KR102710217B1 - 이차전지용 프리차저 - Google Patents
이차전지용 프리차저 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102710217B1 KR102710217B1 KR1020210179917A KR20210179917A KR102710217B1 KR 102710217 B1 KR102710217 B1 KR 102710217B1 KR 1020210179917 A KR1020210179917 A KR 1020210179917A KR 20210179917 A KR20210179917 A KR 20210179917A KR 102710217 B1 KR102710217 B1 KR 102710217B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolyte
- secondary battery
- buffer space
- vacuum nozzle
- wall surface
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 22
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 12
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
이차전지용 프리차저가 개시된다. 본 발명에 따른 이차전지용 프리차저는,
활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘치는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고, 누액방지용 흡입유닛은, 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 전해액의 누출(leak)를 방지하며 전해액과 가스를 흡입하는 진공 노즐부와, 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며 내부에 진공 노즐부가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간과 진공 노즐부가 접촉되어 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함한다.
활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘치는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고, 누액방지용 흡입유닛은, 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 전해액의 누출(leak)를 방지하며 전해액과 가스를 흡입하는 진공 노즐부와, 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며 내부에 진공 노즐부가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간과 진공 노즐부가 접촉되어 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함한다.
Description
본 발명은, 이차전지용 프리차저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차전지 셀의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출하고 흡입한 전해액을 보관하여 충방전 공정이 완료된 후 전해액을 다시 이차전지 셀의 내부로 투입하여 이차전지 셀의 품질을 높일 수 있는 이차전지용 프리차저에 관한 것이다.
이차전지는 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지고 있어 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 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 이차전지는 높은 출력 전압을 위해 복수의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리팩을 구성하기도 한다. 따라서, 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 배터리 셀은 최근 들어 리튬 폴리머 전지로서, 파우치형 이차전지 셀을 많이 사용하고 있는 추세이다. 각형과 비교되는 파우치형 이차전지 셀은 단위 중량 및 체적 당 높은 에너지 밀도를 가지며, 배터리 셀의 박형화 및 경량화가 용이한 장점이 있으나, 이러한 모든 장점에도 안정성 문제가 대두되고 있다. 이에 반해 각형과 원통형은 알루미늄 캔을 이용하여 밀봉을 했기 때문에 셀 내부의 전해액이 흘러나올 위험이 낮고, 안정성 부분에서도 파우치 형 보다 높다고 인식되고 있다. 최근 각형 베터리 제조업체의 제품의 경우 효율적인 측면에서 우위를 점했던 파우치형 베터리 대비하여 효율적인 부분을 강화시키면서 카메이커의 각형 베터리 표준화가 이루어지고 있는 추세이다.
이러한 파우치형 이차전지 셀의 제조 방법을 살펴보면, 먼저, 양극판 및 음극판을 제조하고, 이들 사이에 세퍼레이터를 개재한 후 적층하여 전극 조립체를 제작한다.
이후, 전극 조립체의 전극리드와 캔캡을 용접하여 케이스에 삽입한다. 이후 캔캡 가장자리를 용접하여 밀봉하고, 캔캡의 전해액 주입구를 이용하여 전해액을 주입하여 전극조립체에 전해액이 함침되도록 한다.
이후, 상기와 같이 조립이 완료된 배터리 셀을 안정화시키기 위해 에이징(Aging) 공정을 거친 후, 배터리 셀을 활성화하기 위한 충방전 공정을 실시하게 된다.
그러나 충방전 공정과정에서, SEI 레이어(layer) 형성에 따른 전해액 및 첨가제의 비가역 반응이 발생하고, 이때 가스가 발생한다. 케이스 내부에 있는 가스는 제거가 필요하며, 가스를 제거하지 않을 경우 배터리 셀의 불량을 유발하게 된다.
따라서, 충방전 공정 중에도 각형 케이스 내부의 가스를 제거하기 위해 배터리 셀의 가스제거장치를 이용하여 가스제거 공정이 행해진다.
종래기술에 따른 이차전지용 프리차저는, 각형 케이스 내부의 전해액과 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하기 위해 진공 노즐로 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출하고 흡입한 전해액을 보관하여 충방전 공정이 완료된 후 전해액을 다시 각형 케이스 내부로 공급한다.
