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WO2023200301A1 - 이차전지 제조장치 - Google Patents

이차전지 제조장치 Download PDF

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Publication number
WO2023200301A1
WO2023200301A1 PCT/KR2023/005102 KR2023005102W WO2023200301A1 WO 2023200301 A1 WO2023200301 A1 WO 2023200301A1 KR 2023005102 W KR2023005102 W KR 2023005102W WO 2023200301 A1 WO2023200301 A1 WO 2023200301A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
secondary battery
bending
battery manufacturing
manufacturing device
electrode lead
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/005102
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
서인재
민배홍
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to DE212023000221.3U priority Critical patent/DE212023000221U1/de
Priority to US18/843,057 priority patent/US20250192384A1/en
Priority to CN202390000233.4U priority patent/CN222995740U/zh
Publication of WO2023200301A1 publication Critical patent/WO2023200301A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery manufacturing apparatus, and more specifically, to a secondary battery manufacturing apparatus for forming electrode leads of a secondary battery.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium-to-large devices such as automobiles and power storage devices.
  • secondary batteries are used in such medium-to-large devices, secondary battery modules in which a large number of secondary batteries are electrically connected are mainly used to increase capacity and output.
  • electrical connection between secondary batteries in a secondary battery module is made by welding a plurality of electrode leads to a busbar made of conductive material.
  • the electrical connection between the secondary batteries 10 is performed by bending one end of the electrode lead 12 protruding from the battery case 11 containing the electrode assembly (not shown) using a bending jig 30. ) is bent using and positioned on the bus bar 20, and then a laser is radiated to the overlapping portion of the electrode lead 12 and the bus bar 20 to overlap the electrode lead 12 to the bus bar 20. This is done by fixing it at (20).
  • the electrode lead 12 generally has a thin, flat plate shape and is made of a material such as copper or aluminum. As shown in FIG. 1B, during the transfer process of the secondary battery 10, the end of the electrode lead 12 There was a problem with it often bending.
  • the bending jig 30 and the electrode lead 12 interfere and the electrode lead 12 is damaged, or the electrode lead 12 is not sufficiently bent toward the bus bar 20.
  • a problem arose which led to welding defects, which lowered product quality and increased manufacturing costs.
  • the present invention was developed to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a secondary battery manufacturing device that can easily bend the electrode lead even when the electrode lead is bent.
  • the present invention relates to a main body; and at least one bending jig connected to the main body and forming the electrode lead of the secondary battery by pressing it;
  • the bending jig includes a coupling portion coupled to the main body; and a bending portion provided on one side of the coupling portion and having at least one side inclined.
  • the bending portion may have at least one surface inclined downward as it moves away from the coupling portion.
  • the bending portion includes a pair of inclined surfaces inclined downward as the distance from the coupling portion increases. and a pressing surface provided between the pair of inclined surfaces to press the electrode lead.
  • the inclined surface may be formed to slope downward as it moves away from the pressing surface.
  • the inclined surface may be provided at a corner of the surface facing the electrode lead.
  • the width of the inclined surface may become narrower as it approaches the coupling portion.
  • the width of the pressing surface may become wider as it approaches the coupling portion.
  • the maximum length of the inclined surface may be less than 4/5 of the length of the bending part.
  • the maximum width of the inclined surface may be less than 1/2 of the width of the bending part.
  • the inclined surface may be formed at an inclination angle of 4 to 5 degrees.
  • the bending portion may have one side and another side located in a direction opposite to the one side inclined.
  • the bending jig may further include a connection part connecting the coupling part and the bending part between the coupling part and the bending part.
  • the connecting portion may be connected to the coupling portion and the bending portion by bending.
  • the coupling portion, the connecting portion, and the bending portion may be formed integrally.
  • the bending jig may be provided as a pair facing each other on one side of the main body.
  • the present invention makes it possible to easily bend the electrode lead even when the electrode lead is bent by forming at least one side of the bending jig to be inclined, thereby reducing the defect rate of secondary batteries, reducing the cost of processing defects, and improving the yield of secondary batteries. There is a possible effect.
  • Figure 1a is a conceptual diagram showing bending an electrode lead using a conventional pressing jig.
  • Figure 1b is a conceptual diagram showing a conventional pressing jig moving toward a bent electrode lead.
