JP2024521362A - 電極表面の検査装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、一実施例として電極を移送する移送部；前記電極の少なくとも一面を照明する照明；及び前記電極の少なくとも一面の前記電極の長手方向に沿って隣接する複数の領域それぞれを含む複数の映像を撮影し、前記複数の映像それぞれから前記電極の複数の領域それぞれの映像をクロップ（ｃｒｏｐ）して、前記電極の複数の領域それぞれの映像を獲得するカメラ；を含む、電極表面の検査装置を提供する。

Description

本出願は、２０２１年１０月２０日付け韓国特許出願第１０－２０２１－０１４０１９９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含む。

本開示は、電極表面の検査装置に関する。

モバイル機器に関する技術開発と需要が増加するにつれて、再充電が可能な二次電池は様々なモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使用されている。また、二次電池は、既存のガソリン車両やディーゼル車両の大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド自動車などのエネルギー源としても注目を集めている。

この中で、特に円筒型電池に用いられる電極の表面の検査を行う際に、電極タブ及び電極テープのある一部の領域に対する検査のみを行い、電極の表面全体領域に対する検査は行わない場合がある。また、検査時に測定された映像の明るさの均一度及び映像の歪みの程度によって映像品質が影響を受けるようになるので、検出力が低下する可能性があるという問題がある。

大韓民国公開特許第１０－２０２１－０１０３１８０号明細書

本開示の目的の一つは、電極表面の全体領域を検査することができる電極表面の検査装置を提供することである。

本開示の他の目的は、検出力が向上した電極表面の検査装置を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は、一実施例として電極を移送する移送部；前記電極の少なくとも一面を照明する照明；及び前記電極の少なくとも一面の前記電極の長手方向に沿って隣接する複数の領域それぞれを含む複数の映像を撮影し、前記複数の映像それぞれから前記電極の複数の領域それぞれの映像をクロップ（ｃｒｏｐ）し、前記電極の複数の領域それぞれの映像を獲得するカメラ；を含む、電極表面の検査装置を提供する。

本開示は、一効果として、電極表面の全体領域を検査することができる電極表面の検査装置を提供することができる。

本開示は、他の一効果として、検出力が向上した電極表面の検査装置を提供することができる。

本発明の実施例に係る電極表面の検査装置で検査される電極の平面図を示す。 本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置の斜視図である。 本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置の断面図である。 本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置のカメラで撮影及びクロップされた領域を示す。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。図面には、説明の便宜上、構成の全部または一部を誇張して表現されている場合がある。

また、本発明は添付の図面や本明細書において説明された内容に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で本発明が様々な形態で具現化されることができることは当業者にとって明らかである。

図１は、本発明の実施例に係る電極表面の検査装置で検査される電極の平面図を示す。

電極１０は、円筒型電池に用いられる円筒型電池用電極であってもよいが、他の種類の電池に用いられる電極を本発明の実施例に係る電極表面の検査装置で検査してもよい。電極１０は、長手方向Ｌが幅方向Ｗよりも長い四角形状を有してもよい。円筒型電池の製造時に、電極１０は分離膜と共にワイディング（ｗｉｎｄｉｎｇ）されることができる。

電極１０は、電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａである、一番目領域Ａ１～ｎ番目領域Ａｎを含む。すなわち、電極１０の複数の領域Ａは長手方向Ｌに沿って順次配置され、電極１０の複数の領域Ａのうちの一方は電極１０の複数の領域Ａのうちこれと最も近くに配置された他方（または両方）と境界が当接するように隣接して配置される。図において、複数の領域Ａは、一番目領域Ａ１～１８番目領域Ａ１８を含むものと示したが、これは例示にすぎず、複数の領域Ａの数は特に制限されない。また、図面には、便宜上、電極１０の複数の領域Ａ中の一部にのみ符号Ａを表示したことを明らかにする。

ただし、電極１０の複数の領域Ａは、後述するカメラ１３０で撮影及びクロップされる映像それぞれに含まれる電極１０の異なる領域を互いに区別して説明するためのもので、電極１０の複数の領域Ａが互いに目視で確認される境界を有するものではない。

電極１０の複数の領域Ａそれぞれの大きさは、互いに実質的に同一であってもよいる。言い換えれば、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの長さ及び幅は互いに実質的に同一であってもよい。本明細書において、長さとは長手方向Ｌへの長さ、幅は幅方向Ｗへの長さを意味する。

一方、電極１０は、電極シート１１、電極タブ１２及び絶縁部材１３を含むことができる。電極シート１１は、電極集電体の少なくとも一部の領域上に電極活物質が塗布されたものであってもよい。電極タブ１２は、電極シート１１上に配置され、電極シート１１から突出した領域を有する。絶縁部材１３は、電極シート１１の両面の少なくとも一面上に配置され、電極タブ１２の電極シート１１上に配置された領域を覆う。例えば、絶縁部材１３は、電極シート１１の両面それぞれに配置され、電極タブ１２を挟むことができる。絶縁部材１３は耐熱性テープであってもよいが、これに制限されない。