그런데, 종래기술에 따른 이차전지용 프리차저는, 전해액의 흡입 및 흡입제한을 위한 진공 노즐의 상하운동에 의해 진공 노즐이 손상되어 흡입한 전해액의 밀폐상태를 유지하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 이차전지용 프리차저의 진공 노즐은 조립이 복잡하고 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전해액을 흡입하는 진공 노즐부의 손상을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이차전지용 프리차저를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘쳐 상기 이차전지 셀의 외부로 노출되는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고, 상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상기 전해액의 누출(leak)를 방지하며, 상기 전해액과 상기 가스를 흡입하는 진공 노즐부; 및 상기 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며, 내부에 상기 진공 노즐부가 흡입한 상기 전해액이 저장되는 버퍼공간과 상기 진공 노즐부가 접촉되어 상기 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함하는 이차전지용 프리차저가 제공될 수 있다.
상기 흡입챔버는, 상부 블록; 및 상기 상부 블록에 결합되고 상기 상부 블록의 하부에 배치되며, 상기 버퍼공간이 형성된 하부 블록을 포함하며, 상기 하부 블록에는, 상기 버퍼공간에 연통되고 상기 버퍼공간의 하부에 배치되며 상기 접촉 내벽면을 형성하는 테이퍼홀이 마련되고, 상기 테이퍼홀은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 하부 블록에는, 상기 테이퍼홀에 연통되고 상기 테이퍼홀의 하부에 배치되며, 상기 진공 노즐부가 관통하는 노즐 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 노즐 관통홀의 내경은 상기 버퍼공간의 내경보다 작은 형상으로 형성될 수 있다.
상기 진공 노즐부는, 상기 접촉 내벽면의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드; 및 상기 테이퍼형 노즐헤드에 연결되고 상기 버퍼공간에 연통될 수 있으며, 상기 전해액이 유동되는 유동관로가 형성된 노즐몸체를 포함할 수 있다.
상기 유동관로는, 세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로; 및 상기 세로관로에 연통되며, 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로를 포함할 수 있다.
상기 가로관로는 한 개 또는 다수 개로 마련되며, 상기 가로관로는 상기 세로관로와 연결되어 상기 전해액 및 상기 가스를 제거하기 위한 통로가 될 수 있다.
상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 버퍼공간의 내부에 배치되며, 상기 진공 노즐부를 상기 이차전지 셀 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
상기 노즐헤드의 상단부에는 상기 탄성체의 일부분이 삽입되는 요입홈이 형성될 수 있다.
상기 진공 노즐부는, 상기 테이퍼형 노즐헤드의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈에 삽입되며, 상기 접촉 내벽면에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링; 및 상기 노즐몸체의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈에 삽입되며, 상기 노즐 관통홀의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링을 더 포함할 수 있다.
상기 가로관로는 상기 밀폐용 오링과 상기 운동용 오링의 사이에 배치될 수 있다.
상기 하부 블록에는, 상기 버퍼공간에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스가 배출되는 가스 배출관로가 형성될 수 있다.
상기 누액방지용 흡입유닛은, 상기 하부 블록에 결합되고 상기 가스 배출관로에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 배출밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 흡입챔버는, 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이에 배치되어 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상전해액의 누출(leak)을 방지하며 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하는 진공 노즐부와, 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되고 내부에 진공 노즐부가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간과 진공 노즐부가 접촉되어 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 구비함으로써, 진공 노즐부의 상하운동에 의해 진공 노즐부가 손상되는 것을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 누액방지용 흡입유닛이 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1의 흡입챔버와 진공 노즐부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 흡입챔버를 도시한 도면이다.
도 4은 도 2의 진공 노즐부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 동작상태도이다.
도 2는 도 1의 흡입챔버와 진공 노즐부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 흡입챔버를 도시한 도면이다.
도 4은 도 2의 진공 노즐부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 동작상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 누액방지용 흡입유닛이 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 흡입챔버와 진공 노즐부를 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 흡입챔버를 도시한 도면이고, 도 4은 도 2의 진공 노즐부를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 2의 동작상태도이다.