  • Figure 1c is a conceptual diagram showing how a conventional pressurizing jig interferes with a bent electrode lead.
  • Figure 2 is a perspective view showing a secondary battery manufacturing apparatus according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the secondary battery manufacturing apparatus of FIG. 2.
  • Figure 4 is a perspective view showing the bending jig in the secondary battery manufacturing apparatus of Figure 2 in more detail.
  • Figure 5 is a plan view showing the bending jig in the secondary battery manufacturing apparatus of Figure 2 in more detail.
  • Figure 6 is a side view showing the bending jig in the secondary battery manufacturing apparatus of Figure 2 in more detail.
  • Figure 7 is a front view of the secondary battery manufacturing apparatus of Figure 2.
  • the present invention includes a main body 110; and at least one bending jig 120 connected to the main body 110 and forming the electrode lead 12 of the secondary battery 10 by pressing it;
  • the bending jig 120 includes a coupling portion 121 coupled to the main body 110; and a bending part 122 provided on one side of the coupling part 121 and having at least one side inclined.
  • the main body 110 is a structure that supports the bending jig 120, as shown in FIG. 2, and various configurations are possible.
  • the main body 110 may include a driving device such as an actuator to enable the bending jig 120 to move with respect to the electrode lead 12.
  • the bending jig 120 is connected to the main body 110 and is formed by pressing the electrode lead 12 of the secondary battery 10, and various configurations are possible.
  • the bending jig 120 is provided to be movable with respect to the electrode lead 12, so that the electrode lead 12 of the secondary battery 10 can be pressed and molded.
  • the bending jig 120 may be provided to be movable from the main body 110 or may be provided to move integrally with the main body 110.
  • the bending jig 120 moves in a direction parallel to the The electrode lead 12 can be bent by applying pressure.
  • One or more such bending jigs 120 may be provided on one side of the main body 110.
  • the bending jigs 120 may be provided as a pair facing each other on one side of the main body 110, and in this case, the electrode lead 12 is between the bending jigs 120 facing each other. can be inserted.
  • the bending jig 120 of the present invention includes a coupling portion 121 coupled to the main body 110; And it may include a bending part 122 provided on one side of the coupling part 121 and having at least one side inclined.
  • the coupling portion 121 is a component that is coupled to the main body 110, and can be coupled to the main body 110 in various ways.
  • the coupling portion 121 may be coupled to the main body 110 by bolting or the like.
  • the bending portion 122 is provided on one side of the coupling portion 121, and at least one side may be formed to be inclined. In more detail, at least a portion of the surface of the bending portion 122 facing the electrode lead 12 may be inclined downward as the distance from the coupling portion 121 increases.
  • the bending jig 120 approaches the electrode lead 12, the end of the electrode lead 12 is bent, even if the electrode lead 12 is bent. After seating on the inclined surface, the movement of the electrode lead 12 can be guided to gradually move along the inclined direction.
  • the bending portion 122 can prevent the electrode lead 12 from being damaged, and the bent electrode lead 12 can be bent and formed like the flat, unbent electrode lead 12.
  • This bending portion 122 may have various structures.
  • the bending part 122 is located away from the coupling part 121.
  • a pair of slopes 122a that slope downward as they become steeper; and a pressing surface 122b provided between the pair of inclined surfaces 122a to press the electrode lead 12.
  • the inclined surface 122a and the pressing surface 122b may be formed on the surface of the bending portion 122 facing the electrode lead 12.
  • the inclined surface 122a may be provided at a corner of the surface facing the electrode lead 12. And the inclined surface 122a may be formed to slope downward as it moves away from the pressing surface 122b.
  • the pressing surface 122b may be provided at the center of the surface facing the electrode lead 12 between the pair of inclined surfaces 122a. And the pressing surface 122b is formed at a constant height regardless of the distance from the coupling portion 121 so as to uniformly press one side of the electrode lead 12, which has a generally flat plate shape. You can. Accordingly, the pressing surface 122b may be formed parallel to one surface of the electrode lead 12.
  • the bending portion 122 of this structure allows the electrode lead 12 to first contact the inclined surface 122a and slowly move along the inclined surface 122a as the bending jig 120 moves, even if the end is bent. This can be done, and the electrode lead 12 can be bent and formed without being damaged by reaching the pressing surface 122b and being pressed.
