KR102563299B1 - 전극 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
전극 모니터링 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102563299B1 KR102563299B1 KR1020200188331A KR20200188331A KR102563299B1 KR 102563299 B1 KR102563299 B1 KR 102563299B1 KR 1020200188331 A KR1020200188331 A KR 1020200188331A KR 20200188331 A KR20200188331 A KR 20200188331A KR 102563299 B1 KR102563299 B1 KR 102563299B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wavelength
- electrode substrate
- electrode
- light
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 179
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 77
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 2
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
- B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
- B05C9/14—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3554—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/86—Investigating moving sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
- G01N2021/8427—Coatings
-
- 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
Abstract
본 발명은, 슬러리가 도포된 전극 기재를 연속하여 이송할 수 있도록 설치되는 이송부, 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로 검사광을 조사할 수 있도록 이송부의 상측에 배치되는 조명부, 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 검출할 수 있도록 이송부의 상측에 배치되는 광 검출부, 및 반사광의 파장별 반사광를 이용하여 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 대한 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 검사부를 포함하는 전극 모니터링 장치와, 이에 적용되는 전극 모니터링 방법으로서, 전극의 건조 상태를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 전극 모니터링 장치 및 방법이 제시된다.
Description
본 발명은 전극 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극의 건조 상태를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 전극 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차전지는 충방전이 가능한 전지로서, 전지 케이스의 내부에 전극 조립체가 내장되는 구조를 갖는다. 전극 조립체는 음극, 분리막 및 양극이 반복 적층되는 구조이며, 전해액과 함께 전지 케이스의 내부에 내장된다.
양극 및 음극은 금속 박판으로 제조된 집전체의 표면에 전극 슬러리를 도포한 후 건조하는 과정을 거쳐 제조된다. 전극 슬러리는 용매와 활물질이 혼합된 형태이고, 집전체에 도포된 후 건조 과정을 거쳐 집전체의 표면에서 경화된다.
한편, 전극 슬러리가 충분히 건조되지 않아서 전극 슬러리 중의 수분 함량이 소정의 문턱값 이하로 낮아지지 않으면, 제조된 전지 케이스의 내부에서 전극 슬러리 중의 잔류 수분에 전해액이 노출될 수 있고, 이로부터 이차전지의 성능 및 안정성을 저하시키는 문제점을 초래한다.
종래에는 양극 및 음극을 제조한 후에, 양극 및 음극으로부터 전극 슬러리의 시료를 채취하여, 시료의 건조 상태를 검사하였다. 이에, 실시간으로 전극 슬러리의 건조 상태를 모니터링 하는 것이 어려운 문제점이 있었다. 따라서, 건조 과정의 공정 조건이 잘못되어서 전극 슬러리의 건조 상태가 불량하더라도, 이를 즉시 감지하여 신속히 대응하기가 어려웠다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
본 발명은 전극의 건조 상태를 인라인에서 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 전극 모니터링 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 전극 모니터링 장치는, 슬러리가 도포된 전극 기재를 이송할 수 있도록 설치되는 이송부; 상기 전극 기재의 표면에 검사광을 조사할 수 있도록 상기 이송부의 상측에 배치되는 조명부; 상기 전극 기재의 표면에서 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록, 상기 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 이송부의 상측에 배치되는 광 검출부; 및 상기 파장별 반사광의 세기를 이용하여 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 검사부;를 포함한다.
상기 이송부는 상기 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조함으로써 전극을 제조하는 전극 건조 설비와 인라인으로 연결되고, 상기 조명부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로 검사광을 조사하고, 상기 광 검출부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 검출하고, 상기 검사부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 대한 상기 슬러리의 건조 상태를 검사할 수 있다.
상기 조명부는 복수개 구비되어 상기 전극 기재의 길이 방향으로 상호 이격되고, 상기 광 검출부는 상기 복수개의 조명부 사이에 배치될 수 있다.
상기 복수개의 조명부는 검사광의 조사 영역이 서로 중첩되도록 각각으로부터 상기 광 검출부를 향하는 방향으로 하향 경사지게 배치되고, 상기 광 검출부는 반사광의 촬영 영역이 상기 조사 영역과 중첩되도록 상기 조사 영역의 상측에서 상기 조사 영역을 향하는 방향으로 하향 배치될 수 있다.
상기 조사 영역의 폭 방향의 너비 및 상기 촬영 영역의 폭 방향의 너비는 상기 전극 기재의 폭 방향의 너비보다 크거나 같을 수 있다.
상기 광 검출부는 복수개 구비되어 상기 복수개의 조명부 사이에서 폭 방향으로 상호 이격되고, 상기 조사 영역의 폭 방향의 너비는 상기 전극 기재의 폭 방향의 너비보다 크거나 같고, 상기 복수개의 광 검출부 각각의 반사광의 촬영 영역은 상기 조사 영역을 따라 폭 방향으로 나열되며 서로 연결될 수 있다.
상기 이송부는, 상기 전극 기재의 하측에 폭 방향으로 배치되어 상기 전극 기재의 하면을 지지하는 지지 롤러; 및 상기 전극 기재가 이송되는 방향으로 상기 지지 롤러보다 선행하는 위치에서 폭 방향으로 상호 이격되고 상기 전극 기재의 양측 에지에 각각 접촉되는 사행방지 롤러;를 포함할 수 있다.
상기 조명부 및 상기 광 검출부는 상기 지지 롤러와 상기 복수개의 사행방지 롤러의 사이에 위치할 수 있다.
상기 조명부는, 복수의 파장의 광을 상기 검사광으로 생성하여 선광 및 면광 중 어느 하나의 형태로 상기 전극 기재에 조사할 수 있다.
상기 광 검출부는, 시야범위 내에 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역이 위치하도록 상기 전극 기재로부터 상측으로 이격되어 배치되는 렌즈 유닛; 상기 렌즈 유닛을 통과한 반사광이 결상되는 위치에 배치되며, 상기 렌즈 유닛을 통과한 반사광을 분광시키는 분광 유닛; 및 상기 분광 유닛에서 분광된 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록 상기 분광 유닛을 향하여 배치되는 검출 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 검사부는, 상기 광 검출부에서 검출된 파장별 반사광의 세기를 파장별 무차원수로 변환하는 계산기; 상기 파장별 무차원수로부터 파장에 따른 무차원수 패턴으로 생성하고, 상기 파장에 따른 무차원수 패턴과, 미리 입력된 수분 함량별 파장에 따른 기준 무차원수 패턴을 대비하고, 대비 결과로부터 반사광이 반사된 부분의 수분 함량을 예측하는 비교기; 및 상기 비교기에서 예측한 수분 함량의 예측값을 출력하는 출력기;를 포함할 수 있다.
상기 계산기는 관계식 1을 이용하여 상기 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환할 수 있다.
[관계식 1]
(Reflectance는 반사도, I는 광 검출부가 검출한 파장별 반사광의 세기, Idark는 광을 소정량 이상으로 흡수하는 광 흡수면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기, Iwhite는 광을 소정량 미만으로 흡수하는 광 반사면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기)
상기 비교기에는 수분 함량별 파장에 따른 무차원수 기준 패턴으로서, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴이 입력되고, 상기 비교기는 계산된 상기 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하고, 상기 파장에 따른 반사도 패턴과, 상기 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 대비하고, 상기 파장에 따른 반사도 패턴과 모양이 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하고, 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭되는 수분 함량을 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측할 수 있다.
상기 검사부의 검사 결과에 따라 상기 전극 기재의 해당 위치에 선택적으로 마크를 형성할 수 있도록 상기 전극 기재가 이송되는 방향으로 상기 광 검출부보다 후행하여 상기 이송부의 상측에 배치되는 마킹부;를 포함할 수 있다.