본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이차전지 셀(미도시)의 내부의 전해액이 활성화 공정 동안 넘쳐 이차전지 셀(미도시)의 외부로 노출되는 것을 방지하고 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛(10)과, 누액방지용 흡입유닛(10)의 하측 영역에 배치되며 이차전지 셀(미도시)이 안착된 스테이지유닛(미도시)과, 스테이지유닛(미도시)에 연결되어 스테이지유닛(미도시)을 누액방지용 흡입유닛(10)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 승강부(미도시)를 포함한다.
누액방지용 흡입유닛(10)은 이차전지 셀(미도시)의 내부의 전해액이 넘치는 것을 방지하고 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출한다. 이러한 누액방지용 흡입유닛(10)은 스테이지유닛(미도시)의 상부 영역에 배치된다.
누액방지용 흡입유닛(10)은 베이스 프레임에 연결되어 지지된다. 이러한 누액방지용 흡입유닛(10)에는 진공 노즐부(100)와 흡입챔버(200)가 장착된다.
흡입챔버(200)에는 진공 노즐부(100)가 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 흡입챔버(200)의 내부에 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)과 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)이 형성된다.
본 실시예에 따른 흡입챔버(200)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 블록(210)과, 상부 블록(210)에 결합되고 상부 블록(210)의 하부에 배치되며 버퍼공간(221)이 형성된 하부 블록(220)과, 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이에 배치되어 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링(230)과, 버퍼공간(221)의 내부에 배치되며 진공 노즐부(100)를 이차전지 셀(미도시) 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체(300)를 포함한다.
상부 블록(210)은 사각의 블록 형상으로 형성된다. 이러한 상부 블록(210)은 하부 블록(220)의 상단부에 결합된다. 하부 블록(220)은 사각의 블록 형상으로 형성된다. 이러한 하부 블록(220)은 상부 블록(210)의 하단부에 결합되며 상부 블록(210)의 하부에 배치된다.
하부 블록(220)에는 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)이 형성된다. 이러한 버퍼공간(221)은 하부 블록(220)의 상단부에서 하단부 방향으로 소정 깊이로 함몰되어 형성된다.
또한 하부 블록(220)에는, 버퍼공간(221)에 연통되고 버퍼공간(221)의 하부에 배치되며 접촉 내벽면(222a)을 형성하는 테이퍼홀(222)이 형성된다.
본 실시예에서 테이퍼홀(222)은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성된다. 이러한 테이퍼홀(222)의 내벽면은 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)을 형성한다.
이와 같이 접촉 내벽면(222a)을 형성하는 테이퍼홀(222)이 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성됨으로써, 진공 노즐부(100)의 상하이동에 의해 진공 노즐부(100)의 테이퍼형 노즐헤드(110)가 접촉 내벽면(222a)에 용이하게 밀착 및 밀착 해제될 수 있고, 그에 따라 진공 노즐부(100)의 상하이동에 의해 테이퍼형 노즐헤드(110)와 밀폐용 오링(130) 및 접촉 내벽면(222a)이 손상되는 것이 방지된다.
하부 블록(220)에는 진공 노즐부(100)가 관통하는 노즐 관통홀(223)이 형성된다. 이러한 노즐 관통홀(223)은 테이퍼홀(222)에 연통되고 테이퍼홀(222)의 하부에 배치된다. 본 실시예에서 노즐 관통홀(223)의 내경은 버퍼공간(221)의 내경보다 작은 형상으로 형성된다.
또한 하부 블록(220)에는 전해액에 포함된 가스를 배출하는 가스 배출관로(224)가 형성된다. 이러한 가스 배출관로(224)는 버퍼공간(221)에 연통됨으로써, 전해액에 포함된 가스가 배출밸브(400)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
밀봉용 오링(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이에 배치되어 상부 블록(210)과 하부 블록(220)의 사이의 빈틈을 밀봉한다.
한편, 진공 노즐부(100)는 이차전지 셀(미도시)에 형성된 전해액 주입구(미도시)에 밀착되어 전해액의 누출(leak)를 방지하여 전해액이 이차전지 외부로 노출되는 것을 방지한다.
또한, 진공 노즐부(100)는 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입되어 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입한다.