  • the above-described inclined surface 122a and pressing surface 122b are configured so that the electrode lead 12 can pass through the inclined surface 122a and reach the pressing surface 122b as the bending jig 120 moves.
  • the width of the inclined surface 122a may become narrower as it approaches the coupling portion 121, and the width of the pressing surface 122b may become closer to the coupling portion 121. The wider it can become.
  • the inclined surface 122a may be formed at various inclination angles ⁇ on the bending portion 122.
  • the inclination angle ⁇ is less than 4 degrees, when the electrode lead 12 is bent, the effect of the inclined surface 122a that guides the electrode lead 12 without damage may be insufficient, and the inclination angle ⁇ If it exceeds 5 degrees, there is a problem in that it is difficult to sufficiently press the electrode lead 12 because the loss area of the bending portion 122 is large.
  • the inclined surface 122a is preferably formed at an inclination angle ⁇ of 4 to 5 degrees.
  • the inclined surface 122a may be formed at an inclination angle ⁇ of 4.3 degrees.
  • the inclined surface 122a may be formed at various lengths on the bending portion 122, as shown in FIG. 5.
  • the maximum length (L 2 ) of the inclined surface (122a) exceeds 4/5 of the length (L 1 ) of the bending portion (122)
  • the loss area of the bending portion (122) is large and the electrode lead (12)
  • the maximum length (L 2 ) of the inclined surface (122a) is formed to be 4/5 or less of the length (L 1 ) of the bending portion (122).
  • the length of the inclined surface 122a and the bending portion 122 can be understood as the length formed along the X direction based on FIG. 5.
  • the inclined surface 122a may be formed at various widths on the bending portion 122, as shown in FIG. 6.
  • the maximum width W 2 of the inclined surface 122a is the bending portion 122a. It is preferably formed to be less than 1/2 of the width (W 1 ) of the portion 122.
  • the width of the inclined surface 122a and the bending portion 122 can be understood as the length formed along the Z direction based on FIG. 6.
  • the bending portion 122 having the above-described characteristics may have a structure in which one side and the other side located in the opposite direction of the one side are inclined. In this case, even if the bent electrode lead 12 is disposed to face either one side or the other side of the bending part 122, only the moving direction of the bending jig 120 is controlled to control the electrode lead 12. It can be easily bent by pressing.
  • the bending portion 122 may have a pair of the above-described inclined surfaces 122a and a pressing surface 122b formed on one side, and a pair of inclined surfaces 122a and a pressing surface 122b may also be formed on the other side. (122b) can be formed.
  • the one side and the other side may be understood as surfaces formed perpendicular to the Y axis in FIG. 7.
  • the cross section of the bending portion 122 may have an octagonal shape as shown in FIG. 7.
  • the cross-sectional shape of the bending portion 122 is not limited to this, and of course, it can be formed in various shapes such as a hexagon or a square depending on the shape and position of the inclined surface 122a.
  • the bending jig 120 may further include a connection portion 123 connecting the coupling portion 121 and the bending portion 122 between the coupling portion 121 and the bending portion 122. .
  • the connecting portion 123 may be bent and connected to the coupling portion and the bending portion.
  • the connecting portion 123 has one end connected to the connecting portion 121 by bending, and the other end being bent and connected to the bending portion 122 to form the connecting portion 121 and the bending portion 122. can be connected.
  • the connecting portion 123 may be vertically connected to the coupling portion 121 and the bending portion 122.
  • connection portion 123 may be formed integrally with the coupling portion 121 and the bending portion 122, or may be formed as a separate structure, and both ends may be coupled to the coupling portion 121 and the bending portion 122. You may.

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Abstract

본 발명은 이차전지 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지의 전극 리드를 성형하는 이차전지 제조장치에 관한 것이다. 본 발명은, 본체; 및 상기 본체에 연결되며 이차전지의 전극 리드를 가압하여 성형하는 적어도 하나의 벤딩 지그를 포함하며; 상기 벤딩 지그는, 상기 본체에 결합하는 결합부; 및 상기 결합부의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성되는 벤딩부를 포함하는 이차전지 제조장치를 제공한다.

Description

이차전지 제조장치
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 04월 15일자 한국특허출원 제10-2022-0047095호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 이차전지 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지의 전극 리드를 성형하는 이차전지 제조장치에 관한 것이다.