ただし、本発明の実施例に係る電極表面の検査装置で検査される電極の構造が、図に示された電極１０の構造に制限されるものではない。例えば、電極表面の検査装置で検査される電極は、図に示された構成中の一部が省略された構造を有してもよく、図に示された構成以外の構成をさらに含む構成を有してもよい。

図２は、本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置の斜視図である。

図３は、本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置の断面図である。

本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置１００は、電極１０を移送する移送部１１０、電極１０の少なくとも一面を照明する照明１２０、電極１０の少なくとも一面の電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれを含む複数の映像を撮影し、複数の映像それぞれから電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像をクロップ（ＣＲＯＰ）して、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得するカメラ１３０、照明１２０から照射された光が入射し、入射した光が電極１０の少なくとも一面に反射されるミラー１４０、および電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像を順につなぎ合わせた映像を形成する併合（ｍｅｒｇｉｎｇ）部１５０のうちの少なくとも１つを含む。

移送部１１０は、電極１０を移送し、具体的に、電極１０を電極１０の長手方向Ｌに移送するものであってもよい。移送部１１０は、電極１０を走行させるローラを含むことによって電極１０を移送するものであってもよいが、これに制限されない。

照明１２０は、電極１０の少なくとも一面を照明する。照明１２０は、電極１０の少なくとも一面に光を直接照射して電極１０の少なくとも一面を照明することもできるが、電極１０の少なくとも一面に光を間接的に照射して電極１０の少なくとも一面を照明することもできる。例えば、照明１２０はミラー１４０に光を照射し、ミラー１４０に入射した光が反射されて電極１０の少なくとも一面に到達することができる。これを通じて、照明１２０は、電極１０の少なくとも一面に間接的に照射して電極１０の少なくとも一面を照明することもできる。

照明１２０はそれぞれ、電極１０の両面それぞれを照明する第１の照明１２１及び第２の照明１２２を含むことができる。したがって、照明１２０は電極１０の両面を照明することができる。言い換えれば、第１の照明１２１は電極１０の一面を照明し、第２の照明１２２は電極１０の一面の反対面である他面を照明することができる。本明細書において、電極１０の一面及び他面は厚さ方向Ｔに関して対向することができる。第１の照明１２１及び第２の照明１２２それぞれは、電極１０の両面それぞれに光を直接照射して電極１０の両面を照明することもできるが、電極１０の両面それぞれに光を間接的に照射して電極１０の両面を照明することもできることは勿論である。

カメラ１３０は、電極１０の少なくとも一面上に配置されることができる。ただし、カメラ１３０が電極１０の少なくとも一面上に配置されることができるというのは、カメラ１３０及び電極１０間に他の構成が介在することを排除する意味ではない。例えば、カメラ１３０及び電極１０間にはミラー１４０が配置されることができる。

カメラ１３０は、電極１０の少なくとも一面の電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれを含む複数の映像を撮影し、複数の映像それぞれから電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像をクロップ（ｃｒｏｐ）して、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得する。

カメラ１３０は、領域スキャンカメラ（Ａｒｅａ Ｓｃａｎ Ｃａｍｅｒａ）であってもよい。これを通じて、電極１０の少なくとも一面の電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれを含む複数の映像を撮影することができる。

また、カメラ１３０は、関心領域調整可能機能（Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ＲＯＩ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有してもよい。したがって、カメラ１３０は、関心領域調整可能機能で電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像をクロップすることができる。

一方、カメラ１３０で獲得された映像は、電極シート１１、電極タブ１２及び絶縁部材１３を含み、電極１０の表面全体領域の映像を含むことができる。したがって、カメラ１３０で獲得された映像を通じて電極１０の表面全体領域を検査することができる。ただし、電極１０の表面全体領域の映像は１つの映像に含まれるものではなく、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像が複数の映像に分けて存在することができる。複数の領域Ａそれぞれの映像は、併合部１５０により１つの映像に順に併合されることができる。

カメラ１３０で獲得された電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像、すなわちクロップされた後の映像において、各領域間の明るさは実質的に均一であってもよい。具体的に、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像それぞれはグレースケール（ｇｒａｙ ｓｃａｌｅ）イメージであってもよく、このとき、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像内において、ピクセル間のグレーレベル（ｇｒａｙ ｌｅｖｅｌ、ｇｒａｙ ｖａｌｕｅは０～２５５）の偏差は約５％以下であってもよい。グレースケールイメージである電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像ぞれぞれは、カラーイメージがグレースケールに変換されることによって形成されたものであってもよいが、これに制限されるものではない。