이러한 진공 노즐부(100)는, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접촉 내벽면(222a)의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드(110)와, 테이퍼형 노즐헤드(110)에 연결되고 버퍼공간(221)에 연통될 수 있으며 전해액이 유동되는 유동관로(121, 122)가 형성된 노즐몸체(120)와, 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈(111)에 삽입되며 접촉 내벽면(222a)에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링(130)과, 노즐몸체(120)의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈(123)에 삽입되며 노즐 관통홀(223)의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링(140)과, 노즐몸체(120)에 결합되며 흡입관로(151)가 형성된 흡입 파이프(150)를 포함한다.
테이퍼형 노즐헤드(110)는 접촉 내벽면(222a)의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 원추형 형상으로 형성된다. 이러한 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에는 밀폐용 오링(130)이 삽입되는 헤드용 장착홈(111)이 형성된다.
또한, 노즐헤드의 상단부에는 탄성체(300)의 하단부가 삽입되는 요입홈(112)이 형성된다.
노즐몸체(120)는 길이가 긴 관 형상으로 형성된다. 노즐몸체(120)는 테이퍼형 노즐헤드(110)에 연결되고 버퍼공간(221)에 연통될 수 있다. 이러한 노즐몸체(120)의 외벽면에는 운동용 오링(140)이 삽입되는 몸체용 장착홈(123)이 형성된다.
또한, 노즐몸체(120)에는 전해액이 유동되는 유동관로(121, 122)가 형성된다. 유동관로(121, 122)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로(121)와, 세로관로(121)에 연통되며 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로(122)를 포함한다.
세로관로(121)는 노즐몸체(120)의 길이방향을 따라 형성된다. 이러한 세로관로(121)의 흡입구(121a)는 노즐몸체(120)의 하단부에 배치된다.
가로관로(122)는 노즐몸체(120)의 상부영역에 위치되며 새로관로에 연통된다. 가로관로(122)의 배출구(122a)는 노즐몸체(120)의 측벽에 배치된다.
본 실시예에서 가로관로(122)는 한 개 또는 다수 개로 마련된다. 다수 개의 가로관로(122)는 세로관로(121)를 기준으로 하여 상호 방사상으로 이격되어 배치될 수 있다. 가로관로(122)는 세로관로(121)와 연결되어 전해액 및 가스를 제거하기 위한 통로가 될 수 있다.
가로관로(122)는 밀폐용 오링(130)과 운동용 오링(140)의 사이에 배치된다. 이와 같이 가로관로(122)가 밀폐용 오링(130)과 운동용 오링(140)의 사이에 배치됨으로써, 밀폐용 오링(130)이 접촉 내벽면(222a)에서 밀착 해제되어 버퍼공간(221)이 개방되었을 때 가로관로(122)에서 배출된 전해액이 버퍼공간(221)으로 유동된다.
한편, 탄성체(300)는 버퍼공간(221)의 내부에 배치된다. 탄성체(300)는 이차전지 셀(미도시)의 상부 영역에 배치된 진공 노즐부(100)를 이차전지 셀(미도시)을 향하는 방향(하측 방향)으로 탄성적으로 가압한다. 탄성체(300)의 상단부는 상부 블록(210)의 하단부에 연결되고 하단부는 진공 노즐부(100)의 상단부에 연결된다.
이와 같이 탄성체(300)가 버퍼공간(221)의 내부에 배치됨으로써, 탄성체(300)에 예압을 부여하기 위한 별도의 고정구를 설치할 필요가 없어 설치 및 조립이 쉽고 유지보수가 용이한 이점이 있다.
밀폐용 오링(130)은 테이퍼형 노즐헤드(110)의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈(111)에 삽입된다. 이러한 밀폐용 오링(130)은 접촉 내벽면(222a)에 접촉 및 접촉 해제되어 버퍼공간(221)을 밀폐 및 밀폐 해제한다.
이와 같이 진공 노즐부(100)의 상승 및 하강에 의해 밀폐용 오링(130)이 접촉 내벽면(222a)에 접촉 및 접촉해제됨으로써, 버퍼공간(221)을 밀폐 및 밀폐 해제하는 과정에서 밀폐용 오링(130)의 손상을 방지할 수 있다.
운동용 오링(140)은 노즐몸체(120)의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈(123)에 삽입된다. 이러한 운동용 오링(140)은 노즐 관통홀(223)의 내벽면에 접촉된다.