근래 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력 저장 장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이차전지가 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지들이 전기적으로 연결된 이차전지 모듈이 주로 사용된다.
일반적으로 이차전지 모듈에서 이차전지들 간의 전기적 연결은 복수의 전극 리드를 전도성 재질의 버스바(busbar)에 용접 시키는 방식으로 이루어진다. 보다 상세하게 도 1a를 참고하면, 이차전지(10)들 사이의 전기적 연결은, 전극조립체(미도시)가 내장된 전지 케이스(11)로부터 돌출된 전극 리드(12)의 일단부를 벤딩 지그(30)를 이용하여 절곡시켜 버스바(20) 상에 위치시킨 후, 전극 리드(12)와 버스바(20)의 중첩 부위에 레이저를 출사시켜 오버랩(overlap) 용접함으로써 전극 리드(12)를 버스바(20)에 고정시켜 이루어진다.
다만, 전극 리드(12)는 일반적으로 얇고 평평한 플레이트 형상을 가지며, 구리 또는 알루미늄 등의 재질로 이루어지는 바, 이차전지(10)의 이송 과정 등에서 도 1b에 도시된 바와 같이 전극 리드(12)의 단부가 종종 구부러지는 문제가 있었다.
이 경우, 도 1c에 도시된 바와 같이, 벤딩 지그(30)와 전극 리드(12)가 간섭하여 전극 리드(12)가 파손되거나, 전극 리드(12)가 버스바(20)를 향하여 충분히 절곡되지 못하는 문제가 발생하였으며, 이는 용접 불량으로 이어져 제품의 품질을 저하시키고 제조 비용을 증가시키는 문제가 있었다.
이에 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극 리드가 구부러져 있는 상황에서도 전극 리드를 용이하게 절곡시킬 수 있는 이차전지 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 본체; 및 상기 본체에 연결되며 이차전지의 전극 리드를 가압하여 성형하는 적어도 하나의 벤딩 지그를 포함하며; 상기 벤딩 지그는, 상기 본체에 결합하는 결합부; 및 상기 결합부의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성되는 벤딩부를 포함하는 이차전지 제조장치를 제공한다.
상기 벤딩부는, 적어도 일 면이 상기 결합부로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 벤딩부는, 상기 결합부로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사면; 및 상기 한 쌍의 경사면 사이에 마련되어, 상기 전극 리드를 가압하는 가압면을 포함할 수 있다.
상기 경사면은, 상기 가압면으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 경사면은, 상기 전극 리드를 마주보는 면의 코너에 마련될 수 있다.
상기 경사면의 폭은, 상기 결합부에 가까워질수록 좁아질 수 있다.
상기 가압면의 폭은 상기 결합부에 가까워질수록 넓어질 수 있다.
상기 경사면의 최대 길이는, 상기 벤딩부 길이의 4/5 이하로 형성될 수 있다.
상기 경사면의 최대 폭은, 상기 벤딩부 폭의 1/2 이하로 형성될 수 있다.
상기 경사면은, 4도 내지 5도의 경사각으로 형성될 수 있다.
상기 벤딩부는, 일 측면 및 상기 일 측면의 반대 방향에 위치되는 타 측면이 경사지게 형성될 수 있다.
상기 벤딩 지그는, 상기 결합부 및 상기 벤딩부 사이에서 상기 결합부와 상기 벤딩부를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 결합부 및 상기 벤딩부와 절곡되어 연결될 수 있다.
상기 결합부, 상기 연결부 및 상기 벤딩부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 벤딩 지그는, 상기 본체의 일 측에서 서로 마주보는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
본 발명은 벤딩 지그의 적어도 일 면을 경사지게 형성함으로써 전극 리드가 구부러져 있는 상황에서도 전극 리드를 용이하게 절곡시킬 수 있어 이차전지 불량율을 저감시켜 불량에 대한 처리 비용을 절감하고 이차전지의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 가압 지그를 이용하여 전극 리드를 절곡시키는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 1b는, 종래의 가압 지그가 구부러진 전극 리드를 향해 이동하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 1c는, 종래의 가압 지그가 구부러진 전극 리드와 간섭하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은, 도 2의 이차전지 제조장치의 평면도이다.