カメラ１３０は、電極１０の一面の電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得する第１のカメラ１３１、及び電極１０の一面反対面である他面の電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得する第２のカメラ１３２を含むことができる。したがって、カメラ１３０は、電極１０の両面それぞれに対する複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得することができる。これを通じて、電極１０の両面全体領域の映像を獲得し、電極１０の両面全体領域の検査を行うことができる。

ミラー１４０には照明１２０から照射された光が入射し、ミラー１４０に入射した光は電極１０の少なくとも一面に反射されることができる。ただし、照明１２０が電極１０の少なくとも一面に光を直接照射することができる場合、ミラー１４０は必要ではない場合がある。

ミラー１４０は、電極１０及びカメラ１３０間に斜めに配置されることができる。このとき、照明１２０は、電極１０及びカメラ１３０間の領域でミラー１４０上に配置されることができる。すなわち、この場合、照明１２０は同軸照明であってもよい。具体的に、ミラー１４０は、電極１０及び照明１２０それぞれと所定の角度をなし、電極１０及び照明１２０間に向かって配置されることができる。例えば、ミラー１４０は、電極１０及び照明１２０それぞれと約４５°の角度をなし、電極１０及び照明１２０間に向かって配置されることができる。ミラー１４０は、カメラ１３０に背を向けていてもよく、カメラ１３０に光を透過させるために半透過ミラーであってもよい。このとき、照明１２０から照射された光はミラー１４０に入射後反射され、電極１０に入射後反射された後、カメラ１３０に入射することができる。

ミラー１４０は、第１の照明１２１から照射された光が入射し、入射した光が電極１０の一面に反射される第１のミラー１４１、及び第２の照明１２２から照射された光が入射し、入射した光が電極１０の一面の反対面である他面に反射される第２のミラー１４２を含むことができる。したがって、第１の照明１２１及び第２の照明１２２それぞれから照射された光は、第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２それぞれを経由して電極１０の両面それぞれに到達することができる。第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２は、電極１０を挟んで対向して斜めに配置されることができる。このとき、第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２は互いに反対方向に斜めに配置されることができる。

併合部１５０は、カメラ１３０で獲得された電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像を順につなぎ合わせた映像を形成する。すなわち、併合部１５０は、カメラ１３０で獲得された電極１０の一番目領域Ａ１～ｎ番目領域Ａｎそれぞれの映像を順につなぎ合わせた映像を形成する。したがって、併合部１５０は、電極１０の少なくとも一面に対応する映像を形成することができる。カメラ１３０が第１のカメラ１３１及び第２のカメラ１３２を含む場合、併合部１５０は、電極１０の両面それぞれに対応する映像それぞれを形成することができる。併合部１５０で形成された映像は、図１に示された電極１０の表面と構造が実質的に同一であってもよい。ただし、併合部１５０により形成された映像は複数の映像をつなぎ合わせた形態であるので、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像間には境界が存在することができる。

併合部１５０は、カメラ１３０の内部に配置されてもよく、外部に配置されてもよい。言い換えれば、併合部１５０は、カメラ１３０に埋め込まれた（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）装置でもよく、カメラ１３０から映像を受け取る別の装置でもよい。

一方、電極、特に円筒型電池に用いられる電極の表面検査を行う際に、電極タブ及び電極テープのある一部の領域に対する検査のみを行い、電極の表面全体領域に対する検査は行わない場合がある。また、検査時に測定された映像の明るさの均一度及び映像の歪みの程度によって映像品質が影響を受けるようになるので、検出力が低下する可能性があるという問題がある。

本発明の一実施例によれば、カメラ１３０は、電極１０の長手方向Ｌに沿って隣接する複数の領域Ａそれぞれを含む複数の映像を撮影し、撮影された複数の映像それぞれから電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像をクロップして、電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像を獲得する。また、カメラ１３０で獲得された電極１０の複数の領域Ａそれぞれの映像は、併合部１５０により１つの映像に順に併合されることができる。これを通じて、電極表面の全体領域を一体に検査することができる電極表面の検査装置を提供することができる。

さらに、カメラ１３０は、明るさが均一な領域のみをクロップし、クロップされた後の映像において各領域間の明るさは実質的に均一であってもよい。これは、明るさが均一な領域のみをクロップするようにクロップラインｃを設定することによって達成することができる。これを通じて、明るさの均一度が向上した映像に通じて検査を行うことによって、検出力が向上した電極表面の検査装置を提供することができる。