상기 전극 기재는 양측 에지의 표면이 상방으로 노출되고, 상기 전극 기재의 양측 에지 사이의 표면에 상기 슬러리가 도포되며, 상기 마킹부는 상기 검사부에서 출력되는 상기 슬러리 수분 함량이 기준 함량보다 높으면 건조 불량으로 판단하고, 상기 전극 기재의 해당하는 위치의 에지에 상기 마크를 형성할 수 있다.
상기 마크가 형성된 위치에서 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 열을 공급하여 슬러리를 건조시키도록 상기 이송부의 상측에 배치되는 열 공급부;를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 기재의 권취 시에 다른 부분으로 수분이 전파되는 것을 방지하도록 상기 마크가 형성된 위치에서 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 간지재를 삽입하는 간지재 삽입부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 전극 모니터링 방법은, 표면에 슬러리가 도포된 전극 기재를 공급받는 과정; 상기 전극 기재의 표면에 검사광을 조사하는 과정; 상기 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 전극 기재의 표면으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정; 상기 파장별 반사광의 세기를 이용하여 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정;을 포함한다.
상기 전극 기재를 공급받는 과정은, 상기 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조함으로써 전극을 제조하는 전극 건조 설비를 통과하는 전극 기재를 인라인상에서 공급받는 과정;을 포함하고, 상기 검사광을 조사하는 과정은, 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로 검사광을 조사하는 과정;을 포함하고, 상기 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정은, 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광을 수신하는 과정;을 포함하고, 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정은, 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 대한 상기 슬러리의 건조 상태를 검사하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 검사광을 조사하는 과정은, 상기 전극 기재의 길이 방향으로 상호 이격된 복수 위치에서 복수의 파장을 포함하는 검사광을 각각 생성하는 과정; 생성된 각각의 검사광을 상기 전극 기재를 향하도록 하향 경사지게 조사하여 중첩시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 검출하는 과정은, 상기 복수의 검사광이 중첩되는 영역의 상측에서, 상기 전극 기재로부터 상방으로 반사되는 반사광을 소정 위치에 결상시키는 과정; 상기 소정 위치에 결상된 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 생성하는 과정; 상기 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정은, 상기 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환하는 과정; 변환된 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하는 과정; 미리 설정된 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴 중에서 상기 파장에 따른 반사도 패턴과 모양일 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하는 과정; 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭된 수분 함량을 상기 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측하는 과정; 예측된 수분 함량을 출력하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정 이후에, 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정에서 출력된 수분 함량이 미리 설정된 기준 함량보다 높으면 상기 전극 기재의 해당하는 위치의 폭 방향의 에지에 마크를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 표면에 슬러리가 도포된 전극 기재를 연속으로 공급받으며, 전극 기재의 표면에 대하여 경사지게 검사광을 조사하고, 해당 영역으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 생성하고, 생성된 파장별 반사광를 이용하여 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 정확하게 검사할 수 있다. 따라서, 슬러리의 건조 상태가 불량한 경우 이를 즉시 인지하여 선행하는 공정인 전극 건조 공정의 공정 조건을 신속히 조절해줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치의 측면도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치는, 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 이송할 수 있도록 설치되는 이송부(20), 전극 기재(B)의 표면에 검사광(R1)을 조사할 수 있도록 이송부(20)의 상측에 배치되는 조명부(30), 전극 기재(B)의 표면에서 반사되는 반사광(R2)을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록, 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 이송부(20)의 상측에 배치되는 광 검출부(40) 및 파장별 반사광의 세기를 이용하여 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역에 대한 슬러리(B1)의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 검사부(50)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치는, 검사부(50)의 검사 결과에 따라 전극 기재(B)의 해당 위치에 선택적으로 마크(M)를 형성할 수 있도록 전극 기재(B)가 이송되는 방향으로 광 검출부(40)보다 후행하여 이송부(20)의 상측에 배치되는 마킹부(60)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치는, 전극 기재(B)가 통과될 수 있는 내부 공간을 구비하고, 하부에 이송부(20)가 지지되고, 상부에 광 검출부(40)가 지지되는 챔버부(10)를 더 포함할 수 있다.
전극 기재(B)는 배터리 셀의 전극을 제조하는 것에 사용되는 전극 기재(B)일 수 있다. 전극 기재(B)는 금속 박판을 포함할 수 있다. 이때, 금속 박판을 집전체라고 지칭할 수도 있다. 전극 기재(B)는 표면 예컨대 상면에 슬러리(B1)가 소정 두께로 도포될 수 있다. 이때, 슬러리(B1)를 전극 슬러리라고 지칭할 수도 있다. 전극 슬러리는 용매와 활물질이 혼합된 상태로 전극 기재(B)의 상면에 도포된 후, 선행 공정인 전극 건조 공정에서 소정 온도로 소정 시간 건조된 상태일 수 있다. 한편, 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 전극이라고 지칭할 수 있다.
전극 기재(B)는 양측 에지에 형성된 에지 영역(We)의 표면이 상방으로 노출될 수 있고, 양측 에지(We) 사이의 나머지 영역(Wc)의 표면에 슬러리(B1)가 도포된 상태일 수 있다. 에지 영역(We)과 나머지 영역(Wc)을 포함하는 영역을 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)이라고 한다.
전극 기재(B)의 건조 상태에 따라 슬러리(B1) 내에 소정량의 수분이 포함되어 있을 수 있다. 이때, 전극 기재(B)에 도포된 슬러리(B1)는 수분의 함량에 따라 광의 반사도가 다를 수 있다. 이때, 광의 파장별로도 슬러리(B1)의 수분의 함량에 따른 광의 반사도가 다를 수 있다. 한편, 각각의 파장에 대하여 슬러리(B1)의 수분의 함량에 따른 광의 반사도의 변화를 보면 소정의 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 패턴은 선행으로 증가하거나 선형으로 감소하는 패턴일 수도 있고, 싸인항과 코사인항의 조합식으로 표현될 수 있는 소정의 복잡한 패턴일 수도 있다. 이때, 전극 기재(B)상의 슬러리(B1)로 조사되는 검사광(R1)의 파장 범위가 넓을수록, 슬러리(B1)의 수분 함량에 따른 슬러리(B1)로부터 반사되는 반사광(R2)의 반사도의 패턴을 구분하기가 쉬울 수 있다. 이에, 슬러리(B1)에 물리화학적으로 영향을 주지 않는 소정의 파장 범위 내에서 검사광(R1)의 파장 범위를 가능한 넓게 정해줄 수 있다.
전극 기재(B)의 건조 시에 슬러리(B1)의 수분 함량이 소정의 문턱값 이하로 감소되지 않으면, 후행 공정인 전지셀 제조 공정에서 해당 전극 기재(B)로 전극 조립체를 제조하여 전해액과 함께 전지 케이스에 내장하였을 때 전해액이 소정량의 수분에 노출되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치를 선행 공정 설비 예컨대 전극 건조 설비와 인라인으로 연결시키고, 전극 모니터링 장치를 이용하여 전극 기재(B)에 도포되어 있는 슬러리(B1)의 수분 함량을 실시간으로 모니터링 하여 전극 기재(B)의 건조 상태가 불량하면, 그에 따른 신속한 후속 조치를 수행할 수 있다.
챔버부(10)는 전극 건조 설비(미도시)의 출구 측에 배치될 수 있다. 여기서, 전극 건조 설비는 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 소정 온도로 소정 시간 동안 건조함으로써 전극을 제조하는 설비이다. 또한, 전극 건조 설비의 출구 측은 전극 기재(B)가 건조된 후 전극 건조 설비로부터 배출되는 배출구 측을 지칭할 수 있다.
