KR102621824B1 - Nondestructive inspection method of inner crack of pouch type secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실링이 완료되어 밀봉된 파우치형 전지 케이스의 내부에 존재하는 전극의 균열을 정확하게 검출할 수 있는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 검사영역을 향하여 입력신호를 발신하는 입력신호 발신단계; 상기 검사영역을 통과하면서 변형된 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계; 상기 출력신호와 미리 설정된 기준신호를 비교하되, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로 일측에 배치되는 상기 출력신호의 제1출력신호영역과 타측에 배치되는 상기 출력신호의 제2출력신호영역의 비대칭에 의한 상기 기준신호와의 제1차이값을 검출하는 제1신호패턴 검출단계; 상기 출력신호와 상기 기준신호를 비교하되, 상기 기준신호의 중심선 상에 위치하는 상기 기준신호의 중심값과 상기 출력신호의 중심선 상에 위치하는 상기 출력신호의 중심값의 제2차이값을 검출하는 제2신호패턴 검출단계; 상기 제1차이값과 미리 설정된 제1기준판단값을 비교하여, 상기 검사영역에서 부분균열의 존재 여부를 판단하는 제1균열상태 판단단계; 및 상기 제2차이값과 미리 설정된 제2기준판단값을 비교하여, 상기 검사영역에서 완전균열의 존재 여부를 판단하는 제2균열상태 판단단계;를 포함하는 특징을 개시한다.The present invention provides a non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery that can accurately detect cracks in electrodes present inside a sealed pouch-type battery case. For this purpose, the present invention includes an input signal transmission step of transmitting an input signal toward an inspection area; An output signal reception step of receiving a modified output signal while passing through the inspection area; Compare the output signal with a preset reference signal, and determine the asymmetry between the first output signal area of the output signal placed on one side and the second output signal area of the output signal placed on the other side with respect to the center line of the reference signal. A first signal pattern detection step of detecting a first difference value with the reference signal by; Comparing the output signal and the reference signal, detecting a second difference value between the center value of the reference signal located on the center line of the reference signal and the center value of the output signal located on the center line of the output signal. Second signal pattern detection step; A first crack state determination step of comparing the first difference value and a preset first reference judgment value to determine whether a partial crack exists in the inspection area; And a second crack state determination step of comparing the second difference value and a preset second reference judgment value to determine whether a complete crack exists in the inspection area.
Description
본 발명은 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 관한 것으로, 상세하게는 실링이 완료되어 밀봉된 전지 케이스의 내부에 존재하는 전극의 균열을 정확하게 검출해낼 수 있는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-destructive inspection method for internal cracks in pouch-type secondary batteries, and specifically, to a non-destructive internal crack inspection method for pouch-type secondary batteries that can accurately detect cracks in electrodes present inside a sealed battery case. It is about inspection methods.
이차전지는 전지의 형상 면에서 얇은 두께로 우수한 점유공간을 가지는 각형 배터리와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성을 가지는 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.In terms of the shape of the battery, there is a high demand for prismatic batteries and pouch-type batteries that are thin and have an excellent space occupancy, and in terms of materials, there is a high demand for lithium secondary batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability. .
그리고, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 가지는 구조에 따라서 분류되기도 하는데, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 젤리롤(권취형) 전극조립체와, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등이 있다.In addition, secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly of the anode/separator/cathode structure. A typical example is a jelly roll (wound type) electrode assembly in which long sheet-shaped positive electrodes and negative electrodes are wound with a separator interposed. There is also a stacked electrode assembly in which a plurality of anodes and cathodes cut into units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
최근에는 스택형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장한 구조의 스택-파우치형 배터리가 많은 관심을 모으고 있으며, 이러한 스택-파우치형 배터리는 우수한 점유공간과, 효율적인 제조비용과, 적은 중량 및 용이한 형태 변형 등을 이유로 사용량이 점차 증가하고 있다.Recently, stack-pouch type batteries, which have a stacked electrode assembly built into a pouch-type case of aluminum laminated sheets, have been attracting much attention. These stack-pouch type batteries have excellent occupying space, efficient manufacturing costs, and low weight. The amount of use is gradually increasing due to the ease of shape modification.
이러한 스택-파우치형 배터리의 제조 과정을 간략히 설명하면, 먼저 소정 크기의 단위로 절단한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층하여 스택형 전극조립체를 제작한다. 이후 전극조립체로부터 연장된 전극탭들에 전극리드를 열융착하여 연결한다. 이후 전극리드의 일부를 외부로 노출시킨 상태에서 전극조립체를 파우치형 케이스에 수납 장착한다. 이때 전극리드는 파우치형 케이스의 장착 과정에서 파우치형 케이스와 함께 열융착 결합된다. 이후 파우치형 케이스의 내부로 액체 전해질인 전해액을 주입한 다음 파우치형 케이스를 실링함으로써 제조를 완료하게 된다.To briefly explain the manufacturing process of this stack-pouch type battery, first, a stacked electrode assembly is manufactured by sequentially stacking a plurality of anodes and cathodes cut into units of a predetermined size with a separator interposed. Thereafter, the electrode lead is connected to the electrode tabs extending from the electrode assembly by heat fusion. Afterwards, the electrode assembly is stored and installed in a pouch-type case with part of the electrode lead exposed to the outside. At this time, the electrode lead is thermally fused with the pouch-type case during the installation process of the pouch-type case. Afterwards, manufacturing is completed by injecting electrolyte, a liquid electrolyte, into the inside of the pouch-type case and then sealing the pouch-type case.
한편, 이러한 스택-파우치형 배터리의 제조 및 조립 공정 중에는 활물질이 도포된 전극 유지부 영역과 활물질이 도포되지 않은 전극 무지부 영역 간의 연신율 차이와, 용접에 의한 물리적 외력 등의 이유로 인하여, 전극탭 영역에서는 균열(Crack)이 발생할 수 있다. 이러한 내부 균열은 저전압 불량을 야기하게 된다.Meanwhile, during the manufacturing and assembly process of such a stack-pouch type battery, due to reasons such as the difference in elongation between the electrode holding area to which the active material is applied and the electrode uncoated area to which the active material is not applied, and physical external forces due to welding, the electrode tab area Cracks may occur in . These internal cracks cause low voltage defects.
이러한 상황에서 전술한 바와 같이 스택-파우치형 배터리의 제조 및 조립 공정의 특성 상, 균열이 예상되는 영역은 파우치형 전지 케이스의 내부에 있기 때문에, 실링이 완료되어 밀봉된 상태에서는 내부균열을 외부에서 정확히 검출하거나 판단하기에 어려움이 있었다.In this situation, due to the nature of the manufacturing and assembly process of the stack-pouch type battery as described above, the area where cracks are expected is inside the pouch type battery case, so when the sealing is completed and sealed, the internal crack is visible from the outside. It was difficult to accurately detect or judge.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 실링이 완료되어 밀봉된 전지 케이스 내부에 존재하는 전극의 균열을 정확하게 검출할 수 있는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 제공함에 있다.The object of the present invention to solve the above-described problems is to provide a non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery that can accurately detect cracks in electrodes present inside a sealed battery case after completion of sealing.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은, 내부균열이 예상되는 검사영역을 향하여 입력신호를 발신하는 입력신호 발신단계; 상기 입력신호가 상기 검사영역을 통과하면서 변형된 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계; 미리 설정된 기준신호에 대한 상기 출력신호의 신호패턴을 검출하되, 상기 기준신호의 중심선 상에 위치하는 상기 기준신호의 중심값과 상기 출력신호의 중심선 상에 위치하는 상기 출력신호의 중심값이 일치되고, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로 일측에 배치되는 상기 출력신호의 제1출력신호영역과 타측에 배치되는 상기 출력신호의 제2출력신호영역이 비대칭되어 불일치되면, 상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 비대칭에 의한 제1차이값을 검출하는 제1신호패턴 검출단계; 상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 신호패턴을 검출하되, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로 일측에 배치되는 상기 제1출력신호영역과 타측에 배치되는 상기 제2출력신호영역이 대칭되고, 상기 기준신호의 중심선 상에 위치하는 상기 기준신호의 중심값과 상기 출력신호의 중심선 상에 위치하는 상기 출력신호의 중심값이 오프셋되어 불일치되면, 상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 오프셋에 의한 제2차이값을 검출하는 제2신호패턴 검출단계; 상기 제1차이값이 검출되면 상기 검사영역에 부분균열이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1차이값이 미리 설정된 제1기준판단값보다 크면 부분균열에 의한 불량 상태로 판단하는 제1균열상태 판단단계; 및 상기 제2차이값이 검출되면 상기 검사영역에 완전균열이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제2차이값이 미리 설정된 제2기준판단값보다 크면 완전균열에 의한 불량 상태로 판단하는 제2균열상태 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention to solve the above-mentioned problems includes an input signal transmission step of transmitting an input signal toward an inspection area where internal cracks are expected; An output signal receiving step of receiving a modified output signal as the input signal passes through the inspection area; The signal pattern of the output signal with respect to a preset reference signal is detected, and the center value of the reference signal located on the center line of the reference signal coincides with the center value of the output signal located on the center line of the output signal. , if the first output signal area of the output signal arranged on one side with respect to the center line of the reference signal and the second output signal area of the output signal placed on the other side are asymmetric and mismatched, the output signal with respect to the reference signal A first signal pattern detection step of detecting a first difference value due to asymmetry of; The signal pattern of the output signal with respect to the reference signal is detected, wherein the first output signal area disposed on one side and the second output signal area disposed on the other side are symmetrical with respect to the center line of the reference signal, and the reference signal is detected. If the center value of the reference signal located on the center line of the signal and the center value of the output signal located on the center line of the output signal are offset and do not match, a second difference due to the offset of the output signal with respect to the reference signal A second signal pattern detection step of detecting a value; When the first difference value is detected, it is determined that a partial crack exists in the inspection area, and when the first difference value is greater than a preset first reference judgment value, a first crack condition is determined to be in a defective state due to a partial crack. step; And when the second difference value is detected, it is determined that a complete crack exists in the inspection area, and if the second difference value is greater than a preset second reference judgment value, a second crack state is determined as a defective state due to a complete crack. It is characterized by including a judgment step.
본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제1신호패턴 검출단계는, 상기 출력신호를 미분하여 미분신호를 생성하고, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로, 일측에 배치되는 상기 미분신호의 제1미분신호영역의 제1최대피크값과, 타측에 배치되는 상기 미분신호의 제2미분신호영역의 제2최대피크값과의 차이값을 바탕으로, 상기 제1차이값을 검출할 수 있다.In the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to this embodiment, the first signal pattern detection step is to generate a differential signal by differentiating the output signal, and to one side based on the center line of the reference signal. Based on the difference value between the first maximum peak value of the first differential signal area of the differential signal arranged on the other side and the second maximum peak value of the second differential signal area of the differential signal arranged on the other side, the first difference The value can be detected.
본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 입력신호 발신단계 이전에 수행되며, 제1주파수를 가지는 제1입력신호와 상기 제1주파수와 다른 제2주파수를 가지는 제2입력신호를 합성하는 입력신호 합성단계;를 더 포함할 수 있다.In the non-destructive testing method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to this embodiment, it is performed before the input signal transmission step, and includes a first input signal having a first frequency and a second frequency different from the first frequency. It may further include an input signal synthesis step of synthesizing two input signals.
본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 출력신호 수신단계 이후에 수행되며, 상기 출력신호로부터 상기 제1입력신호로부터 변형된 제1출력신호와 상기 제2입력신호로부터 변형된 제2출력신호를 분해하는 출력신호 분해단계;를 더 포함할 수도 있다.In the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to this embodiment, the method is performed after the output signal reception step, and the first output signal and the second input signal modified from the first input signal are obtained from the output signal. It may further include an output signal decomposition step of decomposing the second output signal transformed from .
본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법에 있어서, 상기 제1주파수는 부분균열의 존재 여부를 판단하는데 이용될 수 있고, 상기 제1주파수보다 고주파인 상기 제2주파수는 완전균열의 존재 여부를 판단하는데 이용될 수 있다. 이 경우 상기 제1신호패턴 검출단계는 상기 제1출력신호와 상기 기준신호를 비교하여 상기 제1차이값을 검출할 수 있고, 상기 제2신호패턴 검출단계는 상기 제2출력신호와 상기 기준신호를 비교하여 상기 제2차이값을 검출할 수 있다.In the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to this embodiment, the first frequency can be used to determine the presence of a partial crack, and the second frequency, which is a higher frequency than the first frequency, is a complete crack. It can be used to determine the existence of . In this case, the first signal pattern detection step may detect the first difference value by comparing the first output signal and the reference signal, and the second signal pattern detection step may detect the first difference value by comparing the first output signal and the reference signal. The second difference value can be detected by comparing .
본 발명에 따르면, 기준신호에 대한 출력신호의 패턴을 검출 및 분석하여, 검사영역 내 존재하는 부분균열 혹은 완전균열에 의한 균열상태를 보다 신속하고 정확하게 검출 및 판단할 수 있다.According to the present invention, by detecting and analyzing the pattern of the output signal with respect to the reference signal, it is possible to more quickly and accurately detect and determine the crack state due to partial cracks or complete cracks existing in the inspection area.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치의 작동을 설명하기 위한 부분 단면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열이 형성되는 검사영역을 나타낸 부분 평면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 검사영역 내 균열이 없는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 예시도이다.
도 6은 검사영역 내 부분균열이 있는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 예시도이다.
도 7은 검사영역 내 완전균열이 있는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계를 설명하기 위한 것으로, 검사영역 내 균열이 없는 경우, 산출신호(a 도면) 및 미분신호(b 도면)를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계를 설명하기 위한 것으로, 검사영역 내 부분균열이 있는 경우, 산출신호(a 도면) 및 미분신호(b 도면)를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력신호 합성단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 출력신호 분해단계를 설명하기 위한 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing a non-destructive inspection device for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a partial cross-sectional illustration for explaining the operation of a non-destructive inspection device for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial plan view showing an inspection area where internal cracks are formed in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing a non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example diagram showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is no crack in the inspection area.
Figure 6 is an exemplary diagram showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is a partial crack in the inspection area.
Figure 7 is an exemplary diagram showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is a complete crack in the inspection area.
Figure 8 is for explaining the first signal pattern detection step according to an embodiment of the present invention, and is an example diagram showing a calculated signal (Figure A) and a differential signal (Figure B) when there is no crack in the inspection area.
Figure 9 is for explaining the first signal pattern detection step according to an embodiment of the present invention, and is an example diagram showing a calculated signal (a diagram) and a differential signal (b diagram) when there is a partial crack in the inspection area. .
Figure 10 is an example diagram for explaining the input signal synthesis step according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an example diagram for explaining the output signal decomposition step according to an embodiment of the present invention.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, in which the above-described problem to be solved can be concretely realized, will be described with reference to the attached drawings. In describing the present embodiments, the same names and the same symbols may be used for the same components, and additional descriptions may be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치의 작동을 설명하기 위한 부분 단면 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열이 형성되는 검사영역을 나타낸 부분 평면 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing a non-destructive inspection device for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an illustration of the operation of a non-destructive inspection device for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention. It is a partial cross-sectional illustration for explaining, and Figure 3 is a partial plan view showing an inspection area where an internal crack is formed in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 파우치형 이차전지(10)의 제조 및 조립 공정에서 케이스(14)의 내부에 존재하는 균열 상태를 정확히 검출하여, 검출된 균열 상태를 바탕으로 이차전지(10)의 불량 여부를 정확히 판단할 수 있도록 하는 것이다.Referring to Figures 1 to 3, the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention is to inspect the cracks present inside the
이를 위한, 파우치형 이차전지의 내부균열 검사장치로는 스택-파우치형 이차전지(10)에 한정되지 않고, 다양한 구조 및 형상을 가지는 이차전지에는 모두 적용될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의상 스택형 전극조립체(11)와 파우치형 케이스(14)를 가지는 스택-파우치형 이차전지(10)를 예로 설명한다.For this purpose, the internal crack inspection device of the pouch-type secondary battery is not limited to the stack-pouch type
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 수행하기 위한 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치는 발신부(110), 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, first, the internal crack non-destructive testing device for pouch-type secondary batteries for performing the internal crack non-destructive testing method of pouch-type secondary batteries according to the present invention includes a transmitting
발신부(110)는 검사대상물인 이차전지(10)의 일측에 배치될 수 있다. 발신부(110)는 이차전지(10) 내부에 균열이 예상되는 검사영역(CA)을 향하여 입력신호(S1)를 발신할 수 있다.The transmitting
입력신호(S1)는 이차전지(10)의 검사영역(CA)을 통과할 수 있고, 검사영역(CA)을 통과하는 과정에서 검사영역(CA)에 위치하는 소재의 형상 및 재질 특성에 따라 반사, 굴절, 분산, 회절 등에 의하여 변형될 수 있다.The input signal (S1) can pass through the inspection area (CA) of the
즉, 입력신호(S1)는 발신부(110) 및 수신부(120)의 사이에 이차전지(10)가 없는 경우 입력신호(S1)는 그대로 수신부(120)에 전달될 수 있고, 발신부(110) 및 수신부(120)의 사이에 이차전지(10)가 존재하는 경우 입력신호(S1)는 이차전지(10)를 통과한 다음 입력신호(S1)와 다른 출력신호(S2)로 변형되고, 이렇게 변형된 출력신호(S2)가 수신부(120)에 전달될 수 있다.That is, if there is no
발신부(110)로는 와전류식 변위센서가 사용될 수 있다. 와전류식 변위센서를 이용한 발신부(110)는 코일에 교류 전류가 가해지면, 코일 주위에 1차 자기장(제1신호에 해당)이 형성된다. 1차 자기장이 형성된 발신부(110)를 이차전지(10)의 검사영역(CA)에 인접하게 위치시키면 전자기 유도 현상에 의하여 검사영역(CA)에 유도기전력이 발생하여 1차 자기장을 방해하는 와전류가 흐르게 된다. 결국 검사영역(CA)을 사이에 두고 발신부(110)의 반대편 영역에는 1차 자기장이 와전류에 의해 상쇄되면서 변형된 2차 자기장(제2신호에 해당)이 형성된다.An eddy current type displacement sensor may be used as the
수신부(120)는 검사대상물인 이차전지(10)의 타측에 배치될 수 있으며, 이차전지(10)를 사이에 두고 발신부(110)를 대향하도록 배치될 수 있다. 수신부(120)는 발신부(110)에서 발신된 입력신호(S1)가 이차전지(10)의 검사영역(CA)을 통과하면서 변형된 출력신호(S2)를 수신할 수 있다.The receiving
수신부(120) 역시 와전류식 변위센서가 사용될 수 있다. 즉, 발신부(110)를 통해 형성된 1차 자기장에 의하여 이차전지(10)의 검사영역(CA)에 유도기전력이 발생하여 1차 자기장을 방해하는 와전류가 흐르게 되면, 이차전지(10) 검사영역(CA)을 사이에 두고 발신부(110)의 반대편 영역에 배치된 수신부(120)는 1차 자기장이 와전류에 의해 상쇄되면서 변형된 2차 자기장에 해당하는 출력신호(S2)를 수신할 수 있다.The
부가 설명하면, 발신부(110)와 이차전지(10)의 검사영역(CA) 사이 공간은 1차 자기장(제1신호에 해당)의 영향만이 존재하는 구역일 수 있고, 이 구역에서는 자기장 신호의 세기가 강한 상태를 이룬다. 또한 이차전지(10)의 검사영역(CA)은 발신부(110)에서 형성된 1차 자기장과 와전류에 의해 형성된 2차 자기장의 상쇄가 일어나는 구역일 수 있고, 이 구역에서는 자기장 신호가 급격히 감소하게 된다. 또한 이차전지(10)의 검사영역(CA)과 수신부(120) 사이 공간은 2차 자기장(제2신호에 해당)의 영향만이 존재하는 구역일 수 있고, 이 구역에서 자기장 신호의 세기는 1차 자기장 영역보다는 작은 세기를 가진다.To further explain, the space between the
이에 따라, 이차전지(10)를 사이에 두고 수신부(120)를 발신부(110)의 반대편에 배치하여 이차전지(10)의 검사영역(CA)을 통과하면서 상쇄된 2차 자기장의 세기를 바탕으로 검사영역(CA) 내부에 존재하는 균열을 검출할 수 있다.Accordingly, the
한편, 본 실시예에 따른 이차전지(10)의 검사영역(CA)은 균열이 예상되는 부위로서, 검사영역(CA)는 전극탭(12)의 벤딩영역 또는 전극탭(12)과 전극리드(13)의 용접영역일 수 있다.Meanwhile, the inspection area (CA) of the
예를 들면, 파우치형 이차전지(10)의 제조 및 조립 공정 중, 활물질이 도포된 전극유지부 영역과 활물질이 도포되지 않은 전극무지부 영역 간의 연신율 차이와 용접에 의한 물리적 외력 등의 이유로 인하여, 전극탭(12) 영역에서는 균열이 발생할 수 있는데, 이러한 균열은 하나의 전극리드(13)에 복수의 전극탭(12)들이 연결되는 전극탭(12)의 벤딩영역 또는 전극탭(12)과 전극리드(13)의 용접영역에서 집중적으로 발생된다. 그리고 전극탭(12)의 벤딩영역에 존재하는 균열(C)은 전극탭(12)의 벤딩방향에 대해 교차하는 방향으로 연장되는 특성을 가지고, 전극탭(12)과 전극리드(13)의 용접영역에 존재하는 균열(C)은 용접부의 길이방향으로 연장되는 특성을 가진다. 즉, 전극탭(12)의 벤딩영역 및 전극탭(12)과 전극리드(13)의 용접영역에서 발생되는 균열(C)은 유사한 방향성을 가진다.For example, during the manufacturing and assembly process of the pouch-type
이하 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사장치를 이용한 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a non-destructive testing method for internal cracks in a pouch-type secondary battery using a non-destructive testing device for internal cracks in a pouch-type secondary battery will be described.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법을 나타낸 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart showing a non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 입력신호 발신단계(S120), 출력신호 수신단계(S130), 제1신호패턴 검출단계(S161), 제2신호패턴 검출단계(S162), 제1균열상태 판단단계(S171), 제2균열상태 판단단계(S172)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 4, the non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an input signal transmission step (S120), an output signal reception step (S130), and a first signal pattern detection step (S161). , It may include a second signal pattern detection step (S162), a first crack state determination step (S171), and a second crack state determination step (S172).
입력신호 발신단계(S120)는 이차전지(10)의 내부균열이 예상되는 검사영역(CA)을 향하여 입력신호(S1)를 발신하는 단계일 수 있다. 즉, 발신부(110)는 검사영역(CA)을 향하여 입력신호(S1)를 발신할 수 있다.The input signal transmission step (S120) may be a step of transmitting the input signal (S1) toward the inspection area (CA) where internal cracks of the
출력신호 수신단계(S130)는 입력신호(S1)가 검사영역(CA)을 통과하면서 변형된 출력신호(S2)를 수신하는 단계일 수 있다. 즉, 수신부(120)는 발신부(110)에서 발신된 후 검사영역(CA)를 통과하면서 변형된 출력신호(S2)를 수신할 수 있다.The output signal reception step (S130) may be a step in which the input signal (S1) passes through the inspection area (CA) and receives a modified output signal (S2). That is, the receiving
한편, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 산출신호 생성단계(S130)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to the present invention may further include a calculation signal generation step (S130).
산출신호 생성단계(S130)는 출력신호(S2)로부터 산출신호(S3)를 생성하는 단계일 수 있다. 즉, 출력신호(S2)로부터 검사영역(CA)의 일측에서 타측으로 이어지는 전체 구간에 대해 선형의 산출신호(S3)를 생성할 수 있다.The calculation signal generation step (S130) may be a step of generating a calculation signal (S3) from the output signal (S2). In other words, a linear calculation signal S3 can be generated from the output signal S2 for the entire section extending from one side of the inspection area CA to the other side.
즉, 본 발명에 따르면, 출력신호(S2)를 그대로 이용하여 이후 출력신호(S2)의 패턴을 검출 및 분석하는 것으로 검사영역(CA)에 존재하는 내부균열을 검사할 수 있고, 출력신호(S2)로부터 생성된 산출신호(S3)를 이용하여, 이후 산출신호(S3)의 패턴을 검출 및 분석하는 것으로도 검사영역(CA)에 존재하는 내부균열을 검사할 수 있다.That is, according to the present invention, internal cracks existing in the inspection area (CA) can be inspected by detecting and analyzing the pattern of the output signal (S2) using the output signal (S2) as is, and the output signal (S2) ), internal cracks present in the inspection area (CA) can be inspected by using the calculated signal (S3) generated from and later detecting and analyzing the pattern of the calculated signal (S3).
이하 설명에서는 출력신호(S2)로부터 생성된 산출신호(S3)의 패턴을 검출 및 분석하여 검사영역(CA)에 존재하는 내부균열을 검사하는 과정을 중심으로 설명한다.The following description will focus on the process of detecting and analyzing the pattern of the calculated signal (S3) generated from the output signal (S2) and inspecting the internal cracks that exist in the inspection area (CA).
한편, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 신호 정렬단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the non-destructive inspection method for internal cracks of a pouch-type secondary battery according to the present invention may further include a signal alignment step.
신호 정렬단계는 산출신호 생성단계(S150) 이후에 수행될 수 있고, 산출신호(S3) 및 기준신호(SS)를 겹쳐서 정렬하는 단계일 수 있다. 즉, 신호 정렬단계는 기준신호(SS)의 중심값(SSc)을 교차하는 기준신호(SS)의 중심선(CL)에 산출신호(S3)의 중심값(S3c)을 교차하는 산출신호(S3)의 중심선을 일치시킴으로써, 기준신호(SS)에 산출신호(S3)를 정렬시킬 수 있다.The signal alignment step may be performed after the calculated signal generating step (S150), and may be a step of overlapping and aligning the calculated signal (S3) and the reference signal (SS). In other words, the signal alignment step is to place the calculated signal (S3) crossing the center value (S3c) of the calculated signal (S3) on the center line (CL) of the reference signal (SS) that intersects the central value (SSc) of the reference signal (SS). By matching the center lines of , the calculated signal (S3) can be aligned with the reference signal (SS).
제1신호패턴 검출단계(S161)는 산출신호(S3)와 미리 설정된 기준신호(SS)를 비교하여, 산출신호(S3)의 제1패턴을 검출하는 단계일 수 있다.The first signal pattern detection step (S161) may be a step of detecting the first pattern of the calculated signal (S3) by comparing the calculated signal (S3) with a preset reference signal (SS).
즉, 제1신호패턴 검출단계(S161)는 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 산출신호(S3)가 대칭을 유지하는지 혹은 비대칭을 유지하는지를 검출할 수 있다. 이에 제1패턴은 산출신호(S3)의 대칭 혹은 비대칭 패턴을 의미한다.That is, the first signal pattern detection step (S161) can detect whether the calculated signal (S3) maintains symmetry or asymmetry based on the center line (CL) of the reference signal (SS). Accordingly, the first pattern refers to a symmetric or asymmetric pattern of the output signal (S3).
구체적으로, 도 5는 검사영역 내 균열이 없는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 일예이다.Specifically, Figure 5 is an example showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is no crack in the inspection area.
도 5를 참조하면, 산출신호(S3)는 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)이 구분될 수 있다. 즉, 제1산출신호영역(S31)은 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 산출신호(S3)의 일측을 형성하고, 제2산출신호영역(S32)은 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 산출신호(S3)의 타측을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the calculated signal S3 may be divided into a first calculated signal area S31 and a second calculated signal area S32 based on the center line CL of the reference signal SS. That is, the first calculated signal area (S31) forms one side of the calculated signal (S3) based on the center line (CL) of the reference signal (SS), and the second calculated signal area (S32) forms one side of the reference signal (SS). The other side of the calculated signal (S3) can be formed based on the center line (CL).
이때, 검사영역(CA)에 균열이 존재하지 않으면, 산출신호(S3)는 기준신호(SS)에 일치될 수 있고, 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)이 정확하게 대칭될 수 있다.At this time, if there is no crack in the inspection area (CA), the calculated signal (S3) can be matched to the reference signal (SS), and the first calculated signal area ( S31) and the second calculation signal area (S32) can be accurately symmetrical.
그리고, 도 6은 검사영역 내 부분균열이 있는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 일예이다.And, Figure 6 is an example showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is a partial crack in the inspection area.
도 6을 참조하면, 만약 검사영역(CA)에 부분균열(C1)이 존재하면, 산출신호(S3)는 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)이 비대칭될 수 있다. 즉, 제1산출신호영역(S31)은 기준신호(SS)에 일치되는 반면 제2산출신호영역(S32)은 기준신호(SS)로부터 제1차이값(21)을 가질 수 있다.Referring to Figure 6, if a partial crack (C1) exists in the inspection area (CA), the calculation signal (S3) is based on the center line (CL) of the reference signal (SS), the first calculation signal area (S31) and The second output signal area (S32) may be asymmetric. That is, the first calculated signal area (S31) coincides with the reference signal (SS), while the second calculated signal area (S32) may have a first difference value (21) from the reference signal (SS).
결과적으로, 제1신호패턴 검출단계(S161)는 산출신호(S3)의 대칭 혹은 비대칭 패턴을 검출할 수 있고, 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)의 비대칭에 의한 제1차이값(21)을 통하여 산출신호(S3)의 비대칭 정도를 정확하게 검출할 수 있다. 이로 인하여 검사영역(CA)에 부분균열(C1)이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다.As a result, the first signal pattern detection step (S161) can detect a symmetric or asymmetric pattern of the calculation signal (S3), and the first calculation signal area (S31) based on the center line (CL) of the reference signal (SS) And the degree of asymmetry of the calculated signal (S3) can be accurately detected through the first difference value (21) caused by the asymmetry of the second calculated signal area (S32). Due to this, it is possible to detect whether a partial crack (C1) exists in the inspection area (CA).
한편, 미세한 크기의 균열 발생 시, 제1신호패턴 검출단계(S161)에서 제1차이값(21)은 그 크기가 미세하여 검출이 용이하지 않을 수 있다.On the other hand, when a crack of a fine size occurs, the
이를 위해 본 실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계(S161)는 산출신호(S3) 및 기준신호(SS)의 대칭 혹은 비대칭에 의한 제1차이값(21)의 크기를 증폭할 수 있는 수단을 더 포함할 수 있다.To this end, the first signal pattern detection step (S161) according to this embodiment includes means for amplifying the size of the first difference value (21) due to the symmetry or asymmetry of the calculated signal (S3) and the reference signal (SS). More may be included.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계를 설명하기 위한 것으로, 검사영역 내 균열이 없는 경우, 산출신호(a 도면) 및 미분신호(b 도면)를 나타낸 일예이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계를 설명하기 위한 것으로, 검사영역 내 부분균열이 있는 경우, 산출신호(a 도면) 및 미분신호(b 도면)를 나타낸 일예이다.Figure 8 is for explaining the first signal pattern detection step according to another embodiment of the present invention, and is an example showing a calculated signal (a figure) and a differential signal (b figure) when there is no crack in the inspection area. 9 is for explaining the first signal pattern detection step according to an embodiment of the present invention, and is an example showing a calculated signal (a diagram) and a differential signal (b diagram) when there is a partial crack in the inspection area.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1신호패턴 검출단계(S161)는 산출신호(S3)를 미분하여 미분신호(S4)를 생성하고, 이렇게 생성된 미분신호(S4)를 이용함으로써, 산출신호(S3) 및 기준신호(SS)의 대칭 혹은 비대칭에 의한 제1차이값(21)을 보다 정확하게 검출할 수 있다.Referring to Figures 8 and 9, the first signal pattern detection step (S161) according to this embodiment generates a differential signal (S4) by differentiating the calculated signal (S3), and the differential signal (S4) generated in this way is By using this, the
먼저 도 8에서와 같이, 산출신호(S3)로부터 생성된 미분신호(S4)는 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1미분신호영역(S41) 및 제2미분신호영역(S42)이 구분될 수 있다. 즉, 제1미분신호영역(S41)은 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 미분신호(S4)의 일측을 형성하고, 제2미분신호영역(S42)은 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 미분신호(S4)의 타측을 형성할 수 있다.First, as shown in FIG. 8, the differential signal S4 generated from the calculation signal S3 is divided into a first differential signal area S41 and a second differential signal area S42 based on the center line CL of the reference signal SS. ) can be distinguished. That is, the first differential signal area (S41) forms one side of the differential signal (S4) based on the center line (CL) of the reference signal (SS), and the second differential signal area (S42) forms one side of the reference signal (SS). The other side of the differential signal (S4) can be formed based on the center line (CL).
이때, 검사영역(CA)에 균열이 존재하지 않으면, 도 8 (a)에서와 같이 산출신호(S3)는 기준신호(SS)에 일치될 수 있고, 도 8 (b)에서와 같이 제1미분신호영역(S41)의 제1최대피크값(S411)과, 제2미분신호영역(S42)의 제2최대피크값(S421)은 동일한 값(높이: H1=H2)을 가질 수 있다. 즉, 이때 제1차이값(21: 도 6 참조)은 제로(0)일 수 있다.At this time, if there is no crack in the inspection area (CA), the calculated signal (S3) can be matched to the reference signal (SS) as shown in Figure 8 (a), and the first differential as shown in Figure 8 (b) The first maximum peak value (S411) of the signal area (S41) and the second maximum peak value (S421) of the second differential signal area (S42) may have the same value (height: H1 = H2). That is, at this time, the first difference value 21 (see FIG. 6) may be zero (0).
만약 검사영역(CA)에 부분균열(C1)이 존재하면, 도 9 (a)에서와 같이, 산출신호(S3)는 기준신호(SS)의 중심선(CL)을 기준으로 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)이 비대칭일 수 있고, 도 9 (b)에서와 같이, 제1미분신호영역(S41)의 제1최대피크값(S411)과, 제2미분신호영역(S42)의 제2최대피크값(S421)은 서로 다른 값(높이: H1>H2)을 가질 수 있다. 즉, 제1미분신호영역(S41)의 제1최대피크값(S411)과 제2미분신호영역(S42)의 제2최대피크값(S421)의 차이값(21")을 바탕으로 제1차이값(21)을 보다 정확하게 확인 및 검출할 수 있다.If a partial crack (C1) exists in the inspection area (CA), as shown in Figure 9 (a), the calculated signal (S3) is the first calculated signal area ( S31) and the second calculated signal area (S32) may be asymmetric, and as shown in Figure 9 (b), the first maximum peak value (S411) of the first differential signal area (S41) and the second differential signal area The second maximum peak value (S421) of (S42) may have different values (height: H1>H2). That is, the first difference is based on the difference value (21") between the first maximum peak value (S411) of the first differential signal area (S41) and the second maximum peak value (S421) of the second differential signal area (S42). The value (21) can be confirmed and detected more accurately.
제2신호패턴 검출단계(S162)는 산출신호(S3)와 미리 설정된 기준신호(SS)를 비교하여, 산출신호(S3)의 제2패턴을 검출하는 단계일 수 있다.The second signal pattern detection step (S162) may be a step of detecting the second pattern of the calculated signal (S3) by comparing the calculated signal (S3) with a preset reference signal (SS).
즉, 제2신호패턴 검출단계(S162)는 기준신호(SS)의 중심선(CL) 상에 위치하는 기준신호(SS)의 중심값(S3c)과 산출신호(S3)의 중심선(CL) 상에 위치하는 산출신호(S3)의 중심값(S3c)과의 간격을 검출할 수 있다. 이에 따라 제2패턴은 기준신호(SS)의 중심값(SSc)으로부터 산출신호(S3)의 중심값(S3c)이 오프셋(offset) 되는 정도를 의미한다.That is, the second signal pattern detection step (S162) is performed on the center value (S3c) of the reference signal (SS) located on the center line (CL) of the reference signal (SS) and the center line (CL) of the calculated signal (S3). The interval between the calculated signal S3 and the center value S3c can be detected. Accordingly, the second pattern means the degree to which the center value (S3c) of the calculated signal (S3) is offset from the center value (SSc) of the reference signal (SS).
구체적으로, 도 5를 참조하면, 검사영역(CA)에 균열이 존재하지 않으면, 산출신호(S3)는 기준신호(SS)에 일치될 수 있고, 기준신호(SS)의 중심값(SSc) 및 산출신호(S3)의 중심값(S3c)은 서로 일치될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5, if there is no crack in the inspection area (CA), the calculated signal (S3) may be matched to the reference signal (SS), and the center value (SSc) of the reference signal (SS) and The center values (S3c) of the calculated signals (S3) may coincide with each other.
그리고, 도 7은 검사영역 내 완전균열이 있는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 산출신호 및 기준신호를 나타낸 일예이다.And, Figure 7 is an example showing a calculated signal and a reference signal according to an embodiment of the present invention when there is a complete crack in the inspection area.
도 7을 추가 참조하면, 만약 검사영역(CA)에 완전균열(C2)이 존재하면, 산출신호(S3)의 제1산출신호영역(S31) 및 제2산출신호영역(S32)은 대칭될 수 있고, 이때 산출신호(S3)의 중심값(S3c) 및 기준신호(SS)의 중심값(SSc)은 서로 이격될 수 있다. 즉, 기준신호(SS)의 중심값(SSc)으로부터 산출신호(S3)의 중심값(S3c)은 제2차이값(31)을 가지면서 이격될 수 있다.Referring further to FIG. 7, if a complete crack (C2) exists in the inspection area (CA), the first calculated signal area (S31) and the second calculated signal area (S32) of the calculated signal (S3) may be symmetrical. In this case, the center value (S3c) of the calculated signal (S3) and the center value (SSc) of the reference signal (SS) may be spaced apart from each other. That is, the center value S3c of the calculated signal S3 may be spaced apart from the center value SSc of the reference signal SS while having a
결과적으로, 제2신호패턴 검출단계(S162)는 기준신호(SS)로부터 산출신호(S3)이 이격된 오프셋 정도를 검출할 수 있고, 산출신호(S3)의 중심값(S3c) 및 기준신호(SS)의 중심값(SSc) 사이의 제2차이값(31)을 검출할 수 있다. 이로 인하여 검사영역(CA)에 완전균열(C2)이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다.As a result, the second signal pattern detection step (S162) can detect the offset degree of the calculated signal (S3) from the reference signal (SS), the center value (S3c) of the calculated signal (S3) and the reference signal ( The
제1균열상태 판단단계(S171)는 부분균열(C1)에 의한 이차전지의 합부를 판단하는 단계일 수 있다.The first crack state determination step (S171) may be a step of determining whether or not the secondary battery is OK due to the partial crack (C1).
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1균열상태 판단단계(S171)는 제1신호패턴 검출단계(S161)를 통해 획득된 제1차이값(21)과 미리 설정된 제1기준판단값(20)을 비교하여, 검사영역(CA)에서 부분균열(C2)의 존재 여부를 판단할 수 있다.Referring again to FIGS. 5 and 6, the first crack state determination step (S171) includes the first difference value (21) obtained through the first signal pattern detection step (S161) and the first reference judgment value (20) set in advance. ) can be compared to determine whether a partial crack (C2) exists in the inspection area (CA).
제1기준판단값(20)은 기준신호(SS)와 제1기준판단신호(OKS1)와의 차이값을 의미한다.The first
만약, 도 5에서와 같이, 제1차이값(21)이 검출되지 않을 경우, 검사영역(CA)에 부분균열(C2)이 존재하지 않으므로, 이차전지는 양품으로 판단될 수 있다.If the
또한, 제1차이값(21)이 제1기준판단값(20)보다 작을 경우, 검사영역(CA)에 부분균열(C2)이 존재할 수 있지만, 이 경우 부분균열(C2)은 이차전지의 품질에 영향을 미치지 않는 정도의 균열로 판단될 수 있고, 따라서 이 경우에도 이차전지는 양품으로 판단될 수 있다.In addition, if the
만약, 도 6에서와 같이, 제1차이값(21)이 제1기준판단값(20)보다 클 경우에는, 검사영역(CA)에 존재하는 부분균열(C2)은 이차전지의 품질에 영향을 미칠 정도의 균열로 판단될 수 있고, 따라서 이 경우에는 이차전지는 불량품으로 판단될 수 있다.As shown in Figure 6, if the
제2균열상태 판단단계(S172)는 완전균열(C2)에 의한 이차전지의 합부를 판단하는 단계일 수 있다.The second crack state determination step (S172) may be a step of determining whether the secondary battery is acceptable due to a complete crack (C2).
다시 도 5 및 도 7을 참조하면, 제2균열상태 판단단계(S172)는 제2신호패턴 검출단계(S162)를 통해 획득된 제2차이값(31)과 미리 설정된 제2기준판단값(30)을 비교하여, 검사영역(CA)에서 완전균열(C3)의 존재 여부를 판단할 수 있다.Referring again to FIGS. 5 and 7, the second crack state determination step (S172) uses a second difference value (31) obtained through the second signal pattern detection step (S162) and a preset second reference judgment value (30). ) can be compared to determine whether a complete crack (C3) exists in the inspection area (CA).
제2기준판단값(30)은 기준신호(SS)와 제2기준판단신호(OKS2)와의 차이값을 의미한다.The second
만약, 도 5에서와 같이, 제2차이값(31)이 검출되지 않을 경우, 검사영역(CA)에 완전균열(C3)이 존재하지 않으므로, 이차전지는 양품으로 판단될 수 있다.If the
또한, 제2차이값(31)이 제2기준판단값(30)보다 작을 경우, 검사영역(CA)에 완전균열(C3)이 존재할 수 있지만, 이 경우 완전균열(C3)은 이차전지의 품질에 영향을 미치지 않는 정도의 균열로 판단될 수 있고, 따라서 이 경우에도 이차전지는 양품으로 판단될 수 있다.In addition, if the
만약, 도 7에서와 같이, 제2차이값(31)이 제2기준판단값(30)보다 클 경우에는, 검사영역(CA)에 존재하는 완전균열(C3)은 이차전지의 품질에 영향을 미칠 정도의 균열로 판단될 수 있고, 따라서 이 경우에는 이차전지는 불량품으로 판단될 수 있다.As shown in FIG. 7, if the
결과적으로, 부분균열(C1) 시에는 제1차이값(21)이 제1기준판단값(20)보다 클수록 불량품 확률이 커지고, 완전균열(C2) 시에는 제2차이값(31)이 제2기준판단값(30)보다 클수록 불량품 확률이 커진다.As a result, in the case of a partial crack (C1), the greater the first difference value (21) is than the first reference judgment value (20), the greater the probability of a defective product, and in the case of a complete crack (C2), the second difference value (31) is the second The greater the standard judgment value (30), the greater the probability of defective products.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력신호 합성단계를 설명하기 위한 예시도이다.Figure 10 is an example diagram for explaining the input signal synthesis step according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 입력신호 합성단계(S110)를 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 4 and 10, the non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to this embodiment may further include an input signal synthesis step (S110).
입력신호 합성단계(S110)는 입력신호 발신단계(S120) 이전에 수행될 수 있으며, 복수의 입력신호를 합성하는 단계일 수 있다. 실시예에 따른 입력신호 합성단계(S110)는 제1입력신호 및 제2입력신호를 합성할 수 있다.The input signal synthesis step (S110) may be performed before the input signal transmission step (S120) and may be a step of synthesizing a plurality of input signals. The input signal synthesis step (S110) according to the embodiment may synthesize a first input signal and a second input signal.
제1입력신호는 제1주파수를 가질 수 있고, 제2입력신호는 제2주파수를 가질 수 있다.The first input signal may have a first frequency, and the second input signal may have a second frequency.
이때, 제1주파수는 제2주파수 보다 낮을 수 있다. 실시예에 따르면, 제1주파수는 1Khz일 수 있고, 제2주파수는 3Khz일 수 있다.At this time, the first frequency may be lower than the second frequency. According to an embodiment, the first frequency may be 1Khz, and the second frequency may be 3Khz.
이와 같이, 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 입력신호를 합성하고, 이렇게 합성된 복수의 입력신호를 검사영역(CA)에 발신함으로써, 다양한 크기 및 패턴을 가지는 균열(C)을 보다 정확히 검출해낼 수 있다.In this way, by synthesizing a plurality of input signals with different frequencies and transmitting the plurality of input signals synthesized in this way to the inspection area (CA), cracks (C) with various sizes and patterns can be detected more accurately. .
이처럼 제1입력신호 및 제2입력신호가 합성된 입력신호(S1)는 발신부(110)를 통하여 검사영역(CA)을 향해 발신되고, 검사영역(CA)을 통과하면서 변형된 출력신호(S2)는 수신부(120)에서 수신될 수 있다.In this way, the input signal (S1), which is a composite of the first and second input signals, is transmitted toward the inspection area (CA) through the
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 출력신호 분해단계를 설명하기 위한 예시도이다.Figure 11 is an example diagram for explaining the output signal decomposition step according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법은 출력신호 분해단계(S140)를 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 4 and 11, the non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery according to this embodiment may further include an output signal decomposition step (S140).
출력신호 분해단계(S140)는 출력신호 수신단계(S130) 이후에 수행될 수 있으며, 출력신호(S2)로부터 복수의 출력신호(S2)를 분해하는 단계일 수 있다. 실시예에 따른 출력신호 분해단계(S140)는 제1출력신호 및 제2출력신호를 분해할 수 있다.The output signal decomposition step (S140) may be performed after the output signal reception step (S130) and may be a step of decomposing a plurality of output signals (S2) from the output signal (S2). The output signal decomposition step (S140) according to the embodiment may decompose the first output signal and the second output signal.
즉, 제1출력신호는 제1입력신호가 검사영역(CA)을 통과하면서 변형된 출력신호일 수 있고, 제2출력신호는 제2입력신호가 검사영역(CA)을 통과하면서 변형된 출력신호일 수 있다.That is, the first output signal may be an output signal transformed as the first input signal passes through the inspection area (CA), and the second output signal may be an output signal modified as the second input signal passes through the inspection area (CA). there is.
이때, 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 산출신호 생성단계(S150)는 제1산출신호 생성단계 및 제2산출신호 생성단계를 포함할 수 있다.At this time, referring to FIG. 4, the calculation signal generation step (S150) according to this embodiment may include a first calculation signal generation step and a second calculation signal generation step.
즉, 제1산출신호 생성단계는 제1출력신호로부터 제1산출신호를 생성하는 단계일 수 있고, 제2산출신호 생성단계는 제2출력신호로부터 제2산출신호를 생성하는 단계일 수 있다.That is, the first calculation signal generation step may be a step of generating a first calculation signal from a first output signal, and the second calculation signal generation step may be a step of generating a second calculation signal from a second output signal.
이에 따라, 제1신호패턴 검출단계(S161)는 제1산출신호와 기준신호(SS)를 비교하여 제1차이값(21)을 검출할 수 있고, 제2신호패턴 검출단계는 제1산출신호와 기준신호(SS)를 비교하여 제2차이값(31)을 검출할 수 있다.Accordingly, the first signal pattern detection step (S161) can detect the first difference value (21) by comparing the first calculation signal and the reference signal (SS), and the second signal pattern detection step can detect the first difference value (21) by comparing the first calculation signal and the reference signal (SS). The
기본적으로 상대적으로 저주파의 입력신호를 이용할 경우, 전극탭(12)에 존재하는 미세 균열(C)의 크기 및 패턴 검출에 효과적이다. 여기서 서로 다른 주파수의 멀티 주파수를 동시에 적용할 경우에는 다양한 크기 및 패턴의 균열(C)을 보다 효과적으로 검출해낼 수 있다.Basically, when using a relatively low-frequency input signal, it is effective in detecting the size and pattern of micro cracks (C) present in the
이러한 멀티 주파수 중, 상대적으로 고주파수는 상대적으로 검사영역(CA)인 전극탭(12)의 형상에 의한 변형은 최소화하면서 직전성이 우수하기 때문에, 전극탭(12)을 통과하는 과정에서 신호 손실이 최소화될 수 있고, 수신부(120)에서 수신되는 출력신호(S2)의 수신율이 증가될 수 있다.Among these multi-frequencies, relatively high frequencies have excellent transmissibility while minimizing deformation due to the shape of the
결과적으로, 검사영역(CA) 내 존재하는 균열의 크기가 상대적으로 작거나 부분적으로 형성된 부분균열(C1)은, 상대적으로 저주파수를 이용하여 산출신호(S3)의 대칭 혹은 비대칭 패턴을 획득함으로써, 부분균열(C1) 상태를 정확히 검출할 수 있다.As a result, the size of the crack existing in the inspection area (CA) is relatively small or the partially formed partial crack (C1) is partially formed by obtaining a symmetric or asymmetric pattern of the calculation signal (S3) using a relatively low frequency. The crack (C1) state can be accurately detected.
더불어, 부분균열(C1)은 산출신호(S3)로부터 추가적으로 미분신호(S4)를 이용함으로써, 상대적인 저주파수를 이용하더라도 부분균열(C1) 상태를 보다 정확하게 검출해낼 수 있다.In addition, by using the differential signal (S4) additionally from the calculation signal (S3), the state of the partial crack (C1) can be detected more accurately even if a relatively low frequency is used.
그리고, 검사영역(CA) 내 존재하는 균열의 크기가 상대적으로 크거나 연속적으로 길게 형성된 완전균열(C2)은, 상대적으로 고주파수를 이용하여 수신부(120)에서 수신되는 출력신호(S2)의 수신율을 더욱 높여 줌으로써, 완전균열(C2) 상태를 보다 정확히 검출해낼 수 있다.In addition, the size of the crack existing in the inspection area (CA) is relatively large or the complete crack (C2) formed continuously and long is used to increase the reception rate of the output signal (S2) received from the
결과적으로, 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 입력신호(S1)를 이용함으로써, 부분균열(C1) 및 완전균열(C2)과 같이 검사영역(CA)에 존재하는 다양한 크기 및 패턴을 가지는 균열 상태를 효과적으로 확인 및 검출해낼 수 있다.As a result, by using a plurality of input signals (S1) with different frequencies, the state of cracks with various sizes and patterns existing in the inspection area (CA), such as partial cracks (C1) and complete cracks (C2), is effectively detected. It can be confirmed and detected.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. It can be modified or changed.
S1: 입력신호
S2: 출력신호
SS: 기준신호S1: input signal
S2: Output signal
SS: reference signal
Claims (5)
상기 입력신호가 상기 검사영역을 통과하면서 변형된 출력신호를 수신하는 출력신호 수신단계;
미리 설정된 기준신호에 대한 상기 출력신호의 신호패턴을 검출하되, 상기 기준신호의 중심선 상에 위치하는 상기 기준신호의 중심값과 상기 출력신호의 중심선 상에 위치하는 상기 출력신호의 중심값이 일치되고, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로 일측에 배치되는 상기 출력신호의 제1출력신호영역과 타측에 배치되는 상기 출력신호의 제2출력신호영역이 비대칭되어 불일치되면, 상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 비대칭에 의한 제1차이값을 검출하는 제1신호패턴 검출단계;
상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 신호패턴을 검출하되, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로 일측에 배치되는 상기 제1출력신호영역과 타측에 배치되는 상기 제2출력신호영역이 대칭되고, 상기 기준신호의 중심선 상에 위치하는 상기 기준신호의 중심값과 상기 출력신호의 중심선 상에 위치하는 상기 출력신호의 중심값이 오프셋되어 불일치되면, 상기 기준신호에 대한 상기 출력신호의 오프셋에 의한 제2차이값을 검출하는 제2신호패턴 검출단계;
상기 제1차이값이 검출되면 상기 검사영역에 부분균열이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1차이값이 미리 설정된 제1기준판단값보다 크면 부분균열에 의한 불량 상태로 판단하는 제1균열상태 판단단계; 및
상기 제2차이값이 검출되면 상기 검사영역에 완전균열이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제2차이값이 미리 설정된 제2기준판단값보다 크면 완전균열에 의한 불량 상태로 판단하는 제2균열상태 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법.An input signal transmission step of transmitting an input signal toward an inspection area where internal cracks are expected;
An output signal receiving step of receiving a modified output signal as the input signal passes through the inspection area;
The signal pattern of the output signal with respect to a preset reference signal is detected, and the center value of the reference signal located on the center line of the reference signal coincides with the center value of the output signal located on the center line of the output signal. , if the first output signal area of the output signal arranged on one side with respect to the center line of the reference signal and the second output signal area of the output signal placed on the other side are asymmetric and mismatched, the output signal with respect to the reference signal A first signal pattern detection step of detecting a first difference value due to asymmetry of;
The signal pattern of the output signal with respect to the reference signal is detected, wherein the first output signal area disposed on one side and the second output signal area disposed on the other side are symmetrical with respect to the center line of the reference signal, and the reference signal is detected. If the center value of the reference signal located on the center line of the signal and the center value of the output signal located on the center line of the output signal are offset and do not match, a second difference due to the offset of the output signal with respect to the reference signal A second signal pattern detection step of detecting a value;
When the first difference value is detected, it is determined that a partial crack exists in the inspection area, and when the first difference value is greater than a preset first reference judgment value, a first crack condition is determined to be in a defective state due to a partial crack. step; and
If the second difference value is detected, it is determined that a complete crack exists in the inspection area, and if the second difference value is greater than a preset second reference judgment value, it is determined that the defective state is due to a complete crack. A non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery, comprising the steps:
상기 제1신호패턴 검출단계는,
상기 출력신호를 미분하여 미분신호를 생성하고, 상기 기준신호의 중심선을 기준으로, 일측에 배치되는 상기 미분신호의 제1미분신호영역의 제1최대피크값과, 타측에 배치되는 상기 미분신호의 제2미분신호영역의 제2최대피크값과의 차이값을 바탕으로, 상기 제1차이값을 검출하는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법.According to paragraph 1,
The first signal pattern detection step is,
A differential signal is generated by differentiating the output signal, and, based on the center line of the reference signal, the first maximum peak value of the first differential signal area of the differential signal disposed on one side and the differential signal disposed on the other side are A non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery that detects the first difference value based on the difference value with the second maximum peak value of the second differential signal area.
상기 입력신호 발신단계 이전에 수행되며, 제1주파수를 가지는 제1입력신호와, 상기 제1주파수와 다른 제2주파수를 가지는 제2입력신호를 합성하는 입력신호 합성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법.According to paragraph 1,
It is performed before the input signal transmission step and further includes an input signal synthesis step of combining a first input signal having a first frequency and a second input signal having a second frequency different from the first frequency. A non-destructive inspection method for internal cracks in pouch-type secondary batteries.
상기 출력신호 수신단계 이후에 수행되며, 상기 출력신호로부터 상기 제1입력신호로부터 변형된 제1출력신호와 상기 제2입력신호로부터 변형된 제2출력신호를 분해하는 출력신호 분해단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법.According to paragraph 3,
It is performed after the output signal receiving step, and further includes an output signal decomposition step of decomposing the output signal into a first output signal modified from the first input signal and a second output signal modified from the second input signal. A non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery, characterized in that:
상기 제1주파수는 부분균열의 존재 여부를 판단하는데 이용되고, 상기 제1주파수보다 고주파인 상기 제2주파수는 완전균열의 존재 여부를 판단하는데 이용되며,
상기 제1신호패턴 검출단계는 상기 제1출력신호와 상기 기준신호를 비교하여 상기 제1차이값을 검출하고,
상기 제2신호패턴 검출단계는 상기 제2출력신호와 상기 기준신호를 비교하여 상기 제2차이값을 검출하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 내부균열 비파괴 검사방법.According to paragraph 4,
The first frequency is used to determine whether a partial crack exists, and the second frequency, which is higher than the first frequency, is used to determine whether a complete crack exists,
The first signal pattern detection step detects the first difference value by comparing the first output signal and the reference signal,
The second signal pattern detection step is a non-destructive inspection method for internal cracks in a pouch-type secondary battery, characterized in that the second difference value is detected by comparing the second output signal and the reference signal.
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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 |