도 4은, 도 2의 이차전지 제조장치에서 벤딩 지그를 보다 구체적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는, 도 2의 이차전지 제조장치에서 벤딩 지그를 보다 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은, 도 2의 이차전지 제조장치에서 벤딩 지그를 보다 구체적으로 보여주는 측면도이다.
도 7은, 도 2의 이차전지 제조장치의 정면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.
이차전지 제조장치
본 발명은, 본체(110); 및 상기 본체(110)에 연결되며 이차전지(10)의 전극 리드(12)를 가압하여 성형하는 적어도 하나의 벤딩 지그(120)를 포함하며; 상기 벤딩 지그(120)는, 상기 본체(110)에 결합하는 결합부(121); 및 상기 결합부(121)의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성되는 벤딩부(122)를 포함하는 이차전지 제조장치(100)를 제공한다.
여기서 상기 본체(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩 지그(120)를 지지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어 상기 본체(110)는, 상기 벤딩 지그(120)가 전극 리드(12)에 대해서 이동 가능하도록 엑추에이터 등의 구동장치를 포함할 수 있다.
그리고 상기 벤딩 지그(120)는, 본체(110)에 연결되며 이차전지(10)의 전극 리드(12)를 가압하여 성형하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 벤딩 지그(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 리드(12)에 대해서 이동 가능하게 마련됨으로써 이차전지(10)의 전극 리드(12)를 가압하여 성형할 수 있다. 여기서 상기 벤딩 지그(120)는 상기 본체(110)로부터 이동 가능하게 마련될 수도 있고 상기 본체(110)와 일체로 이동하도록 마련될 수도 있다.
보다 상세하게 상기 벤딩 지그(120)는, 도 3기준 X방향과 나란한 방향으로 이동하여 전지 케이스(11)로부터 돌출된 전극 리드(12)에 접근하고, 도 3 기준 Y방향과 나란한 방향으로 이동하여 상기 전극 리드(12)를 가압하여 절곡시킬 수 있다.
이러한 벤딩 지그(120)는, 상기 본체(110)의 일 측에서 하나 이상으로 마련될 수 있다. 예를 들어 상기 벤딩 지그(120)는 상기 본체(110)의 일 측에서 서로 마주보는 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 이 경우 서로 마주보는 상기 벤딩 지그(120)들의 사이에 전극 리드(12)가 삽입될 수 있다.
한편 상기 벤딩 지그(120)의 구조에 대하여 이하에서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 벤딩 지그(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)에 결합하는 결합부(121); 및 상기 결합부(121)의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성되는 벤딩부(122)를 포함할 수 있다.
여기서 결합부(121)는, 상기 본체(110)에 결합하는 구성으로서, 다양한 방법으로 상기 본체(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어 상기 결합부(121)는, 볼트 결합 등으로 상기 본체(110)에 결합할 수 있다.
한편, 상기 벤딩부(122)는, 상기 결합부(121)의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성될 수 있다. 보다 상세하게 상기 벤딩부(122)는, 전극 리드(12)를 마주보게 마련되는 면의 적어도 일부가 상기 결합부(121)로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이에 상기 벤딩부(122)는, 상기 벤딩 지그(120)가 전극 리드(12)를 향해 접근 시, 전극 리드(12)가 구부러져 있더라도 상기 전극 리드(12)의 단부가 상기 벤딩부(122)의 경사진 면에 안착한 이후, 경사 방향을 따라 서서히 이동하도록 전극 리드(12)의 이동을 가이드할 수 있다.
이로써 상기 벤딩부(122)는 전극 리드(12)의 파손을 방지할 수 있으며, 구부러진 전극 리드(12)를 구부러지지 않은 평평한 형상의 전극 리드(12)와 같이 절곡 성형할 수 있다.
이러한 벤딩부(122)는, 다양한 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 벤딩부(122)는 전극 리드(12)의 단부의 코너가 구부러져 전극 리드(12)의 단면이 'U'자 형상으로 변형되는 것을 고려하여, 상기 결합부(121)로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사면(122a); 및 상기 한 쌍의 경사면(122a) 사이에 마련되어, 상기 전극 리드(12)를 가압하는 가압면(122b)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 경사면(122a) 및 가압면(122b)은 상기 벤딩부(122)가 전극 리드(12)를 마주보는 면에 형성될 수 있다.
보다 상세하게 상기 경사면(122a)은, 상기 전극 리드(12)를 마주보는 면의 코너에 마련될 수 있다. 그리고 상기 경사면(122a)은, 상기 가압면(122b)으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.
그리고 상기 가압면(122b)은, 상기 한 쌍의 경사면(122a) 사이에서 상기 전극 리드(12)를 마주보는 면의 중앙에 마련될 수 있다. 그리고 상기 가압면(122b)은, 일반적으로 평평한 플레이트(plate) 형상을 가지는 전극 리드(12)의 일 면을 균일하게 가압할 수 있도록 상기 결합부(121)와의 거리와 상관없이 일정한 높이로 형성될 수 있다. 이에 상기 가압면(122b)은 전극 리드(12)의 일 면과 나란하게 형성될 수 있다.
이러한 구조의 벤딩부(122)는 상기 전극 리드(12)는 단부가 구부러져 있더라도, 상기 벤딩 지그(120)의 이동에 따라 상기 경사면(122a)과 먼저 접촉하여 상기 경사면(122a)을 타고 서서히 이동하게 할 수 있으며, 상기 전극 리드(12)는 상기 가압면(122b)에 도달하여 가압됨으로써 손상되지 않고 절곡 성형될 수 있다.
한편, 상술한 경사면(122a) 및 가압면(122b)은, 상기 전극 리드(12)가 상기 벤딩 지그(120)의 이동에 따라 경사면(122a)을 지나 가압면(122b)으로 도달할 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 경사면(122a)의 폭은, 상기 결합부(121)에 가까워질수록 좁아질 수 있고, 상기 가압면(122b)의 폭은 상기 결합부(121)에 가까워질수록 넓어질 수 있다.
그리고, 상기 경사면(122a)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩부(122) 상에서 다양한 경사각(θ)으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 경사각(θ)이 4도 미만인 경우, 전극 리드(12)가 구부러졌을 때, 전극 리드(12)를 손상없이 가이드하는 경사면(122a)의 효과가 미비할 수 있고, 상기 경사각(θ)이 5도 초과인 경우 벤딩부(122)의 손실 면적이 많아 전극 리드(12)를 충분히 가압하기 어려운 문제가 있다. 이를 고려하여 상기 경사면(122a)은, 4도 내지 5도의 경사각(θ)으로 형성됨이 바람직하다. 예를 들어, 경사면(122a)은 4.3도의 경사각(θ)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 경사면(122a)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩부(122) 상에서 다양한 길이로 형성될 수 있다. 다만, 상기 경사면(122a)의 최대 길이(L2)가 상기 벤딩부(122)의 길이(L1)의 4/5를 초과하는 경우 벤딩부(122)의 손실 면적이 많아 전극 리드(12)를 충분히 가압하기 어려운 문제가 있다. 이를 고려하여 상기 경사면(122a)의 최대 길이(L2)는, 상기 벤딩부(122) 길이(L1)의 4/5 이하로 형성됨이 바람직하다. 여기서 경사면(122a) 및 벤딩부(122)의 길이는 도 5기준 X방향을 따라 형성된 길이로 이해될 수 있다.
더욱이, 상기 경사면(122a)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩부(122) 상에서 다양한 폭으로 형성될 수 있다. 이때 상기 경사면(122a)이 상기 벤딩부(122)의 상기 전극 리드(12)를 마주보는 면의 코너에서 한 쌍으로 마련되는 경우, 상기 경사면(122a)의 최대 폭(W2)은, 상기 벤딩부(122) 폭(W1)의 1/2 이하로 형성됨이 바람직하다. 여기서 경사면(122a) 및 벤딩부(122)의 폭은 도 6기준 Z방향을 따라 형성된 길이로 이해될 수 있다.
한편 전술한 특징을 가지는 벤딩부(122)는, 일 측면 및 상기 일 측면의 반대 방향에 위치되는 타 측면이 경사지게 형성된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 구부러진 형상의 전극 리드(12)가 상기 벤딩부(122)의 일 측면 또는 타 측면 중 어느 면을 마주보게 배치되더라도 벤딩 지그(120)의 이동 방향 만을 제어하여 상기 전극 리드(12)를 용이하게 가압하여 절곡할 수 있다.
예를 들어, 상기 벤딩부(122)는, 일 측면에 전술한 한 쌍의 경사면(122a) 및 가압면(122b)이 형성될 수 있고, 타 측면에 역시 한 쌍의 경사면(122a) 및 가압면(122b)이 형성될 수 있다. 여기서 상기 일 측면 및 타 측면은 도 7에서 Y축에 수직하게 형성된 면으로 이해될 수 있다.
이 경우 상기 벤딩부(122)의 단면(도 7기준 Y-Z 평면의 단면)은 도 7에 도시된 바와 같이 8각형의 형상을 가질 수 있다. 다만 상기 벤딩부(122)의 단면의 형상은 이에 한정되지 않으며, 경사면(122a)의 형상 및 위치에 따라 6각형 또는 4각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 벤딩 지그(120)는, 결합부(121) 및 상기 벤딩부(122) 사이에서 상기 결합부(121)와 상기 벤딩부(122)를 연결하는 연결부(123)를 더 포함할 수도 있다.
여기서 상기 연결부(123)는 상기 결합부 및 상기 벤딩부와 절곡되어 연결될 수 있다. 구체적으로 상기 연결부(123)는, 일 단이 상기 결합부(121)와 절곡되어 연결되고, 타단이 상기 벤딩부(122)와 절곡되어 연결되어 상기 결합부(121) 및 상기 벤딩부(122)를 연결시킬 수 있다. 예를 들어 상기 연결부(123)는 상기 결합부(121) 및 상기 벤딩부(122)와 수직으로 연결될 수 있다.
상기한 연결부(123)는, 상기 결합부(121) 및 상기 벤딩부(122)와 일체로 형성될 수도 있고, 분리된 구성으로서 양단이 상기 결합부(121) 및 상기 벤딩부(122)와 결합할 수도 있다.
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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
[부호의 설명]
10: 이차전지
11: 전지 케이스
12: 전극 리드
100: 이차전지 제조장치
110: 본체
120: 벤딩 지그
121: 결합부
122: 벤딩부
122a: 경사면
122b: 가압면
123: 연결부
L1: 벤딩부의 길이
L2: 경사면의 최대 길이
W1: 벤딩부의 폭
W2: 경사면의 최대 폭
θ: 경사각

Claims (15)

  1. 본체; 및
    상기 본체에 연결되며 이차전지의 전극 리드를 가압하여 성형하는 적어도 하나의 벤딩 지그를 포함하며;
    상기 벤딩 지그는,
    상기 본체에 결합하는 결합부; 및
    상기 결합부의 일 측에 마련되며, 적어도 일 면이 경사지게 형성되는 벤딩부를 포함하는 이차전지 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 벤딩부는,
    적어도 일 면이 상기 결합부로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 이차전지 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 벤딩부는,
    상기 결합부로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 한 쌍의 경사면; 및
    상기 한 쌍의 경사면 사이에 마련되어, 상기 전극 리드를 가압하는 가압면을 포함하는 이차전지 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 가압면으로부터 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 이차전지 제조장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 전극 리드를 마주보는 면의 코너에 마련되는 이차전지 제조장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면의 폭은, 상기 결합부에 가까워질수록 좁아지는 이차전지 제조장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 가압면의 폭은 상기 결합부에 가까워질수록 넓어지는 이차전지 제조장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면의 최대 길이는, 상기 벤딩부 길이의 4/5 이하로 형성되는 이차전지 제조장치.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면의 최대 폭은, 상기 벤딩부 폭의 1/2 이하로 형성되는 이차전지 제조장치.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면은, 4도 내지 5도의 경사각으로 형성되는 이차전지 제조장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 벤딩부는,
    일 측면 및 상기 일 측면의 반대 방향에 위치되는 타 측면이 경사지게 형성되는 이차전지 제조장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 벤딩 지그는,
    상기 결합부 및 상기 벤딩부 사이에서 상기 결합부와 상기 벤딩부를 연결하는 연결부를 더 포함하는 이차전지 제조장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 결합부 및 상기 벤딩부와 절곡되어 연결되는 이차전지 제조장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 결합부, 상기 연결부 및 상기 벤딩부는 일체로 형성되는 이차전지 제조장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 벤딩 지그는,
    상기 본체의 일 측에서 서로 마주보는 한 쌍으로 마련되는 이차전지 제조장치.
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