process of the battery cells, including first and second charging and discharging connection modules, The first and second charging and discharging connection modules, by charging and discharging the battery cells mounted on the trays in a state in which two or more trays are stacked with each other so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time, the secondary battery As the number of battery cells charged and discharged once by the charge / discharge device is more than doubled, the number of equipment for the secondary battery charge / discharge device and the space required for installation of the facility can be reduced, which greatly reduces manufacturing costs. Exerts an effective effect.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above.
Claims (20)
제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 형성되어 있는 전지셀들이 각각 탑재되는 둘 이상의 트레이들;
둘 이상의 제 1 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 1 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 1 전극 단자들과 접속되는 제 1 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 1 충방전 접속 모듈;
둘 이상의 제 2 접속부들을 포함하고 있고, 상기 제 2 접속부들 각각은 상기 트레이들 중 어느 하나의 트레이에 탑재된 전지셀들의 제 2 전극 단자들과 접속되는 제 2 접속 핀들이 구비되어 있는 구조로 이루어진 제 2 충방전 접속 모듈; 및
충방전이 이루어지는 전지셀들을 냉각하여 전지셀들의 온도를 조절하기 위한 하나 이상의 냉각부를 포함하고 있고,
상기 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들은, 트레이들에 탑재된 전지셀들이 동시에 충방전이 가능하도록, 둘 이상의 트레이들이 상호 적층된 상태에서 트레이들에 탑재된 전지셀들을 충방전 시키며,
상기 트레이들은 각각 전지셀들이 탑재된 상태에서 지면을 기준으로 상하 방향으로 적층되어 있고,
상기 트레이들 중에서 하부에 위치하는 트레이에는 상부에 적층되는 트레이를 고정 장착하기 위한 장착부가 형성되어 있고,
상기 제 1 충방전 접속 모듈은, 충방전 장치의 내부에 트레이들이 탑재된 상태에서, 전지셀들의 제 1 전극 단자들로부터 이격되어 위치되어 있고, 상기 제 2 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 2 전극 단자들로부터 이격되어 위치되어 있고,
상기 제 1 접속부는 제 1 접속 핀들의 일측에 위치되어 있고 제 1 전극 단자들이 제 1 접속 핀들에 접속되도록 제 1 전극 단자들을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 1 지지 부재를 포함하고 있고;
상기 제 2 접속부는 제 2 접속 핀들의 일측에 위치되어 있고 제 2 전극 단자들이 제 2 접속 핀들에 접속되도록 제 2 전극 단자들을 밀착 지지하기 위한 하나 이상의 제 2 지지 부재를 포함하고 있고,
상기 제 1 충방전 접속 모듈은, 제 1 접속부의 제 1 접속 핀들이 전지셀들의 제 1 전극 단자들과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 1 접속 핀들의 위치를 조절하는 제 1 조절 나사, 및 상기 제 1 전극 단자들과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 1 지지 부재의 위치를 조절하는 제 2 조절 나사를 포함하고 있고;
상기 제 2 충방전 접속 모듈은, 제 2 접속부의 제 2 접속 핀들이 전지셀들의 제 2 전극 단자들과 접속 또는 분리될 수 있도록 제 2 접속 핀들의 위치를 조절하는 제 3 조절 나사, 및 상기 제 2 전극 단자들과 밀착 지지 또는 분리되도록 제 2 지지 부재의 위치를 조절하는 제 4 조절 나사를 포함하고 있고,
상기 냉각부는, 제 1 충방전 접속 모듈 또는 제 2 충방전 접속 모듈에 구비되어 있는 제 1 냉각부재, 및 지면을 기준으로 상기 트레이에 탑재된 전지셀들의 상부 측에 위치하고 있는 제 2 냉각부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치.As a secondary battery charging and discharging device for charging and discharging the battery cells during the activation process of the battery cell,
Two or more trays in which the battery cells on which the first electrode terminal and the second electrode terminal are formed are respectively mounted;
It includes two or more first connecting portions, and each of the first connecting portions has a structure in which first connection pins are connected to first electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays. A first charge / discharge connection module;
It includes two or more second connection parts, each of the second connection parts having a structure in which second connection pins connected to second electrode terminals of battery cells mounted in one of the trays are provided. A second charge / discharge connection module; And
It includes one or more cooling units for cooling and discharging the battery cells to control the temperature of the battery cells,
The first and second charging and discharging connection modules charge and discharge the battery cells mounted on the trays while two or more trays are stacked with each other so that the battery cells mounted on the trays can be charged and discharged at the same time,
Each of the trays is stacked in the vertical direction with respect to the ground in the state where the battery cells are mounted,
Among the trays, a tray positioned at the bottom is formed with a mounting portion for fixedly mounting the tray stacked on the top,
The first charge / discharge connection module is located spaced apart from the first electrode terminals of the battery cells in a state in which trays are mounted inside the charge / discharge device, and the second charge / discharge connection module is provided with second battery cells. Are spaced apart from the electrode terminals,
The first connection portion is located on one side of the first connection pins and includes one or more first support members for tightly supporting the first electrode terminals such that the first electrode terminals are connected to the first connection pins;
The second connection portion is located on one side of the second connection pins and includes one or more second support members for closely supporting the second electrode terminals so that the second electrode terminals are connected to the second connection pins,
The first charge / discharge connection module includes a first adjustment screw that adjusts the position of the first connection pins so that the first connection pins of the first connection part can be connected to or separated from the first electrode terminals of the battery cells, and the first A second adjustment screw for adjusting the position of the first support member so as to be closely supported or separated from the one electrode terminals;
The second charge / discharge connection module includes a third adjustment screw that adjusts the position of the second connection pins so that the second connection pins of the second connection part can be connected to or separated from the second electrode terminals of the battery cells, and the second connection pins. It includes a fourth adjustment screw for adjusting the position of the second support member so as to be closely supported or separated from the two electrode terminals,
The cooling unit includes a first cooling member provided in the first charge / discharge connection module or the second charge / discharge connection module, and a second cooling member positioned on an upper side of the battery cells mounted on the tray with respect to the ground. Secondary battery charging and discharging device, characterized in that.
상기 제 1 조절 나사 및 제 2 조절 나사는 제 1 접촉 핀들이 제 1 전극 단자들과 접하도록 제 1 접속 핀들과 제 1 지지 부재를 제 1 전극 단자들이 위치한 방향으로 이동하여 제 1 전극 단자들과 밀착되도록 조절하고;
상기 제 3 조절 나사 및 제 4 조절 나사는 제 2 접촉 핀들이 제 2 전극 단자들과 접하도록 제 2 접속 핀들과 제 2 지지 부재를 제 2 전극 단자들이 위치한 방향으로 이동하여 제 2 전극 단자들과 밀착되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치.According to claim 1,
The first adjustment screw and the second adjustment screw move the first connection pins and the first support member in a direction in which the first electrode terminals are located so that the first contact pins contact the first electrode terminals, and the first electrode terminals and Adjusted to be in close contact;
The third adjustment screw and the fourth adjustment screw move the second connection pins and the second support member in a direction in which the second electrode terminals are located so that the second contact pins contact the second electrode terminals, so that the second electrode terminals and A secondary battery charging and discharging device, characterized in that it is adjusted to be in close contact.
상기 제 1 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 1 전극 단자들이 제 1 접속부의 제 1 접속 핀들과 제 1 지지 부재 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 1 이동 부재들을 포함하고 있고;
상기 제 2 충방전 접속 모듈은 전지셀들의 제 2 전극 단자들이 제 2 접속부의 제 2 접속 핀들과 제 2 지지 부재 사이에 삽입되도록 이동하기 위한 제 2 이동 부재들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치.According to claim 1,
The first charge / discharge connection module includes first moving members for moving the first electrode terminals of the battery cells to be inserted between the first connection pins of the first connection part and the first support member;
The second charge / discharge connection module includes a secondary battery for moving the second electrode terminals of the battery cells to be inserted between the second connection pins of the second connection part and the second support member. Charge and discharge device.
상기 제 1 이동 부재들은, 제 1 충방전 접속 모듈의 양측에 위치하고 상기 제 1 충방전 접속 모듈을 지지하면서 이동시키기 위한 제 1 이동 플랫폼들을 포함하고 있고;
상기 제 2 이동 부재들은, 상기 제 2 충방전 접속 모듈의 양측에 위치하고 상기 제 2 충방전 접속 모듈을 지지하면서 이동시키기 위한 제 2 이동 플랫폼들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치.The method of claim 15,
The first moving members are located on both sides of the first charge / discharge connection module and include first moving platforms for moving while supporting the first charge / discharge connection module;
The second moving member is located on both sides of the second charge-discharge connection module, the secondary battery charging and discharging device, characterized in that it comprises second moving platforms for moving while supporting the second charge-discharge connection module.
상기 제 1 이동 부재들은 제 1 이동 플랫폼들이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 1 이동 플랫폼들과 결합되어 있는 제 1 이동 바들을 포함하고 있고;
상기 제 2 이동 부재들은 제 2 이동 플랫폼들이 지면에 평행한 축을 따라 이동 가능하도록 각각의 제 2 이동 플랫폼들과 결합되어 있는 제 2 이동 바들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 충방전 장치.The method of claim 16,
The first moving members include first moving bars coupled with respective first moving platforms such that the first moving platforms are movable along an axis parallel to the ground;
The second moving member includes a second moving bar coupled to each of the second moving platforms so that the second moving platforms are movable along an axis parallel to the ground.
(a) 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 형성되어 있는 전지셀들이 각각 탑재되어 있는 둘 이상의 트레이들을 상호 적층한 후, 상기 적층된 트레이들을 충방전 장치 내의 트레이 장착부에 고정 장착하는 과정; 및
(b) 제 1 및 제 2 충방전 접속 모듈들이 트레이들에 탑재되어 있는 전지셀들의 각각의 제 1 전극 단자들 및 제 2 전극 단자들과 전기적으로 접속하여, 전지셀들을 동시에 충방전 시키는 과정;
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.As a method for charging and discharging the battery cells using the secondary battery charging and discharging device according to claim 1 during the activation process of the battery cell,
(a) a process in which two or more trays, each of which battery cells on which the first electrode terminal and the second electrode terminal are formed are stacked, are stacked together, and the stacked trays are fixedly mounted on the tray mounting portion in the charge / discharge device; And
(b) the process of charging and discharging the battery cells simultaneously by electrically connecting the first and second charging and discharging connection modules to the respective first electrode terminals and the second electrode terminals of the battery cells mounted on the trays;
Manufacturing method comprising a.
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