図４は、本発明の一実施例に係る電極表面の検査装置のカメラで撮影及びクロップされた領域を示す。

カメラ１３０で撮影された映像は、電極１０の少なくとも一面の複数の領域Ａのうちの１つを含む。ただし、図に示すように、カメラ１３０で撮影された映像は、電極１０の複数の領域Ａのうちの他の１つ以上（例えば、電極１０の複数の領域Ａのうちの他の２つ）の少なくとも一部をさらに含むことができる。したがって、カメラ１３０は、撮影された映像をクロップ線ｃに沿ってクロップして、電極１０の複数の領域Ａのうちの１つのみを含む映像を獲得する。すなわち、カメラ１３０で獲得された映像は、電極１０の複数の領域Ａのうちの１つのみを含み、電極１０の複数の領域Ａのうちの他の１つ以上は含まない。ただし、カメラ１３０で獲得された映像は、電極１０の周辺領域の映像を含むことはできる。クロップ線ｃは幅方向Ｗと平行であり、したがって、クロップ後長手方向Ｌに沿って隣接する電極１０の複数の領域Ａのうちの１つのみを含む映像を獲得することができる。

以上、本発明の一実施例を例示的に説明したが、本発明の実施形態を前述した実施例に制限しようとするものではない。当業者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で、本明細書及び添付の図面を参照して、本発明の全部または一部の構成を省略、変更、置換するか、または他の構成を追加するなど本発明の一実施例を適宜変形して実施することができるだろう。

本明細書において、第１、第２などの順番は構成要素を互いに区別するためのものであり、構成要素間の優先順位を意味するか、または絶対的な順番を意味するものではない。本明細書の一部分において、第１の構成要素は本明細書の他の部分において第２の構成要素と称される場合もある。

本明細書の用語及び表現は広範囲に解釈されなければならず、制限的な意味で解釈されてはならない。本明細書において、「含む」という表現は、言及された構成以外に１つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。

本明細書において、単数形の表現は文脈上明示的に除外されない限り、複数形を含む。
本明細書において例示的に説明された各実施例は互いに組み合わせが可能であり、矛盾しない限り、特定の実施例において説明された内容は他の実施例において説明されていなくても、他の実施例に同様に適用されることができる。

１０：電極
１１：電極シート
１２：電極タブ
１３：絶縁部材
Ａ：電極の複数の領域
１００：電極表面の検査装置
１１０：移送部
１２０、１２１、１２２：照明
１３０、１３１、１３２：カメラ
１４０、１４１、１４２：ミラー
１５０：併合部

Claims (10)

1. 電極を移送する移送部；
   前記電極の少なくとも一面を照明する照明；及び
   前記電極の少なくとも一面の前記電極の長手方向に沿って隣接する複数の領域それぞれを含む複数の映像を撮影し、前記複数の映像それぞれから前記電極の複数の領域それぞれの映像をクロップ（ｃｒｏｐ）して、前記電極の複数の領域それぞれの映像を獲得するカメラ；を含む、
   電極表面の検査装置。
2. 前記照明から照射された光が入射し、入射した光が前記電極の少なくとも一面に反射されるミラー；をさらに含む、
   請求項１に記載の電極表面の検査装置。
3. 前記電極の複数の領域それぞれの映像を順につなぎ合わせた映像を形成する併合（ｍｅｒｇｉｎｇ）部；をさらに含む、
   請求項１に記載の電極表面の検査装置。
4. 前記カメラは、領域スキャンカメラ（Ａｒｅａ Ｓｃａｎ Ｃａｍｅｒａ）である、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電極表面の検査装置。
5. 前記カメラは、関心領域調整可能機能（Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ＲＯＩ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で前記電極の複数の領域それぞれの映像をクロップする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電極表面の検査装置。
6. 前記照明はそれぞれ、前記電極の両面それぞれを照明する第１の照明及び第２の照明を含み、
   前記カメラは、前記電極の一面の前記電極の長手方向に沿って隣接する複数の領域それぞれの映像を獲得する第１のカメラ、及び前記電極の一面の反対面である他面の前記電極の長手方向に沿って隣接する複数の領域それぞれの映像を獲得する第２のカメラを含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電極表面の検査装置。
7. 前記カメラは、前記電極の少なくとも一面上に配置され、
   前記ミラーは、前記電極及び前記カメラ間に斜めに配置され、
   前記照明は、前記電極及び前記カメラ間の領域で前記ミラー上に配置されている、
   請求項２に記載の電極表面の検査装置。
8. 前記電極は、電極シート、前記電極シート上に配置され、前記電極シートから突出した領域を有する電極タブ、及び前記電極タブの前記電極シート上に配置された領域を覆う絶縁部材を含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電極表面の検査装置。
9. 前記カメラで獲得された映像は、前記電極シート、前記電極タブ及び前記絶縁部材を含み、前記電極の表面全体領域の映像を含む、
   請求項８に記載の電極表面の検査装置。
10. 前記電極の複数の領域それぞれの映像それぞれはグレースケールイメージであり、
    前記電極の複数の領域それぞれの映像内において、ピクセル間のグレーレベルの偏差は５％以下である、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の電極表面の検査装置。

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