챔버부(10)는 전극 기재(B)를 통과시킬 수 있는 소정 크기의 내부 공간을 가질 수 있다. 챔버부(10)는 소정 면적의 바닥 플레이트, 바닥 플레이트의 가장자리에 설치되는 측벽, 및 측벽의 상단에 설치되는 리드를 포함할 수 있다. 이때, 측벽의 하부에는 전극 기재(B)가 통과될 수 있는 입구 개구 및 출구 개구가 관통형성될 수 있다. 이러한 챔버부(10)는 사각통 형상일 수 있다. 물론, 챔버부(10)의 형상은 다양할 수 있다.
이송부(20)는 전극 건조 설비와 인라인으로 연결될 수 있다. 여기서, 인라인으로 연결된다는 것은 일직선으로 연결되어 함께 작동한다는 것을 의미한다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인라인으로 연결된다는 것은 작동 중인 전극 건조 설비로부터 연속하여 배출되는 전극 기재(B)의 배출 경로상에서 전극 건조 설비로부터 연속적으로 전극 기재(B)를 공급받을 수 있도록 연결되는 것을 의미한다.
이송부(20)는, 전극 기재(B)의 하측에 폭 방향(Z)으로 배치될 수 있고, 전극 기재(B)의 하면과 접촉하여 지지할 수 있는 지지 롤러(21), 전극 기재(B)가 이송되는 방향으로 지지 롤러(21)보다 선행하는 위치에서 폭 방향(Z)으로 상호 이격될 수 있고, 전극 기재(B)의 양측 에지에 각각 접촉될수 있는 사행방지 롤러(22)를 포함할 수 있다. 여기서, 선행하는 위치는 전극 기재(B)가 먼저 통과하는 위치를 의미한다. 또한, 양측 에지는 폭 방향(Z)으로의 양측 에지를 의미한다.
또한, 이송부(20)는 지지 롤러(21)를 지지하는 제1지지부재(23) 및 사행방지 롤러(22)를 지지하는 제2지지부재(24)를 더 포함할 수 있다.
지지 롤러(21)는 챔버부(10)의 측벽의 출구 개구 측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 지지 롤러(21)는 챔버부(10)의 외부에 위치할 수 있고, 챔버부(10)의 측벽의 출구 개구로부터 전극 기재(B)의 길이 방향(X)으로 이격될 수 있고, 챔버부(10)의 측벽의 출구 개구보다 낮은 소정의 높이에 배치되며, 전극 기재(B)의 하면과 접촉될 수 있다. 물론, 지지 롤러(21)는 챔버부(10)의 내부와 외부에 모두 위치할 수도 있고, 챔버부(10)의 내부에만 위치할 수도 있다. 이러한 지지 롤러(21)는 제1지지부재(23)에 의해 챔버부(10)의 측벽에 지지될 수 있다. 물론, 제1지지부재(23)와 지지 롤러(21) 간의 연결구조는 다양할 수 있다. 한편, 지지 롤러(21)를 통과한 전극 부재(B)는 소정의 회수 롤러(미도시)에 권취되어 롤 형태로 회수될 수 있다.
사행방지 롤러(22)는 복수개 구비되어 폭 방향(Z)으로 상호 이격될 수 있다. 예컨대 두 개의 사행방지 롤러(22)가 전극 기재(B)의 양측에 상호 이격될 수 있다. 사행방지 롤러(22)는 상하 방향(Y)으로 연장될 수 있고, 챔버부(10)의 측벽의 입구 개구 측에서 소정 높이로 배치될 수 있다. 사행방지 롤러(22)는 외주면을 이용하여 전극 기재(B)의 에지와 접촉하여 전극 기재(B)의 사행을 방지할 수 있다. 이때, 사행방지 롤러(22)가 전극 기재(B)의 에지와 접촉하기 때문에 전극 기재(B)의 상면에 도포된 슬러리(B1)를 상방으로 노출시켜, 슬러리(B1)에 잔류할 수도 있는 잔류 수분을 상방으로 원활하게 배출시킬 수 있고, 슬러리(B1)와 사행방지 롤러(22)가 접촉되는 것을 방지하여, 슬러리(B1)의 오염을 방지할 수 있다. 사행방지 롤러(22)는 제2지지부재(24)에 의해 챔버부(10)의 측벽에 각각 지지될 수 있다. 물론, 사행방지 롤러(22)와 제2지지부재(24) 간의 연결구조는 다양할 수 있다. 전극 부재(B)는 입구 개구를 통과하여 챔버부(10)의 내부로 진입할 수 있고, 사행방지 롤러(22)와 접촉하여 사행이 방지될 수 있고, 조명부(30)와 광 검출부(40)를 지나고, 챔버부(10)의 출구 개구를 통과하여 지지 롤러(21)에 지지될 수 있다.
조명부(30)는 복수개 구비되어 전극 기재(B)의 길이 방향(X)으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 조명부(30)는 복수개의 사행방지 롤러(22) 및 지지 롤러(21) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 복수개의 조명부(30)는 광 검출부(40)보다 선행하여 위치하는 선행 조명부와 광 검출부(40)보다 후행하여 위치하는 후행 조명부를 포함할 수 있다. 선행 조명부 및 후행 조명부는 검사광(R1)의 조사 영역(L)이 서로 중첩되도록 광 검출부(40)를 향하는 방향으로 하향 경사지게 배치될 수 있다. 이때, 조사 영역(L)의 폭 방향(Z)의 너비는 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 너비보다 크거나 같을 수 있다. 이에 복수개의 조명부(30)는 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)에 동시에 검사광(R1)을 조사할 수 있다.
이처럼 전극 기재(B)의 길이 방향(X)으로 상호 이격된 복수 위치에 복수개의 조명부(30)를 각각 배치함으로써, 전극 기재(B)에 도포된 슬러리(B1)의 표면 형상에 의하여 음영이 생성되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있고, 음영에 의해 반사광이 영향을 받는 것을 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있다. 따라서, 슬러리(B1)의 표면 형상에 의한 노이즈를 줄여줄 수 있다.
한편, 복수개의 조명부(30)는 전극 기재(B)의 길이 방향(X)으로 상호 이격된 복수 위치 각각에서 복수개씩 구비되어 폭 방향으로도 상호 이격될 수 있다. 이때, 폭 방향으로 가장자리에 위치하는 조명부(30)의 경사와 나머지 조명부(30)의 경사를 다르게 하여, 슬러리(B1)의 표면 형상에 의하여 음영이 생성되는 것을 더욱 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있다.
조명부(30)는 복수의 파장의 광을 검사광(R1)으로 생성할 수 있다. 이때, 복수의 파장의 광은 연속된 파장의 광일 수 있다. 즉, 조명부(30)는 소정 파장 범위의 광을 검사광(R1)으로 생성할 수 있다. 이때, 소정 파장 범위는 슬러리(B1)의 수분 함량에 따라 반사도가 달라지는 것을 만족하는 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다.
조명부(30)는 생성한 검사광(R1)을 선광 및 면광 중 어느 하나의 형태로 하여 전극 기재(B)에 조사할 수 있다. 이에, 조명부(30)는 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)으로의 전극 기재(B)의 전체 면에 동일한 검사광(R1)을 동시에 조사할 수 있다.
각각의 조명부(30)는, 전극 기재(B)의 상측에서 전극 기재(B)를 향하여 경사지게 배치되는 램프(31), 폭 방향(Z)으로 연장되고, 램프(31)가 지지되는 수평지지부재(32), 및 수평지지부재(32)의 양 단부를 지지하는 복수의 수직지지부재(33)를 포함할 수 있다. 이때, 램프(31)를 지지하기 위한 수평지지부재(32)와 수직지지부재(33)의 구조는 다양할 수 있다. 램프(31)는 반사유닛(미도시)에 수용될 수 있고, 반사유닛에 의해 전극 기재(B)측으로 광을 집중시킬 수 있다.
한편, 조명부(30)는 복수개의 램프(31)를 구비할 수도 있는데, 이러한 경우에도 복수개의 램프(31)로부터 조사되는 검사광(R1)의 전체 조사 영역의 폭 방향(Z)의 너비가 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 너비보다 크거나 같을 수 있다.
광 검출부(40)는 지지 롤러(21)와 복수개의 사행방지 롤러(22)의 사이에 위치할 수 있다. 더욱 상세하게는 광 검출부(40)는 복수개의 조명부(30) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 광 검출부(40)는 반사광(R2)의 촬영 영역(P)이 조사 영역(L)과 중첩되도록 조사 영역(L)의 상측에서 조사 영역(L)을 향하는 방향으로 하향 배치될 수 있다. 여기서, 촬영 영역(P)의 폭 방향의 너비는 전극 기재(B)의 폭 방향의 너비보다 크거나 같을 수 있다. 이에, 광 검출부(40)는 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)을 한번에 촬영할 수 있다.
광 검출부(40)는, 시야범위 내에 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)이 위치하도록 전극 기재(B)로부터 상측으로 이격되어 배치되는 렌즈 유닛(41), 렌즈 유닛(41)을 통과한 반사광(R2)이 결상되는 위치에 배치되며, 렌즈 유닛(41)을 통과한 반사광(R2)을 분광시키는 분광 유닛(42) 및 분광 유닛(42)에서 분광된 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록 분광 유닛(420)을 향하여 배치되는 검출 유닛(43)을 포함할 수 있다.
렌즈 유닛(41)은 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)으로부터 반사되는 반사광(R2)을 집광하여 상방으로 평행하게 진행시킬 수 있고, 분광 유닛(42)의 위치에 반사광(R2)의 초점을 형성할 수 있다. 렌즈 유닛(41)이 초점을 형성함으로써, 전극 기재(B)의 폭 방향으로의 복수 위치에서 반사되는 반사광들이 서로 영향을 주는것을 억제 혹은 방지함으로써, 분광 유닛(42)에서 더욱 선명한 파장별 반사광를 형성할 수 있다.
이때, 렌즈 유닛(41)과 전극 기재(B)의 사이에 셔터(미도시)가 더 구비될 수 있다. 예컨대 셔터에 형성되어 있는 슬릿에 의하여 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)으로부터 반사되는 반사광(R2)이 라인 형태로 정형되어 렌즈 유닛(41)에 입사될 수 있다. 물론, 렌즈 유닛(41)은 셔터에 형성된 슬릿을 거치지 않은 면광 형태의 반사광(R2)을 입사받아서, 이를 라인 형태의 광으로 정형한 후 상방으로 진행시킬 수도 있다.
분광 유닛(42)은 예컨대 회절격자를 구비할 수 있고, 렌즈 유닛(41)으로부터 출력되는 라인 형태의 광을 분광하여 검출 유닛(43)으로 진행시킬 수 있다. 검출 유닛(43)은 예컨대 분광 카메라를 포함할 수 있고, 분광 유닛(42)으로부터 출력되는 스펙트럼 형태의 파장별 반사광를 초점면의 복수 위치에 각각 결상시켜 초점면의 픽셀별로 입사된 각각의 파장별 반사광의 세기 값을 검출할 수 있다.
이때, 반사광(R2)이 반사된 위치의 슬러리(B1)에 함유된 수분 함량에 따라, 반사광(R2)이 반사된 위치와 대응하는 초점면의 픽셀 위치로 입사되는 파장별 반사광의 세기 값이 다를 수 있다. 또한, 이러한 세기 값은 파장별 반사광의 파장에 따라서도 서로 다를 수 있다.
한편, 검출 유닛(43)은 전극 기재(B)의 에지 영역(We)에서 반사되는 반사광에 의한 파장별 반사광를 차단할 수 있고, 에지 영역(We)을 제외한 전극 기재(B)의 나머지 영역(Wc)내의 슬러리(B1)로부터 반사되는 반사광에 의한 파장별 반사광를 검사부(50)로 송신할 수 있도록 하는 소정의 필터를 더 구비할 수 있다.
광 검출부(40)는 검출 유닛(43)을 지지하는 제1브라켓(44), 제1브라켓(44)을 챔버부(10)에 지지시키는 제2브라켓(미도시)를 더 포함할 수 있다. 분광 유닛(42) 및 렌즈 유닛(41)은 검출 유닛(43)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 제1브라켓(44), 제2브라켓의 구조는 다양할 수 있다.
검사부(50)는 광 검출부(40)와 연결될 수 있다. 검사부(50)는 광 검출부(40)로부터 실시간으로 검출되는 파장별 반사광의 세기를 이용하여, 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)에 대한 슬러리(B1)의 건조 상태를 실시간으로 검사할 수 있다.
여기서, 검사부(50)가 소정 파장 범위를 가지는 반사광으로부터 각각의 파장별로 분광된 복수개의 파장별 반사광를 모두 사용하여 슬러리(B1)의 건조 상태를 검사하는 이유는 아래와 같다.
우선, 수분의 함량과 가장 관계가 깊은 하나의 파장을 선택하기가 어렵다. 즉, 슬러리(B1) 중의 수분이 증감할 때 슬러리(B1)로부터 반사되는 반사광의 세기 변화가 가장 큰 하나의 파장을 선택하기 어렵다.
구체적으로, 슬러리(B1)에는 물 외에도 많은 성분이 함유되어 있는데, 이들 성분이 수분의 함량 변화에 의한 반사광의 세기 변화에 영향을 줄 수 있다. 이때, 이들 성분을 각각 다 통제하기가 매우 어렵기 때문에, 수분과 관련성이 가장 큰 하나의 파장을 고르기가 매우 어렵다. 즉, 수분에 가장 민감한 파장의 광을 선택하기가 어렵다. 따라서, 검사부(50)에서 사용하는 반사광의 파장을 하나의 파장이 아니라 소정 파장 범위로 함으로써, 수분 외에 슬러리(B1)에 포함되는 성분들을 고려하지 않아도, 수분의 변화에 따른 슬러리(B1)로부터 반사되는 반사광의 세기 변화를 정확하게 알 수 있다. 즉, 정보량을 늘림으로써, 수분 외의 성분에 의해 반사광의 세기가 유의미하게 변화하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
검사부(50)는, 광 검출부(40)에 의해 검출되는 파장별 반사광의 세기를 파장별 무차원수로 변환하는 계산기(51), 파장별 무차원수로부터 파장에 따른 무차원수 패턴으로 생성하고, 파장에 따른 무차원수 패턴과, 미리 입력된 수분 함량별 파장에 따른 기준 무차원수 패턴을 대비하고, 대비 결과로부터 반사광이 반사된 부분의 수분 함량을 예측하는 비교기(52) 및 비교기(52)에서 예측한 수분 함량의 예측값을 출력하는 출력기를 포함할 수 있다.
이때, 계산기(51)는 관계식 1을 이용하여 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환할 수 있다.
[관계식 1]
여기서, Reflectance는 반사도고, I는 광 검출부가 검출한 파장별 반사광의 세기이고, Idark는 광을 소정량 이상으로 흡수하는 광 흡수면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기이며, Iwhite는 광을 소정량 미만으로 흡수하는 광 반사면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기이다.
광 흡수면은 검사광에 포함되는 파장 범위 중 소정 파장 범위의 광을 흡수할 수 있거나, 검사광에 포함되는 대부분의 파장의 광을 흡수할 수 있는 소정의 면으로서, 소정의 셔터를 포함할 수 있다. 예컨대 광 검출부의 전방에 셔터를 배치하여, 광 검출부로 입사되는 광의 파장 전부를 차단하고, 이 때, 광 검출부의 초점면에서 검출되는 신호를 이용하여 Idark의 값을 생성할 수 있다. 물론, 흑체 보다는 흡수하는 광량이 작지만 어느 정도의 광에 대해서는 흡수가 가능한 면을 마련하고, 이에 검사광을 조사하고, 반사광을 분광 및 검출하여 파장별로 광의 세기를 구하여, Idark의 값으로 생성할 수도 있다.