흡입 파이프(150)는 노즐몸체(120)에 결합된다. 이러한 흡입 파이프(150)는에는 흡입관로(151)가 형성되는데, 흡입관로(151)는 상술한 세로관로(121)에 연통된다. 흡입 파이프(150)의 하단부 영역은 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입될 수 있다.
한편, 누액방지용 흡입유닛(10)은 배출밸브(400)를 포함한다. 배출밸브(400)는 하부 블록(220)에 결합되고 가스 배출관로(224)에 연통된다. 이러한 배출밸브(400)는 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출한다.
본 실시예에서 배출밸브(400)는 별도의 펌프(미도시)에 연결되어 버퍼공간(221)의 압력을 음압 및 양압으로 조절할 수 있다. 이러한 버퍼공간(221)의 압력조절에 의해 전해액이 버퍼공간(221)으로 유입될 수 있고, 버퍼공간(221)에서 배출될 수 있다.
스테이지유닛(미도시)은 누액방지용 흡입유닛(10)의 하측 영역에 배치된다. 이러한 스테이지유닛(미도시)의 상면에는 이차전지 셀(미도시)이 안착된다.
승강부(미도시)는 테이지유닛에 연결된다. 이러한 승강부(미도시)는 스테이지유닛(미도시)을 상승 및 하강시켜 스테이지유닛(미도시)을 누액방지용 흡입유닛(10)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킨다.
이하에서 본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저의 동작을 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 버퍼공간(221)이 밀폐된 상태에서, 스테이지유닛(미도시)이 상측으로 상승하여 진공 노즐부(100)의 흡입 파이프(150)가 이차전지 셀(미도시)의 내부로 진입하여 전해액을 흡입한다. 스테이지유닛(미도시)의 상승에 의해 이차전지 셀(미도시)이 진공 노즐부(100)를 상승된다.
진공 노즐부(100)의 상승에 의해 접촉 내벽면(222a)에 밀착되어 있던 테이퍼형 노즐헤드(110)가 접촉 내벽면(222a)에서 밀착 해제된다. 특히, 밀폐용 오링(130)과 접촉 내벽면(222a)의 밀착이 해제된다.
이러한 테이퍼형 노즐헤드(110)의 상승에 의해 버퍼공간(221)이 개방되어 흡입관로(151), 세로관로(121) 및 유동관로(121, 122)를 통과한 전해액이 버퍼공간(221)으로 유입된다. 이때, 버퍼공간(221)에 유입된 전해액에 포함된 가스는 가스 배출관로(224)를 거쳐 배출밸브(400)로 배출된다.
가스가 배출된 후 버퍼공간(221)에 유입된 전해액은 버퍼공간(221)에서 배출되어 다시 이차전지 셀(미도시)의 내부로 투입된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지용 프리차저는, 이차전지 셀(미도시)의 내부로 삽입되어 전해액과 전해액에 포함된 가스를 흡입하는 진공 노즐부(100)와, 진공 노즐부(100)가 상대이동 가능하게 연결되고 내부에 진공 노즐부(100)가 흡입한 전해액이 저장되는 버퍼공간(221)과 진공 노즐부(100)가 접촉되어 버퍼공간(221)을 밀폐하는 접촉 내벽면(222a)이 형성된 흡입챔버(200)를 구비함으로써, 진공 노즐부(100)의 상하운동에 의해 진공 노즐부(100)가 손상되는 것을 방지할 수 있으며 조립 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 누액방지용 흡입유닛 100: 진공 노즐부
110: 테이퍼형 노즐헤드 111: 헤드용 장착홈
112: 요입홈 120: 노즐몸체
121: 세로관로 122: 가로관로
123: 몸체용 장착홈 130: 밀폐용 오링
140: 운동용 오링 200: 흡입챔버
210: 상부 블록 220: 하부 블록
221: 버퍼공간 222: 테이퍼홀
222a: 접촉 내벽면 223: 노즐 관통홀
224: 가스 배출관로 230: 밀봉용 오링
300: 탄성체 400: 배출밸브
110: 테이퍼형 노즐헤드 111: 헤드용 장착홈
112: 요입홈 120: 노즐몸체
121: 세로관로 122: 가로관로
123: 몸체용 장착홈 130: 밀폐용 오링
140: 운동용 오링 200: 흡입챔버
210: 상부 블록 220: 하부 블록
221: 버퍼공간 222: 테이퍼홀
222a: 접촉 내벽면 223: 노즐 관통홀
224: 가스 배출관로 230: 밀봉용 오링
300: 탄성체 400: 배출밸브
Claims (14)
- 활성화 공정 동안 이차전지 셀의 내부의 전해액이 넘쳐 상기 이차전지 셀의 외부로 노출되는 것을 방지하고 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 누액방지용 흡입유닛을 포함하고,
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 이차전지 셀에 형성된 전해액 주입구에 밀착되어 상기 전해액의 누출(leak)을 방지하여 상기 전해액이 이차전지 외부로 노출되는 것을 방지하며, 상기 전해액과 상기 가스를 흡입하는 진공 노즐부; 및
상기 진공 노즐부가 상대이동 가능하게 연결되며, 내부에 상기 진공 노즐부가 흡입한 상기 전해액이 저장되는 버퍼공간과 상기 진공 노즐부가 접촉되어 상기 버퍼공간을 밀폐하는 접촉 내벽면이 형성된 흡입챔버를 포함하고,
상기 흡입챔버는,
상부 블록; 및
상기 상부 블록에 결합되고 상기 상부 블록의 하부에 배치되며, 상기 버퍼공간이 형성된 하부 블록을 포함하며,
상기 하부 블록에는,
상기 버퍼공간에 연통되고 상기 버퍼공간의 하부에 배치되며 상기 접촉 내벽면을 형성하는 테이퍼홀이 마련되고,
상기 테이퍼홀은 하측으로 갈수록 내경이 점차적 작아지는 형상으로 형성되며,
상기 하부 블록에는,
상기 테이퍼홀에 연통되고 상기 테이퍼홀의 하부에 배치되며, 상기 진공 노즐부가 관통하는 노즐 관통홀이 형성되고,
상기 노즐 관통홀의 내경은 상기 버퍼공간의 내경보다 작은 형상으로 형성되며,
상기 진공 노즐부는,
상기 접촉 내벽면의 형상에 대응할 수 있도록 하측으로 갈수록 외경이 작아지는 형상으로 형성된 테이퍼형 노즐헤드; 및
상기 테이퍼형 노즐헤드에 연결되고 상기 버퍼공간에 연통될 수 있으며, 상기 전해액이 유동되는 유동관로가 형성된 노즐몸체를 포함하고,
상기 유동관로는,
세로 방향으로 연장되어 형성되는 세로관로; 및
상기 세로관로에 연통되며, 가로 방향으로 연장되어 형성되는 가로관로를 포함하며,
상기 진공 노즐부는,
상기 테이퍼형 노즐헤드의 외벽면에 형성된 헤드용 장착홈에 삽입되며, 상기 접촉 내벽면에 접촉될 수 있는 밀폐용 오링; 및
상기 노즐몸체의 외벽면에 형성된 몸체용 장착홈에 삽입되며, 상기 노즐 관통홀의 내벽면에 접촉되는 운동용 오링을 더 포함하고,
상기 하부 블록에는,
상기 버퍼공간에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스가 배출되는 가스 배출관로가 형성되며,
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 하부 블록에 결합되고 상기 가스 배출관로에 연통되며, 상기 전해액에 포함된 가스를 외부로 배출하는 배출밸브를 더 포함하는 이차전지용 프리차저. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 가로관로는 한 개 또는 다수 개로 마련되며,
상기 가로관로는 상기 세로관로와 연결되어 상기 전해액 및 상기 가스를 제거하기 위한 통로가 되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저. - 제1항에 있어서,
상기 누액방지용 흡입유닛은,
상기 버퍼공간의 내부에 배치되며, 상기 진공 노즐부를 상기 이차전지 셀 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 더 포함하는 이차전지용 프리차저. - 제8항에 있어서,
상기 노즐헤드의 상단부에는 상기 탄성체의 일부분이 삽입되는 요입홈이 형성된 이차전지용 프리차저. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 가로관로는 상기 밀폐용 오링과 상기 운동용 오링의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 프리차저. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡입챔버는,
상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이에 배치되어 상기 상부 블록과 상기 하부 블록의 사이를 밀봉하는 밀봉용 오링을 더 포함하는 이차전지용 프리차저.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210179917A KR102710217B1 (ko) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 이차전지용 프리차저 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210179917A KR102710217B1 (ko) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 이차전지용 프리차저 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230090826A KR20230090826A (ko) | 2023-06-22 |
| KR102710217B1 true KR102710217B1 (ko) | 2024-09-26 |
Family
ID=86989029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210179917A KR102710217B1 (ko) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 이차전지용 프리차저 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102710217B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102706106B1 (ko) * | 2024-05-30 | 2024-09-13 | 주식회사티엠프라자 | 진공호퍼 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814778B1 (ko) * | 2006-04-20 | 2008-03-19 | 현대에너셀 주식회사 | 2차전지의 배기장치 |
| JP2019029406A (ja) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | 旭化成株式会社 | 密封型蓄電素子の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101577883B1 (ko) * | 2012-03-28 | 2015-12-15 | 가부시끼가이샤 옵토니쿠스 세이미쯔 | 안전 밸브 및 전기 화학 소자 |
| KR102067715B1 (ko) | 2016-12-01 | 2020-01-17 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀 디가싱 장치 |
-
2021
- 2021-12-15 KR KR1020210179917A patent/KR102710217B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100814778B1 (ko) * | 2006-04-20 | 2008-03-19 | 현대에너셀 주식회사 | 2차전지의 배기장치 |
| JP2019029406A (ja) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | 旭化成株式会社 | 密封型蓄電素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230090826A (ko) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101957503B1 (ko) | 진공호퍼 프리챠져 | |
| KR102092269B1 (ko) | 배터리 셀 디가싱 장치 | |
| US10873065B2 (en) | Battery cell degassing apparatus | |
| JP2011222419A (ja) | バッテリシステム及びこのバッテリシステムを搭載する車両 | |
| KR102326581B1 (ko) | 진공호퍼 프리챠져 | |
| KR101730338B1 (ko) | 파우치형 이차전지의 제조방법 | |
| KR102741624B1 (ko) | 전해질 주입장치 및 전해액 주입방법 | |
| US20230309196A1 (en) | Heating tray for vacuum hopper precharger | |
| KR101927390B1 (ko) | 파우치형 이차전지 제조방법 및 파우치형 이차전지 | |
| KR102710217B1 (ko) | 이차전지용 프리차저 | |
| KR101876834B1 (ko) | 전해액 주입 장치 및 주입 방법 | |
| KR102399085B1 (ko) | 개별 진공 제어를 위한 가스제거부를 갖는 진공 호퍼 프레챠저 | |
| KR101884405B1 (ko) | 파우치형 이차전지의 실링방법 | |
| KR102518668B1 (ko) | 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법 | |
| JP7249983B2 (ja) | 密閉型電池の製造方法 | |
| US20220263184A1 (en) | Battery module | |
| KR102234989B1 (ko) | 각형 전지의 전해액 주입장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법 | |
| KR102773201B1 (ko) | 디게싱용 트레이 및 이를 구비하는 이차전지 제조용 디게싱장치 | |
| KR102754477B1 (ko) | 셀 모듈 어셈블리용 가스탐지장치 및 가스탐지 방법 | |
| KR102436550B1 (ko) | 상부 및 측면 터미널 단자를 갖는 이차 전지의 히팅 진공 충전장치 | |
| KR102705865B1 (ko) | 이차전지의 내압력 평가장치 및 이를 이용한 이차전지의 내압력 평가방법 | |
| KR102135805B1 (ko) | 파우치의 주입부 실링 장치 및 방법 | |
| US20240120559A1 (en) | Device for withstand pressure evaluation of secondary battery and method for evaluating withstand pressure | |
| KR20240140240A (ko) | 내부 가스 제거 및 전해액 보충 가능한 구조를 포함하는 파우치형 이차전지 및 이차전지 모듈 | |
| KR20240009708A (ko) | 이차전지의 제조방법, 가스배출 및 전해액 주액기구 및 이를 포함하는 이차전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20211215 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240129 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240923 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240923 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240923 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |