KR102596454B1 - 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량의 이차전지에 대한 실링부의 두께 검사가 정확하면서 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법에 관한 것으로, 본 이차전지의 실링부 검사 방법은 정위치부를 통해 이차전지를 정위치에 배치하는 이차전지 정위치 단계(S10)와, 상기 정위치부에서 위치정렬부로 이차전지를 이송하는 이차전지 이송 단계(S20)와, 상기 위치정렬부를 통해 이차전지의 위치를 정렬하는 이차전지 정렬 단계(S30)와, 상기 위치정렬부에 의해 정렬된 이차전지의 실링부의 두께를 측정하는 실링부 두께측정 단계(S40)와, 측정된 두께를 통해 불량여부를 판별하는 불량여부 판별 단계(S50)와, 상기 위치정렬부에 있는 이차전지의 정렬을 해제하는 이차전지 정렬해제 단계(S60)와, 상기 위치정렬부의 전방으로 이차전지를 배출시키는 이차전지 배출 단계(S70)를 포함한다.

Description

파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법{METHOD FOR INSPECTING SEALING PART OF POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지의 실링부 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대량의 이차전지에 대한 실링부의 두께 검사가 정확하면서 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법에 관한 것이다.

일반적으로 파우치형 이차전지는 알루미늄 라미네이트 시트를 포함하는 이종의 필름이 여러 겹으로 접합되어 이루어진 파우치에 양극과 음극 및 분리막을 포함하는 전지셀이 내장된 구조의 전지를 말한다.

이와 같은 파우치형 이차전지는 파우치와 상기 파우치의 전기적 연결을 위해 구비되는 전극탭을 포함한다. 상기 파우치는 개방되어진 상태에서 전해액이 주입되고, 상기 전극탭이 파우치의 내부에서 외측으로 돌출된 상태로 파우치가 밀폐되게 파우치의 외측 둘레를 열융착 등으로 실링하여 실링부가 형성된다.

이러한 파우치는 이차전지의 외부의 하드웨어 부품들과 직접적으로 접촉하기 때문에 기계적인 강도, 절연성 및 내열성이 요구되면서 동시에 전해액의 누설을 방지하기 위해 방수성 및 열압착성이 요구된다.

이차전지의 생산 공정 중에 전지셀을 알루미늄 파우치로 열융착하여 밀봉하는 공정에서 파우치의 필름 박리, 파단, 크랙 및 전해질 누수 등의 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제는 추후 이차전지의 사용중에 가스가 차거나 화재, 폭발 등을 일으키는 주요한 원인이 되고 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해 파우치의 실링부에 대한 두께 검사를 통해 실링이 불량한 곳을 찾아내는 작업이 수행되어야 한다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 파우치의 실링부의 두께를 검사하는 방법은 이차전지 생산라인에서 작업자가 검사도구를 가지고 실링부의 두께를 직접 수작업으로 검사하는 방법이 이용되고 있는데, 이러한 수작업에 의한 두께 측정 및 검사는 대량의 이차전지에 대한 전수 검사가 불가능하면서 동시에 검사의 정확도가 현저히 낮은 문제점이 있었다.

등록특허 제2039526호 "파우치형 이차전지의 밀봉성 검사 장치 및 검사 방법"(2019.10.28.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 대량의 이차전지에 대한 실링부의 두께 검사가 정확하면서 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법"은, 이차전지를 유자형의 틀로 이루어진 정위치부에 삽입하여 정해진 위치에 배치시키는 이차전지 정위치 단계와; 상기 정위치부에 배치된 이차전지를 잡아서 일측으로 이송하여 위치정렬부의 상면에 배치하는 이차전지 이송 단계와; 상기 위치정렬부의 상면에 배치된 이차전지의 일측면을 기준으로 전후 방향과 좌우 방향으로 동시에 밀어서 정렬시키는 이차전지 정렬 단계와; 이차전지의 실링부의 상면에 밀착되도록 측정프로브를 상부에서 하부로 이동시켜 이차전지의 실링부의 두께를 측정하는 실링부 두께측정 단계와; 상기 측정프로브에 의해 측정된 이차전지의 실링부의 두께와 미리 설정된 기준 두께를 비교하여 불량 여부를 판별하는 불량여부 판별 단계와; 상기 위치정렬부를 원위치로 이동시켜 이차전지의 정렬을 해제하는 이차전지 정렬해제 단계와; 정렬이 해제된 이차전지를 상기 위치정렬부에서 전방으로 배출시키는 이차전지 배출 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법"의 상기 실링부 두께측정 단계에서, 상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은, 이차전지의 실링부를 따라 여러 부위에 걸쳐 수회 반복하여 점접촉으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법"의 상기 실링부 두께측정 단계에서, 상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은, 이차전지의 실링부에 접촉한 상태로 실링부를 따라 수평으로 이동하면서 선형적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법"은, 상기 이차전지 정위치 단계의 이전으로, 상기 정위치부에 이차전지를 자동으로 투입하는 이차전지 투입 단계를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법"은, 상기 이차전지 배출 단계의 다음으로, 상기 위치정렬부에서 배출된 이차전지를 받아서 정품의 이차전지와 불량품의 이차전지로 선별하여 배출시키는 이차전지 선별이송 단계를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 대량의 이차전지에 대한 실링부의 두께 검사가 정확하면서 신속하게 이루어질 수 있고, 그에 따라 이차전지의 신뢰성이 보다 향상되고 실링부의 불량으로 인한 이차전지의 화재 및 폭발 등과 같은 문제점이 원활히 해소되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 실링부 검사 방법을 보인 단계도,
도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 실링부 검사 방법에 사용되는 검사 장치를 보인 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 실링부 검사 방법을 보인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법은 정위치부를 통해 이차전지를 정위치에 배치하는 이차전지 정위치 단계(S10)와, 상기 정위치부에서 위치정렬부로 이차전지를 이송하는 이차전지 이송 단계(S20)와, 상기 위치정렬부를 통해 이차전지의 위치를 정렬하는 이차전지 정렬 단계(S30)와, 상기 위치정렬부에 의해 정렬된 이차전지의 실링부의 두께를 측정하는 실링부 두께측정 단계(S40)와, 측정된 두께를 통해 불량여부를 판별하는 불량여부 판별 단계(S50)와, 상기 위치정렬부에 있는 이차전지의 정렬을 해제하는 이차전지 정렬해제 단계(S60)와, 상기 위치정렬부의 전방으로 이차전지를 배출시키는 이차전지 배출 단계(S70)를 포함하고, 이와 같은 단계들이 순차적이면서 반복적으로 수행되어 대량의 이차전지의 실링부를 검사하게 된다.

상기 이차전지 정위치 단계(S10)는 이차전지를 유자형의 틀로 이루어진 정위치부에 삽입하여 정해진 위치에 배치시키는 단계를 말한다. 이 단계는 이차전지를 정해진 위치에 배치하여 추후에 이송부에 의한 이차전지의 파지와 이송이 정밀하게 이루어지도록 하기 위한 것이다(도 2 참조).

여기서, 상기 정위치부(20)는 유자형의 지지부재(21)와, 상기 지지부재(21)의 내측을 구획하는 구획부재(22)를 포함한다. 상기 지지부재(21)와 구획부재(22)는 이차전지(B)가 삽입되어 정해진 위치에 배치되는 공간을 제공하는 역할을 한다.

상기 이차전지 이송 단계(S20)는 상기 정위치부에 배치된 이차전지를 잡아서 일측으로 이송하여 위치정렬부의 상면에 배치하는 단계를 말한다. 이 단계는 상기 정위치부에 있는 이차전지를 상기 위치정렬부로 이송시키는 역할을 한다(도 3 참조).

여기서, 상기 이차전지를 이송시키는 이송부(30)는 공기압으로 이차전지(B)의 상면을 흡착할 수 있는 흡착기(31)와, 상기 흡착기(31)를 상하로 이동시키는 흡착기상하이동기(32)와, 상기 흡착기상하이동기(32)를 좌우로 이동시키는 흡착기좌우이동기(33)를 포함한다.

상기 이차전지 정렬 단계(S30)는 상기 위치정렬부의 상면에 배치된 이차전지의 일측면을 기준으로 전후 방향과 좌우 방향으로 동시에 밀어서 정렬시키는 단계를 말한다. 이 단계는 이차전지의 실링부의 측정을 위해 정해진 위치로 이차전지를 정렬하는 역할을 한다(도 4 참조).

여기서, 상기 위치정렬부(40)는 상기 본체(10)의 타측 상면에 장착되고 이차전지(B)의 실링부(S)가 올려지는 배치판(41)과, 상기 배치판(41)의 중앙 부위에 함몰되게 형성되고 이차전지(B)의 하면이 삽입되는 삽입홈(42)과, 상기 배치판(41)의 일측면에 장착되고 이차전지(B)의 일측면에 밀착되어 지지될 수 있는 기준턱(43)과, 상기 배치판(41)의 후방에 전후로 이동 가능하게 설치되는 제1 위치정렬턱(44)과, 상기 배치판(41)의 타측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 제2 위치정렬턱(45)을 포함한다.

상기 배치판(41)은 이차전지(B)가 배치되는 공간을 제공하면서 상기 삽입홈(42)이 형성되는 공간을 제공하는 역할을 하고, 상기 삽입홈(42)은 이차전지(B)가 삽입되어 이차전지(B)의 실링부(S)가 상기 배치판(41)의 상면 둘레에 올려질 수 있도록 하는 것이다.

상기 기준턱(43)은 이차전지(B)의 일측면을 지지하는 역할을 하고, 상기 제1 위치정렬턱(44)과 제2 위치정렬턱(45)은 이차전지(B)를 평면상에서 전방과 측방으로 밀어서 정렬시키는 역할을 한다.

상기 실링부 두께측정 단계(S40)는 이차전지의 실링부의 상면에 밀착되도록 측정프로브를 상부에서 하부로 이동시켜 이차전지의 실링부의 두께를 측정하는 단계를 말한다. 이 단계는 측정프로브가 구비되는 두께측정부를 이용하여 실링부의 두께를 측정하는 역할을 한다(도 5 참조).

여기서, 상기 두께측정부(50)는 상기 본체(10)의 상부에 구비되는 측정프로브(51)와, 상기 본체(10)의 상면에 설치되는 상하이동기(52)를 포함한다. 상기 측정프로브(51)는 이차전지(B)의 실링부(S)의 상면에 밀착되면서 실링부(S)의 두께를 미크론 단위로 측정하는 공지의 것이다. 상기 상하이동기(52)는 모터구동되는 액추에이터로써 상기 측정프로브(51)를 상하로 이동시키는 역할을 한다.

상기 실링부 두께측정 단계(S40)에서 상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은 이차전지의 실링부를 따라 여러 부위에 걸쳐 수회 반복하여 점접촉으로 수행될 수 있는데, 이는 측정프로브가 여러 곳을 점접촉하면서 실링부의 여러 부위를 측정하여 검사의 정밀도를 향상시키기 위한 것이다.

아울러, 상기 실링부 두께측정 단계(S40)에서 상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은 이차전지의 실링부에 접촉한 상태로 실링부를 따라 수평으로 이동하면서 선접촉으로 수행될 수 있는데, 이는 측정프로브가 선형적으로 이동하면서 실링부를 전체적으로 균일하게 검사하여 검사의 신뢰성을 극대화하기 위한 것이다.

이와 같은 점접촉에 의한 측정과 선접촉에 의한 측정은 별개로 수행될 수도 있지만 특정 부위는 점접촉을 하고 다른 부위를 선접촉을 하는 등 점접촉과 선접촉을 조합하여 수행될 수도 있다.

상기 불량여부 판별 단계(S50)는 상기 측정프로브에 의해 측정된 이차전지의 실링부의 두께와 미리 설정된 기준 두께를 비교하여 불량 여부를 판별하는 단계를 말한다. 이 단계는 기준 두께가 설정되고 상기 측정프로브와 연결되어 정보가 전송되는 컨트롤러를 이용하여 이차전지의 실링부의 불량을 판별하는 역할을 한다.

상기 이차전지 정렬해제 단계(S60)는 상기 위치정렬부를 원위치로 이동시켜 이차전지의 정렬을 해제하는 단계를 말한다. 이 단계는 상기 위치정렬부를 통해 일측으로 밀리면서 고정된 이차전지의 고정을 해제하는 역할을 한다(도 6 참조).

여기서, 상기 제1 위치정렬턱(44)과 제2 위치정렬턱(45)이 이차전지(B)에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 이차전지(B)의 정렬이 해제되고 그에 따라 이차전지의 고정이 해제된다.

상기 이차전지 배출 단계(S70)는 정렬이 해제된 이차전지를 상기 위치정렬부에서 전방으로 배출시키는 단계를 말한다. 이 단계는 두께 측정이 완료된 이차전지를 상기 위치정렬부에서 배출시켜 다른 이차전지가 신속하게 측정 및 검사를 받을 수 있도록 하는 것이다(도 7 참조).

여기서, 이차전지의 배출은 배출부에 의해 수행되는데, 상기 배출부(60)는 상기 본체(10)의 상면에 전후로 이동 가능하게 설치되는 이동블록(61)과, 상기 이동블록(61)의 전면에 일단이 장착되고 전방을 향해 구비되는 다수의 푸시로드(62)와, 상기 본체(10)에 설치되고 상기 이동블록(61)을 전후로 이동시키는 블록이동기(63)를 포함한다.

상기 이동블록(61)은 상기 푸시로드(62)가 장착되는 장소를 제공하면서 전방으로 이동되면서 상기 푸시로드(62)를 전방으로 이동시키는 역할을 하고, 상기 푸시로드(62)는 이차전지(B)를 전방으로 밀어내는 역할을 하며, 상기 블록이동기(63)는 모터구동되는 액추에이터로써 상기 이동블록(61)을 전후로 이동시키는 역할을 한다.

본 이차전지의 실링부 검사 방법은 상기 이차전지 정위치 단계(S10)의 이전으로 상기 정위치부에 이차전지를 자동으로 투입하는 이차전지 투입 단계(S00)를 더 포함한다. 상기 이차전지 투입 단계(S00)는 자동투입부를 통해 상기 정위치부에 자동으로 이차전지를 투입할 수 있도록 하는 것이다(도 8 참조).

여기서, 상기 자동투입부(80)는 상기 정위치부로 이차전지(B)를 자동으로 투입시키는 역할을 하는 것으로, 상기 본체(10)의 일측에 설치되는 투입컨베이어(81)와, 상기 정위치부(20)의 후방으로 설치되는 투입기(82)를 포함한다.

또한, 본 이차전지의 실링부 검사 방법은 상기 이차전지 배출 단계(S70)의 다음으로 상기 위치정렬부에서 배출된 이차전지를 받아서 정품의 이차전지와 불량품의 이차전지로 선별하여 배출시키는 이차전지 선별이송 단계(S80)를 더 포함한다. 상기 이차전지 선별이송 단계(S80)는 자동선별부를 이용하여 정품의 이차전지와 불량품의 이차전지를 자동으로 선별하여 원하는 위치에 별도로 이송시키는 역할을 한다(도 8 참조).

여기서, 상기 자동선별부(90)는 정품의 이차전지와 불량품의 이차전지를 자동으로 선별하여 이송시킬 수 있도록 하는 것으로, 상기 본체(10)의 전방에 설치되는 제1 배출컨베이어(91)와, 상기 제1 배출컨베이어(91)의 전방에 설치되는 제2 배출컨베이어(92)와, 상기 본체(10)의 전방에 설치되는 선별배출기(93)를 포함한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

10 : 본체
20 : 정위치부
21 : 지지부재 22 : 구획부재
30 : 이송부
31 : 흡착기 32 : 흡착기상하이동기
33 : 흡착기좌우이동기
40 : 위치정렬부
41 : 배치판 42 : 삽입홈
43 : 기준턱 44 : 제1 위치정렬턱
45 : 제2 위치정렬턱
50 : 두께측정부
51 : 측정프로브 52 : 상하이동기
60 : 배출부
61 : 이동블록 62 : 푸시로드
63 : 블록이동기
80 : 자동투입부
81 : 투입컨베이어 82 : 투입기
90 : 자동선별부
91 : 제1 배출컨베이어 92 : 제2 배출컨베이어
93 : 선별배출기
B : 이차전지
S : 실링부

Claims (5)

1. 이차전지를 유자형의 틀로 이루어진 정위치부에 삽입하여 정해진 위치에 배치시키는 이차전지 정위치 단계(S10)와;
   상기 정위치부에 배치된 이차전지를 잡아서 일측으로 이송하여 위치정렬부의 상면에 배치하는 이차전지 이송 단계(S20)와;
   상기 위치정렬부의 상면에 배치된 이차전지의 일측면을 기준으로 전후 방향과 좌우 방향으로 동시에 밀어서 정렬시키는 이차전지 정렬 단계(S30)와;
   이차전지의 실링부의 상면에 밀착되도록 측정프로브를 상부에서 하부로 이동시켜 이차전지의 실링부의 두께를 측정하는 실링부 두께측정 단계(S40)와;
   상기 측정프로브에 의해 측정된 이차전지의 실링부의 두께와 미리 설정된 기준 두께를 비교하여 불량 여부를 판별하는 불량여부 판별 단계(S50)와;
   상기 위치정렬부를 원위치로 이동시켜 이차전지의 정렬을 해제하는 이차전지 정렬해제 단계(S60)와;
   정렬이 해제된 이차전지를 상기 위치정렬부에서 전방으로 배출시키는 이차전지 배출 단계(S70)를; 포함하고,
   상기 실링부 두께측정 단계(S40)에서,
   상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은, 이차전지의 실링부를 따라 여러 부위에 걸쳐 수회 반복하여 점접촉으로 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 실링부 두께측정 단계(S40)에서,
   상기 측정프로브에 의한 이차전지의 실링부의 두께 측정은, 이차전지의 실링부에 접촉한 상태로 실링부를 따라 수평으로 이동하면서 선접촉으로 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 실링부 검사 방법은,
   상기 이차전지 정위치 단계(S10)의 이전으로, 상기 정위치부에 이차전지를 자동으로 투입하는 이차전지 투입 단계(S00)를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 실링부 검사 방법은,
   상기 이차전지 배출 단계(S70)의 다음으로, 상기 위치정렬부에서 배출된 이차전지를 받아서 정품의 이차전지와 불량품의 이차전지로 선별하여 이송시키는 이차전지 선별이송 단계(S80)를;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 실링부 검사 방법.