광 반사면은 광 흡수면과 반대되는 면으로, 검사광에 포함되는 대부분의 파장의 광을 반사할 수 있는 소정의 면이다. 즉, 완전반사는 아니더라도 검사광에 포함되는 파장 범위 중 일정 수준 이상의 범위의 광을 반사시키는 것이 가능한 면일 수 있다. 광 반사면은 검사광에 포함되는 파장 범위 중 소정 파장 범위의 광을 반사시킬 수 있는 물질 예컨대 테프론, 세라믹 및 웨이퍼 등을 플레이트 형상으로 제조하여 광 반사면을 마련할 수 있다. 이러한 광 반사면에 검사광을 조사하고, 반사광을 분광 및 검출하여 파장별로 광의 세기를 구하여 Iwhite의 값으로 생성할 수 있다.
또한, 계산부(51)는 광 검출부(40)가 검출한 파장별 반사광의 세기를 관계식 1의 I 항에 대입함으로써, 서로 파장이 다른 복수의 파장별 반사광에 대한 반사도 데이터를 구할 수 있다. 이때, 각 파장별 반사광에 대한 반사도 데이터는 검출 유닛(53)의 픽셀별로 각각 구할 수 있다. 즉, 전극 기재(B)의 폭 방향의 복수 위치에 대한 복수의 파장별 반사광 각각의 반사도 데이터를 구할 수 있다.
광 검출부가 검출한 파장별 반사광의 세기를 직접 사용하지 않고, 반사도로 무차원화하여 사용하는 것은, 수분 변화를 모니터링할 때, 슬러리(B1)로부터 반사되는 반사광의 실제 세기가 중요한 것이 아니고, 소정의 정해진 기준에 대한 반사광의 세기의 상대적인 크기가 중요하기 때문이다. 또한, 반사도를 사용함으로써, 후술하는 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 구하기 위해 생성하는 검사광의 광의 세기와, 슬러리(B1)를 모니터링하는 중에 생성되는 검사광의 광의 세기가 다르더라도 이들을 대비하여 수분 함량을 예측할 수가 있다. 즉, 슬러리(B1)의 수분 함량별로 하나의 반사도 모델을 만들어 놓으면, 검사광의 세기가 다르더라도 무차원수인 반사도를 이용하여 정확하게 수분 ?량을 예측할 수 있다.
따라서, 비교기(52)가 반사도 데이터를 미리 입력된 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 대비하고, 대비 결과로부터 반사광이 반사된 부분의 수분 함량을 정확하게 예측할 수 있다.
즉, 비교기(52)에는 수분 함량별 파장에 따른 무차원수 기준 패턴으로서, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴이 입력될 수 있다.
또한, 비교기(52)는 계산된 상기 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하고, 파장에 따른 반사도 패턴과, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 대비하고, 파장에 따른 반사도 패턴과 모양이 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하고, 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭되는 수분 함량을 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측할 수 있다.
여기서, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴은 수분 함량별로 광의 파장에 따른 기준 반사도의 패턴일 수 있다. 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴은 룩업 테이블의 형태로 마련될 수 있다. 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 기준 반사도 패턴 모델이라고 지칭할 수도 있다. 즉, 수분 함량별로 광의 파장들과 반사도를 매칭시켜, 수분 함량별로 기준 패턴으로 마련할 수 있다.
비교기(52)에서 예측되는 수분 함량은 범위 값으로 주어질 수 있다. 즉, 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)으로 검사광을 조사하고 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 검출하는 매 시점마다, 복수개의 반사도 값을 구할 수 있고, 복수개의 반사도 값을 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 대비할 수 있다. 그리고 대비 결과로부터 복수개의 반사도 값 각각에 대응하는 수분 함량을 각각 추출할 수 있고, 이들 수분 함량의 최대값과 최소값을 범위로 하여, 매 시점마다 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)의 수분 함량의 범위를 예측할 수 있다.
이에 실시간으로 광 검출부(40)의 하측을 통과하는 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역(W)에 대한 수분 함량의 범위를 신속하고 정확하게 예측할 수 있다.
이때, 비교기(52)가 수분 함량을 범위로 예측한다는 것은 수분 함량을 부정확하게 예측한다는 것을 의미하는 것이 아니고, 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 면에서의 복수의 위치별로 수분 함량을 각각 정확히 예측하고, 그 예측 값을 출력하는 것을 범위로 하여 한번에 출력하는 것을 의미한다.
예컨대 출력되는 수분 함량의 범위가 0.01% 내지 0.3%이면, 전극 기재(B)의 폭 방향으로의 복수 위치 중 일 위치에서 수분 함량이 0.01%일 수 있고, 전극 기재(B)의 폭 방향으로의 복수 위치 중 타 위치에서 수분 함량이 0.3%일 수 있다. 여기서, 일 위치와 타 위치는 폭 방향으로 일직선상에 위치할 수 있다.
이러한 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 구하는 방식은 이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 방법을 설명하면서 상세하게 설명하기로 한다.
출력기(53)는 광 검출부(4)에서 예측한 수분 함량의 범위를 출력하여 사용자에게 다양한 방식으로 알려줄 수 있다. 또한, 출력기(53)는 비교기(52)에서 예측한 수분 함량의 범위를 마킹부(60)부로 출력해줄 수 있다.
마킹부(60)는 검사부(50)에서 출력되는 슬러리(B1) 수분 함량이 소정의 기준 함량보다 높으면, 해당 반사광이 반사된 부분을 건조 불량으로 판단하고, 전극 기재(B)의 해당하는 위치의 에지에 마크(M)를 형성하는 역할을 한다.
마크(M)는 스티커, 라벨, 레이저 광 및 잉크 등을 이용하여 전극 기재(B)의 에지에 소정 형상으로 형성할 수 있다. 마킹부(60)는 전극 기재(B)의 에지로 잉크를 토출할 수 있거나, 레이저 광을 조사할 수 있거나, 전극 기재(B)의 에지에 스티커 및 라벨 등을 부착할 수 있도록 형성되는 소정의 마커(61)와, 마커(61)를 챔버부(10)에 지지시키는 지지대(62)를 포함할 수 있다.
상기에서 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나 본 발명은 이하의 변형 예들을 포함하여 다양하게 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 변형 예들에 따른 전극 모니터링 장치는 본 발명의 실시 예에 따른 상술한 전극 모니터링 장치와 대부분의 구성이 유사할 수 있다.
따라서, 아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 장치와 구별되는 구성을 중심으로 본 발명의 변형 예들에 따른 전극 모니터링 장치를 설명하고, 구성이 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
본 발명의 실시 예의 제1변형 예에서는 광 검출부의 개수 및 배치가 실시 예와 다를 수 있다. 즉, 본 발명의 제1병형 예에 따른 전극 모니터링 장치는 광 검출부(40)를 복수개 구비할 수 있다.
이때, 복수개의 광 검출부(40)는 복수개의 조명부(30) 사이에서 폭 방향(Z)으로 상호 이격될 수 있다. 또한, 복수개의 광 검출부(40) 각각의 반사광의 촬영 영역은 조명부(30)로부터 조사되는 검사광의 조사 영역(L)을 따라 폭 방향(Z)으로 나열되며 서로 연결될 수 있다. 즉, 광 검출부(40)의 시야각이 전극 기재(B)의 폭 방향의 너비보다 작을 경우, 광 검출부(40)를 복수개 마련하여 폭 방향으로 나열시킴으로써, 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역을 커버할 수 있다.
본 발명의 제2변형 예에서는 전극 모니터링 장치가 이송부(20)의 상측에 배치되는 열 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
열 공급부는 마크(M)가 형성된 위치에서 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)에 열을 공급하여 슬러리(B1)를 건조시키도록 형성될 수 있다. 이때, 열은 광, 레이저, 고온 기체의 형태 등 다양한 형태로 공급될 수 있다. 열 공급부에 의하여 슬러리(B1) 내의 잔류 수분이 원하는 함량까지 제거될 수 있다.
본 발명의 제3변형 예에서는 전극 모니터링 장치가 이송부(20)의 상측에 배치되는 간기재 삽입부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
간지재 삽입부는 지지 롤러(21)를 통과한 전극 기재(B)의 권취 시에 수분 함량이 높은 부분으로부터 다른 부분으로 수분이 전파되는 것을 방지하도록, 마크(M)가 형성된 위치에서 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)에 간지재(미도시)를 삽입하도록 형성될 수 있다. 간지재는 슬러리를 화학적으로 오염시키지 않으면서 슬러리를 물리적으로 손상시키지 않을 수 있는 소정의 재질로 형성될 수 있고, 전극 기재(B)보다 얇은 두께의 시트 형태로 마련될 수 있다. 간지재는 하면과 상면의 수분 흡수율이 다를 수 있다.
간지재는 간지재 삽입부의 내부에 저장되었다가, 간지재 삽입부의 투입구를 통하여 하방으로 낙하하여 전극 기재(B)의 슬러리상에 안착될수 있다. 간기재는 전극 기재(B)의 권취 시에 함께 권취되어 수분 함량이 불량한 부분의 수분이 다른 부분을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 모니터링 방법은, 표면에 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 공급받는 과정과, 전극 기재(B)의 표면에 검사광을 조사하는 과정과, 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 전극 기재(B)의 표면으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정과, 파장별 반사광의 세기를 이용하여 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정을 포함한다.
이때, 전극 기재(B)의 표면에 대하여 경사지게 검사광을 조사하는 과정은, 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)으로 검사광(R1)을 조사하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정은, 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)으로부터 반사되는 반사광(R2)을 수신하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 파장별 반사광의 세기를 이용하여 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정은, 전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)에 대한 슬러리(B1)의 건조 상태를 검사하는 과정을 포함할 수 있다.
우선, 표면에 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 공급받는다.
즉, 슬러리(B1)가 도포된 전극 기재(B)를 건조함으로써 전극을 제조하는 전극 건조 설비(미도시)를 롤투롤 방식으로 통과하는 전극 기재(B)를 인라인상에서 공급받을 수 있다. 이때, 전극 기재(B)는 챔버부(10)의 입구 개구를 통과하여 사행방지 롤러(22)와 접촉할 수 있고, 사행이 방지된 상태에서 챔버부(10)의 출구 개구를 통과하여 지지 롤러(21)에 지지될 수 있다. 이하의 과정을 연속하여 반복 수행하는 동안, 전극 기재(B)는 챔버부(10)의 입구 개구로부터 출구 개구를 향하는 방향으로 연속하여 이송될 수 있다.
전극 기재(B)의 폭 방향(Z)의 전체 영역(W)으로 검사광을 조사한다(S200).
즉, 전극 기재(B)가 사행방지 롤러(22)로부터 지지 롤러(21)를 향하는 방향으로 광 검출부(40)의 하측을 연속하여 지나가는 동안, 전극 기재(B)의 길이 방향으로 상호 이격된 복수 위치에서 각각의 조명부(30)를 이용하여 복수의 파장을 포함하는 검사광을 각각 생성하고, 각각의 조명부(30)에서 생성된 각각의 검사광을 전극 기재(B)를 향하도록 하향 경사지게 조사하여 광 검출부(40)의 렌즈 유닛(41)의 직하에서 검사광을 중첩시킬 수 있다.
또한, 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광(R2)을 분광하여 파장별 반사광를 검출한다(S300).
이 과정은 광 검출부(40)에서 수행될 수 있다. 광 검출부(40)는 렌즈 유닛(41)을 이용하여, 복수의 검사광이 중첩되는 영역의 상측에서, 전극 기재(B)로부터 상방으로 반사되는 검사광을 소정 위치 예컨대 분광 유닛(42)이 배치된 위치에 결상시킬 수 있다. 또한, 광 검출부(40)는 분광 유닛(42)에 결상된 검사광을 분광하여 광의 파장별로 파장별 반사광를 생성하고, 생성된 복수개의 파장별 반사광의 세기를 검출 유닛(43)에서 검출할 수 있다.
또한, 파장별 반사광를 이용하여 전극 기재(B)의 폭 방향의 전체 영역에 대한 슬러리(B1)의 건조 상태를 실시간으로 검사한다(S400).
즉, 계산기(51)에서, 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환할 수 있다. 또한, 비교기(52)에서, 변환된 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하고, 미리 설정된 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴 중에서 파장에 따른 반사도 패턴과 모양일 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하여 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭된 수분 함량을 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측할 수 있다. 또한, 출력기(53)에서 예측된 수분 함량을 출력할 수 있다.
계산기(51)는 광 검출부(40)로부터 파장별 반사광의 세기를 입력받아 관계식 1을 이용하여 파장별 반사도를 생성할 수 있다.
[관계식 1]
여기서, Reflectance는 반사도이고, I는 광 검출부가 검출한 파장별 반사광의 세기이고, Idark는 광을 소정량 이상으로 흡수하는 광 흡수면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기이고, Iwhite는 광을 소정량 미만으로 흡수하는 광 반사면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기일 수 있다.
이에, 계산부(51)는 광 검출부(40)에서 획득되는 파장별 반사광의 세기를 관계식1에 대입함으로써, 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환시킬 수 있다.
수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴은 서로 다른 다양한 수분 함량을 가진 슬러리가 도포되어 있는 전극 기재의 샘플을 복수개 준비하고, 복수개의 샘플에 검사광을 조사하고, 이로부터 반사되는 반사광을 분광 및 검출하여 분광된 반사광의 파장별로 반사도를 모두 계산한 후, 패턴을 생성하고, 생성한 패턴을 해당 샘플의 수분 함량과 매칭시킴으로써, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 생성할 수 있다.
이러한 방식으로 마련된 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 비교기(52)에 미리 입력하고, 비교기(52)에서 생성한 파장별 반사도 패턴을 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 대비하여 생성된 파장별 반사도 패턴과 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택할 수 있다. 또한, 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭되는 수분 함량을 추출하여 추출된 수분 함량을 전극 기재(B)의 반사광(R2)이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측할 수 있다. 또한, 비교기(52)에서 예측한 수분 함량을 출력기(53)를 이용하여 출력할 수 있다.
한편, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴은 각각의 수분 함량 별로 가로 축을 광의 파장으로 하고 세로 축을 반사도 값으로 하는 2차원 그래프의 형태로 주어질 수 있고, 비교기(52)는 계산기(51)로부터 계산된 반사도 데이터와 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 대비할 때, 전극 기재(B)의 폭 방향의 복수 위치별로 반사되는 반사광 각각의 파장별 반사광를 2차원의 스펙트럼 형태로 하여 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴의 2차원 그래프와 간편하게 대비함으로써, 더욱 신속하게 수분 함량을 예측할 수 있다.
또한, 슬러리(B1)의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정 이후에, 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정에서 출력된 수분 함량이 미리 설정된 기준 함량보다 높으면 해당 위치의 슬러리의 수분 함량을 비정상 상태로 판단할 수 있다. 이때, 예측되는 수분 함량의 값들 중 하나라도 기준 함량보다 높으면 전극 기재(B)의 해당하는 폭 방향의 전체 영역을 건조 불량으로 판단한다.
이에, 전극 기재(B)의 해당하는 위치의 폭 방향의 에지에 소정의 마크(M)를 형성할 수 있다. 이때, 마크(M)가 전극 기재(B)의 폭 방향의 에지에 형성됨에 의해 슬러리(B1)를 오염시키지 않을 수 있다.
상술한 과정들을 반복하면서, 롤루롤 방식으로 공급되는 전극 기재(B)의 길이 방향(X)으로의 전체 면에 대한 수분 함량의 모니터링을 실시간으로 수행하고, 수분 함량이 불량으로 판단되는 위치마다 마크(M)를 형성하고, 해당 위치에 후속 조치를 수행할 수 있다.
여기서 후속 조치는 해당 위치에 열을 공급하여 추가적으로 건조시키는 과정 및 해당 위치에 간지재를 투입하여 이후의 전극 기재(B)의 권취 시 수분이 다른 부분을 오염시키는 것을 방지하는 과정, 선행 공정은 전극 건조 공정의 공정 조건을 변경시키는 과정 등을 포함하여 다양할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시 예에 따르면, 다양한 수분 함량을 가진 다수개의 샘플을 이용하여 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 생성할 수 있다. 또한, 롤투롤 방식으로 이송되는 전극 기재(B)에 검사광을 조사하고 반사광을 분광 및 검출하여 파장별 반사광 예컨대 반사광의 스펙트럼을 생성하고, 파장별 반사광로부터 계산되는 반사도 값을 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴에 적용하여 실시간으로 전극 기재(B)의 수분 함량을 정확하게 모니터링할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 챔버부
20: 이송부
30: 조명부
40: 광 검출부
41: 렌즈 유닛
42: 분광 유닛
43: 검출 유닛
50: 검사부
51: 계산기
52: 비교기
20: 이송부
30: 조명부
40: 광 검출부
41: 렌즈 유닛
42: 분광 유닛
43: 검출 유닛
50: 검사부
51: 계산기
52: 비교기
Claims (23)
- 슬러리가 도포된 전극 기재를 이송할 수 있도록 설치되는 이송부;
상기 전극 기재의 표면에 검사광을 조사할 수 있도록 상기 이송부의 상측에 배치되는 조명부;
상기 전극 기재의 표면에서 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록, 상기 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 이송부의 상측에 배치되는 광 검출부; 및
상기 파장별 반사광의 세기를 이용하여 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 검사부;를 포함하고,
상기 조명부는,
동일한 조사 영역으로 동시에 검사광을 조사하기 위해 검사광의 조사 영역이 서로 중첩될 수 있도록, 상기 광 검출부로부터 선행하는 위치 및 후행하는 위치에 각기 배치되는 선행 조명부 및 후행 조명부;를 포함하고,
상기 선행 조명부 및 후행 조명부는 상기 전극 기재의 길이 방향으로 상호 이격되고,
상기 광 검출부는 상기 선행 조명부 및 후행 조명부 사이에 배치되는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 이송부는 상기 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조함으로써 전극을 제조하는 전극 건조 설비와 인라인으로 연결되고,
상기 선행 조명부 및 후행 조명부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로 검사광을 조사하고,
상기 광 검출부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 검출하고,
상기 검사부는 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 대한 상기 슬러리의 건조 상태를 검사하는 전극 모니터링 장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 선행 조명부 및 후행 조명부는 검사광의 조사 영역이 서로 중첩되도록 각각으로부터 상기 광 검출부를 향하는 방향으로 하향 경사지게 배치되고,
상기 광 검출부는 반사광의 촬영 영역이 상기 조사 영역과 중첩되도록 상기 조사 영역의 상측에서 상기 조사 영역을 향하는 방향으로 하향 배치되는 전극 모니터링 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 조사 영역의 폭 방향의 너비 및 상기 촬영 영역의 폭 방향의 너비는 상기 전극 기재의 폭 방향의 너비보다 크거나 같은 전극 모니터링 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 광 검출부는 복수개 구비되어 상기 선행 조명부 및 후행 조명부 사이에서 폭 방향으로 상호 이격되고,
상기 조사 영역의 폭 방향의 너비는 상기 전극 기재의 폭 방향의 너비보다 크거나 같고,
상기 복수개의 광 검출부 각각의 반사광의 촬영 영역은 상기 조사 영역을 따라 폭 방향으로 나열되며 서로 연결되는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 전극 기재의 하측에 폭 방향으로 배치되어 상기 전극 기재의 하면을 지지하는 지지 롤러; 및
상기 전극 기재가 이송되는 방향으로 상기 지지 롤러보다 선행하는 위치에서 폭 방향으로 상호 이격되고 상기 전극 기재의 양측 에지에 각각 접촉되는 사행방지 롤러;를 포함하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 선행 조명부 및 후행 조명부와 상기 광 검출부는 상기 지지 롤러와 상기 복수개의 사행방지 롤러의 사이에 위치하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 선행 조명부 및 후행 조명부는, 복수의 파장의 광을 상기 검사광으로 생성하여 선광 및 면광 중 어느 하나의 형태로 상기 전극 기재에 조사하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 광 검출부는,
시야범위 내에 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역이 위치하도록 상기 전극 기재로부터 상측으로 이격되어 배치되는 렌즈 유닛;
상기 렌즈 유닛을 통과한 반사광이 결상되는 위치에 배치되며, 상기 렌즈 유닛을 통과한 반사광을 분광시키는 분광 유닛; 및
상기 분광 유닛에서 분광된 파장별 반사광의 세기를 검출할 수 있도록 상기 분광 유닛을 향하여 배치되는 검출 유닛;을 포함하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 검사부는,
상기 광 검출부에서 검출된 파장별 반사광의 세기를 파장별 무차원수로 변환하는 계산기;
상기 파장별 무차원수로부터 파장에 따른 무차원수 패턴으로 생성하고, 상기 파장에 따른 무차원수 패턴과, 미리 입력된 수분 함량별 파장에 따른 기준 무차원수 패턴을 대비하고, 대비 결과로부터 반사광이 반사된 부분의 수분 함량을 예측하는 비교기; 및
상기 비교기에서 예측한 수분 함량의 예측값을 출력하는 출력기;를 포함하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 계산기는 관계식 1을 이용하여 상기 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환하는 전극 모니터링 장치.
[관계식 1]
(Reflectance는 반사도, I는 광 검출부가 검출한 파장별 반사광의 세기, Idark는 광을 소정량 이상으로 흡수하는 광 흡수면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기, Iwhite는 광을 소정량 미만으로 흡수하는 광 반사면으로부터 반사된 파장별 반사광의 세기) - 청구항 12에 있어서,
상기 비교기에는 수분 함량별 파장에 따른 무차원수 기준 패턴으로서, 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴이 입력되고,
상기 비교기는 계산된 상기 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하고, 상기 파장에 따른 반사도 패턴과, 상기 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 대비하고, 상기 파장에 따른 반사도 패턴과 모양이 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하고, 선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭되는 수분 함량을 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 검사부의 검사 결과에 따라 상기 전극 기재의 해당 위치에 선택적으로 마크를 형성할 수 있도록 상기 전극 기재가 이송되는 방향으로 상기 광 검출부보다 후행하여 상기 이송부의 상측에 배치되는 마킹부;를 포함하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 전극 기재는 양측 에지의 표면이 상방으로 노출되고,
상기 전극 기재의 양측 에지 사이의 표면에 상기 슬러리가 도포되며,
상기 마킹부는 상기 검사부에서 출력되는 상기 슬러리 수분 함량이 기준 함량보다 높으면 건조 불량으로 판단하고, 상기 전극 기재의 해당하는 위치의 에지에 상기 마크를 형성하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 마크가 형성된 위치에서 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 열을 공급하여 슬러리를 건조시키도록 상기 이송부의 상측에 배치되는 열 공급부;를 더 포함하는 전극 모니터링 장치. - 청구항 14에 있어서,
상기 전극 기재의 권취 시에 다른 부분으로 수분이 전파되는 것을 방지하도록 상기 마크가 형성된 위치에서 상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 간지재를 삽입하는 간지재 삽입부;를 더 포함하는 전극 모니터링 장치. - 표면에 슬러리가 도포된 전극 기재를 공급받는 과정;
상기 전극 기재의 표면에 검사광을 조사하는 과정;
상기 검사광이 조사되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 전극 기재의 표면으로부터 반사되는 반사광을 분광하여 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정; 및
상기 파장별 반사광의 세기를 이용하여 상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정;을 포함하고,
상기 검사광을 조사하는 과정은,
검사광을 조사할 상기 전극 기재 상의 조사 영역으로부터 선행하는 위치 및 후행하는 위치에서 검사광을 각각 생성하는 과정; 및
생성된 각각의 검사광을 상기 전극 기재 상의 동일한 상기 조사 영역으로 동시에 조사하여 중첩시키는 과정;을 포함하고,
상기 검사광을 각각 생성하는 과정은,
상기 전극 기재의 길이 방향으로 상호 이격된 상기 선행하는 위치 및 후행하는 위치에서 복수의 파장을 포함하는 검사광을 각각 생성하는 과정;을 포함하고,
상기 중첩시키는 과정은,
생성된 각각의 검사광을 상기 전극 기재를 향하도록 하향 경사지게 조사하는 과정;을 포함하는 전극 모니터링 방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 전극 기재를 공급받는 과정은,
상기 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조함으로써 전극을 제조하는 전극 건조 설비를 통과하는 전극 기재를 인라인상에서 공급받는 과정;을 포함하고,
상기 중첩시키는 과정은,
상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로 검사광을 조사하는 과정;을 포함하고,
상기 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정은,
상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역으로부터 반사되는 반사광을 수신하는 과정;을 포함하고,
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정은,
상기 전극 기재의 폭 방향의 전체 영역에 대한 상기 슬러리의 건조 상태를 검사하는 과정;을 포함하는 전극 모니터링 방법. - 삭제
- 청구항 18에 있어서,
상기 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 검출하는 과정은,
상기 복수의 검사광이 중첩되는 영역의 상측에서, 상기 전극 기재로부터 상방으로 반사되는 반사광을 소정 위치에 결상시키는 과정;
상기 소정 위치에 결상된 반사광을 분광하여 파장별 반사광를 생성하는 과정;
상기 파장별 반사광의 세기를 검출하는 과정;을 포함하는 전극 모니터링 방법. - 청구항 21에 있어서,
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정은,
상기 파장별 반사광의 세기를 파장별 반사도로 변환하는 과정;
변환된 파장별 반사도로부터 파장에 따른 반사도 패턴을 생성하는 과정;
미리 설정된 수분 함량별 파장에 따른 기준 반사도 패턴 중에서 상기 파장에 따른 반사도 패턴과 모양일 일치하는 파장에 따른 기준 반사도 패턴을 선택하는 과정;
선택한 파장에 따른 기준 반사도 패턴과 매칭된 수분 함량을 상기 반사광이 반사된 부분의 수분 함량으로 예측하는 과정;
예측된 수분 함량을 출력하는 과정;을 포함하는 전극 모니터링 방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정 이후에,
상기 슬러리의 건조 상태를 실시간으로 검사하는 과정에서 출력된 수분 함량이 미리 설정된 기준 함량보다 높으면 상기 전극 기재의 해당하는 위치의 폭 방향의 에지에 마크를 형성하는 과정;을 포함하는 전극 모니터링 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200188331A KR102563299B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 전극 모니터링 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200188331A KR102563299B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 전극 모니터링 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220097693A KR20220097693A (ko) | 2022-07-08 |
| KR102563299B1 true KR102563299B1 (ko) | 2023-08-04 |
Family
ID=82407479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200188331A KR102563299B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 전극 모니터링 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102563299B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101182956B1 (ko) * | 2004-09-22 | 2012-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 집전체의 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
| KR101427281B1 (ko) * | 2007-03-07 | 2014-08-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 기판 반송장치 및 기판처리방법 |
| KR101477870B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2014-12-30 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 전극 건조 방법, 전극 건조 제어 방법, 전극 건조 장치 및 전극 건조 제어 장치 |
| JP2019197650A (ja) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 電極層の検査方法及び電池の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08247940A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Honda Motor Co Ltd | 路面状態検知装置 |
| JP3423518B2 (ja) * | 1995-04-18 | 2003-07-07 | 株式会社リコー | 含水分検知装置・含水分測定方法および含水分測定装置 |
| KR102122804B1 (ko) * | 2016-12-21 | 2020-06-15 | 주식회사 엘지화학 | 전극의 건조 방법 |
| KR102265849B1 (ko) | 2017-08-21 | 2021-06-16 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지용 전극, 이의 제조 방법 및 전극 조립체 |
| KR20200140122A (ko) | 2019-06-05 | 2020-12-15 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 양극 활물질의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 양극 활물질 |
-
2020
- 2020-12-30 KR KR1020200188331A patent/KR102563299B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101182956B1 (ko) * | 2004-09-22 | 2012-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 집전체의 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
| KR101427281B1 (ko) * | 2007-03-07 | 2014-08-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 기판 반송장치 및 기판처리방법 |
| KR101477870B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2014-12-30 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 전극 건조 방법, 전극 건조 제어 방법, 전극 건조 장치 및 전극 건조 제어 장치 |
| JP2019197650A (ja) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 電極層の検査方法及び電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220097693A (ko) | 2022-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI500923B (zh) | 太陽電池的檢查裝置以及太陽電池的處理裝置 | |
| CN106030292B (zh) | 用于组合式明场、暗场及光热检验的设备及方法 | |
| JP4509840B2 (ja) | 漏洩検出装置 | |
| KR101493133B1 (ko) | 노광 상태 평가 방법 및 노광 상태 평가 장치 | |
| JP2012211926A (ja) | 検査装置、及び検査方法 | |
| KR102495449B1 (ko) | 다중 산란 신호에 기초한 매립된 파티클 깊이 비닝 | |
| JP2022533246A (ja) | ハイパースペクトルイメージングを使用する半導体プロセスの光学的診断 | |
| JP4663725B2 (ja) | 端部傷検査装置 | |
| IL267920B1 (en) | Testing and metrology using broadband infrared radiation | |
| JP2008153119A (ja) | 電池検査システム、及び電池検査方法 | |
| KR101776708B1 (ko) | 그래핀 기판 검사 장치 | |
| JP5541198B2 (ja) | 光照射装置 | |
| JP5831425B2 (ja) | 太陽電池セルの検査装置 | |
| KR102563299B1 (ko) | 전극 모니터링 장치 및 방법 | |
| US20100259748A1 (en) | Method for inspecting coating film defect in resin-coated film | |
| JP2000315712A (ja) | 半導体デバイスの生産方法 | |
| KR20110029011A (ko) | 파우치형 전지 내의 이물질 검출장치 | |
| JP4621524B2 (ja) | 分析装置 | |
| CN108604618B (zh) | 用于监视在太阳能模块中形成隔离槽的激光划片过程的方法和系统 | |
| KR100807218B1 (ko) | 웨이퍼 검사 장치 및 방법 | |
| KR20120121918A (ko) | 극단 자외광 광원 장치에 있어서의 조도 분포 검출 방법 및 집광 광학 수단의 위치 조정 방법 | |
| JP2006275794A5 (ko) | ||
| KR20070021832A (ko) | 웨이퍼 결함 검사 장치 및 방법 | |
| JP4663724B2 (ja) | 端部傷検査装置 | |
| JP2011141136A (ja) | 検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |