KR102666323B1 - In-line device equipped with a disconnection inspection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치에 관한 것으로 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있도록 하기 위해, 다수개의 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)이 순차 적층되어 형성되는 파우치형 이차전지 셀(C)을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비의 컨베이어(110) 상에서 위치정렬시키는 정렬부(101); 상기 파우치형 이차전지 셀(C)은 상기 다수개의 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)과, 상기 양극극판(2)의 일측부위 단부에 형성되는 전극(12)과, 상기 전극(12)에 겹침되는 양극단자(72)와, 상기 음극극판(3)의 타측부위 단부에 형성되는 전극(14)과, 상기 전극(14)에 겹침되는 음극단자(74)를 소정의 전해질과 함께 밀봉하는 알루미늄 재질의 파우치(20)가 구비되어지되, 상기 파우치(20)의 외측으로 양극단자(72) 및 음극단자(74) 만이 노출되게 구성되며, 상기 전극(12,14)을 압착하는 과정에서 양극극판(2)의 일측단부와 음극극판(3)의 타측단부는 절곡되어 절곡부위(P1)가 형성되고, 상기 다수개의 양극극판(2)의 일측 부위 단부들 각각에는 양극단자(72)를 용접하기 위한 전극(12)이 겹침되어 일체로되면서 겹침부위(P2)가 형성되고, 상기 다수개의 음극극판(3)의 타측 부위 단부들 각각에는 음극단자(74)를 용접하기 위한 전극(14)이 겹침되어 일체로되면서 겹침부위(P2)가 형성되며, 상기 정렬부(101)를 통해 위치정렬된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 이동시켜 파우치형 이차전지 셀(C)의 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 “OK(정상)”및“NG(이상)”를 검사하는 검사부(102); 상기 파우치형 이차전지 셀(C)에 유도전류가 흐르게 하고, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류를 통해 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)에서 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하는 검출센서(31∼38)가 구비되고, 상기 검사부(102)를 통해 검사된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 계속 이동시키는 이동부(103); 상기 이동부(103)를 통해 이동된 파우치형 이차전지 셀(C)을 “OK(정상)”인 경우와, “NG(이상)”인 경우로 구분하는 선별부(104); 상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“OK(정상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)을 계속 이동시키고, 상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“NG(이상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)의 직교방향에 배치된 선별대(120) 상의 “과검/미검”또는“NG(이상)”위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 이동시키도록 구성하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells. The present invention relates to an in-line device that performs inspection while manufacturing pouch-type secondary battery cells. In order to enable mobile storage of pouch-type secondary battery cells by subdividing them by judgment by discharging OK (normal) products and NG (abnormal) products according to the final judgment to different lines, respectively, On the conveyor 110 of in-line equipment that manufactures and inspects pouch-type secondary battery cells (C) formed by sequentially stacking the positive electrode plate (2), negative electrode plate (3), and separator (5). Alignment unit 101 for position alignment; The pouch-type secondary battery cell (C) includes the plurality of positive electrode plates (2), negative electrode plates (3), and separators (5), and an electrode (12) formed at one end of the positive electrode plate (2), The positive electrode terminal 72 overlapping the electrode 12, the electrode 14 formed on the other end of the negative electrode plate 3, and the negative electrode terminal 74 overlapping the electrode 14 are predetermined. A pouch 20 made of aluminum that is sealed with the electrolyte is provided, and only the positive electrode terminal 72 and the negative terminal 74 are exposed to the outside of the pouch 20, and the electrodes 12 and 14 are provided. In the process of pressing, one end of the positive electrode plate 2 and the other end of the negative electrode plate 3 are bent to form a bent portion P1, and each of the ends of one side of the plurality of positive electrode plates 2 has a positive terminal. The electrodes 12 for welding (72) overlap and become integrated to form an overlapping area (P2), and at each end of the other side of the plurality of negative electrode plates (3), an electrode for welding the negative electrode terminal 74 is formed. As the electrodes 14 overlap and become integrated, an overlap area (P2) is formed, and the pouch-type secondary battery cells (C) aligned through the alignment unit 101 are moved along the conveyor 110 to form a pouch-type secondary battery cell (C). An inspection unit 102 that detects the presence or absence of abnormalities, including fine cracks or disconnections in the battery cell (C), and inspects “OK (normal)” and “NG (abnormal)” of the pouch-type secondary battery cell (C); An induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C), and the induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C), including fine cracks or disconnections at the bent portion (P1) and the overlapped portion (P2). A moving unit 103 that is provided with detection sensors 31 to 38 to detect whether an abnormality has occurred and continues to move the pouch-type secondary battery cell C inspected through the inspection unit 102 along the conveyor 110; A sorting unit 104 that separates the pouch-type secondary battery cells C moved through the moving unit 103 into “OK (normal)” cases and “NG (abnormal)” cases; If the pouch-type secondary battery cell (C) is “OK (normal)” in the selection unit 104, the pouch-type secondary battery cell (C) continues to move along the conveyor 110, and the selection unit 104 ), if the pouch-type secondary battery cell (C) is “NG (or higher),” the “over-screened/not-screened” or “NG (or higher)” position on the selection table 120 arranged in a direction perpendicular to the conveyor 110 It is characterized in that it is configured to move the pouch-type secondary battery cell (C).
Description
본 발명은 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있도록 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells. More specifically, the present invention relates to an in-line device that performs inspection while manufacturing pouch-type secondary battery cells. By inspecting the anode disconnection of the battery cell, OK (normal) products according to the final judgment and NG (abnormal) products according to various judgments are discharged to separate lines, so that pouch-type secondary battery cells can be moved and stored by subdividing them by judgment. This relates to an in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells.
에너지원으로 널리 사용되고 있는 화석연료가 점차 고갈됨에 따라 가격이 지속적으로 상승하고 있다. 또한 화석원료는 매연 등을 비롯한 많은 공해물질을 배출하여 환경을 오염시키고 있다. 특히 화석 연료를 사용하는 차량들은, 많은 공해 물질을 배출하여 환경을 매우 심각하게 오염시키는 주요 요인의 하나로서 차량에서 화석연료를 사용하는 것을 줄일 수 있는 대책이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.As fossil fuels, which are widely used as energy sources, are gradually depleted, their prices are continuously rising. In addition, fossil raw materials pollute the environment by emitting many pollutants, including soot. In particular, vehicles that use fossil fuels emit a lot of pollutants, which is one of the main factors that seriously pollutes the environment. Measures to reduce the use of fossil fuels in vehicles are urgently needed.
이에 따라 공해물질을 배출하지 않으면서도 산업 전반에 걸쳐 널리 사용할 수 있는 친환경적인 대체 에너지원에 대한 요구가 필수 불가결한 요인으로 대두되고 있다.Accordingly, the demand for eco-friendly alternative energy sources that do not emit pollutants and can be widely used across industries is emerging as an essential factor.
공해물질을 배출하지 않는 친환경적인 대체 에너지원으로는 여러 가지가 알려져 있다. 이들 친환경적인 대체 에너지원의 하나로서, 전력을 반복적으로 충전 및 방전시키면서 동력장치를 구동시키는 것이 가능한 이차전지가 사용되고 있다.There are many known environmentally friendly alternative energy sources that do not emit pollutants. As one of these environmentally friendly alternative energy sources, secondary batteries, which can drive power devices while repeatedly charging and discharging power, are being used.
상기 이차전지는 화석원료의 사용을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전력의 사용에 따른 공해물질 등의 부산물이 발생하지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성의 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.The secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that it can dramatically reduce the use of fossil raw materials and does not generate by-products such as pollutants due to the use of electricity.
최근에는 스마트폰 등과 같은 휴대용 기기들이나, 전기차량(EV, Electric Vehicle) 및 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle)이나, 대용량의 전력을 필요로 하는 구동장치 등을 비롯하여 산업 전반에 걸쳐 이차전지가 널리 사용되고 있다. 또한 이차전지의 충전용량도 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.Recently, secondary batteries are widely used throughout the industry, including portable devices such as smartphones, electric vehicles (EV, Electric Vehicle) and hybrid vehicles (HV, Hybrid Vehicle), and driving devices that require large amounts of power. there is. In addition, the charging capacity of secondary batteries is continuously increasing.
상기한 이차전지들 중의 하나로 파우치형 이차전지가 알려져 있다. 상기 파우치형 이차전지는 복수 개의 파우치형 이차전지 셀들을 결합하여 구성하고 있다.A pouch-type secondary battery is known as one of the above-described secondary batteries. The pouch-type secondary battery is constructed by combining a plurality of pouch-type secondary battery cells.
상기 파우치형 이차전지 셀은, 양극극판과 음극극판의 사이에 분리막을 개재하여 반복하여 적층한 것이다. 그리고 적층한 양극극판의 전극 및 음극극판의 전극을 각각 압착하고, 압착한 양극극판의 전극 및 음극극판의 전극에 양극단자 및 음극단자를 각각 용접한다. 또한 적층한 양극극판, 분리막 및 음극극판을 전해질과 함께, 예를 들면, 알루미늄 재질의 필름으로 된 파우치로 감싸도록 구성하고 있다.The pouch-type secondary battery cell is made by repeatedly stacking a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed between them. Then, the electrodes of the laminated positive electrode plates and the electrodes of the negative electrode plates are respectively pressed, and the positive and negative electrode terminals are welded to the electrodes of the pressed positive and negative electrode plates, respectively. In addition, the stacked positive electrode plate, separator, and negative electrode plate are wrapped together with the electrolyte in a pouch made of, for example, an aluminum film.
이러한 파우치형 이차전지 셀은 파우치의 외부로 양극단자 및 음극단자만이 노출되게 구성된다.This pouch-type secondary battery cell is configured so that only the positive and negative terminals are exposed to the outside of the pouch.
파우치형 이차전지 셀은 내부의 변형이 거의 발생되지 않고, 빈 공간이 발생되지 않게 제조할 수 있다. 또한 파우치형 이차전지 셀은 다양한 형상으로 제조할 수 있어 설계 자유도가 매우 높고, 무게가 가벼우며, 에너지 밀도가 매우 높은 장점이 있다.Pouch-type secondary battery cells can be manufactured with little internal deformation and no empty space. In addition, pouch-type secondary battery cells can be manufactured in various shapes, so they have the advantage of having a very high degree of design freedom, being light in weight, and having a very high energy density.
이러한 파우치형 이차전지 셀을 제조할 경우에 여러 가지의 이상 요인이 발생될 수 있다.When manufacturing such pouch-type secondary battery cells, various abnormalities may occur.
예를 들면, 양극극판 및 음극극판의 사이에 분리막을 개재하여 적층하는 과정에서 양극극판 및 음극극판에 미세한 균열이나 단선 등의 이상이 발생될 수 있다.For example, in the process of stacking a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed between them, abnormalities such as fine cracks or disconnections may occur in the positive electrode plate and the negative electrode plate.
또한 복수 개의 양극극판의 전극 및 음극극판의 전극을 각각 압착하는 과정에서 양극극판과 음극극판의 단부와 전극의 사이가 절곡되는 절곡부위가 발생되고, 그 절곡부위는 절곡되면서 미세한 균열 또는 단선 등의 이상이 발생될 수 있다.In addition, in the process of compressing the electrodes of the plurality of positive electrode plates and the electrodes of the negative electrode plates, a bent portion is generated where the ends of the positive and negative electrode plates are bent and the electrodes are bent, and the bent portion is bent to form fine cracks or disconnections. An error may occur.
또한 압착한 전극에 양극단자 및 음극단자를 용접하는 과정에서 전극이 양극단자 및 음극단자에 용접되지 않는 용접불량이 발생될 수 있다.Additionally, in the process of welding the positive and negative electrode terminals to the pressed electrode, welding defects may occur in which the electrode is not welded to the positive and negative terminals.
이러한 이상(이상)들은 파우치형 이차전지 셀에 충전 및 방전되는 전류의 흐름을 방해하게 된다. 이로 인하여 이상이 발생된 부위로 흐르는 전류가 감소하게 되고, 이상이 발생되지 않은 부위로는 상대적으로 전류의 흐름이 집중된다.These abnormalities interfere with the flow of current that charges and discharges the pouch-type secondary battery cell. As a result, the current flowing to the part where the abnormality occurred decreases, and the flow of current is relatively concentrated in the area where the abnormality does not occur.
그러므로 이상이 발생되지 않은 부위에는 많은 전류가 흐르게 되어 과열현상이 발생될 수 있다. 또한 이상이 발생한 부위에서는 높은 저항 값으로 인하여 과열현상이 발생될 수 있다. 이러한 과열현상에 의하여 이차전지에 화재 등의 안전사고가 발생하게 될 수 있다.Therefore, a large amount of current may flow to areas where no abnormality has occurred, resulting in overheating. Additionally, overheating may occur in areas where abnormalities occur due to high resistance values. This overheating phenomenon may cause safety accidents such as fire in the secondary battery.
따라서 파우치형 이차전지 셀을 제조한 이후에 파우치형 이차전지 셀의 전체 부위 즉, 양극극판 및 음극극판이나, 전극의 절곡부위 등에 균열 또는 단선 등의 이상이 발생되었는지의 여부와, 전극의 용접불량에 대하여 정밀하게 검사할 수 있는 높은 신뢰성의 검사장치가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, after manufacturing the pouch-type secondary battery cell, whether any abnormalities such as cracks or disconnections occurred in the entire area of the pouch-type secondary battery cell, that is, the positive and negative electrode plates, or the bent portion of the electrode, etc., and whether there was a welding defect in the electrode. There is a need for a highly reliable inspection device that can precisely inspect.
파우치형 이차전지 셀의 품질을 검사하는 선행기술로서는 대한민국 등록특허 제10-2023739호(2019년 09월 16일, 등록)가 알려져 있다.Republic of Korea Patent No. 10-2023739 (registered on September 16, 2019) is known as a prior art for inspecting the quality of pouch-type secondary battery cells.
상기한 선행기술에 따르면, 이차전지 셀로 와전류를 유도하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 포함하고, 이차전지 셀이 주행하는 동안에 와전류에 의한 검사를 수행하는 검사부와, 이차전지 셀이 투입되는 지점부터 반출되는 지점까지, 복수의 이차전지 셀을 순차적으로 이송하는 이송부와, 상기 검사부와 전기적으로 연결되며, 상기 검사부에 의해 감지된 와전류 신호를 수신하여 평가하고 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 검사부는, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서를 검사하고자 하는 위치로 이동할 수 있도록 설계되고, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서가 고정된 상태에서 와전류에 의한 검사를 수행하게 하는 것으로서 와전류를 이용하여 파우치형 이차전지 셀 내부의 균열(Crack)을 검출하게 구성하였다.According to the above-mentioned prior art, it includes a first sensor that induces an eddy current to a secondary battery cell and a second sensor that detects an eddy current signal induced by the first sensor, and inspects the secondary battery cell by the eddy current while the secondary battery cell is traveling. A transfer unit that sequentially transfers a plurality of secondary battery cells from the point where the secondary battery cells are input to the point where they are discharged, is electrically connected to the inspection unit, and receives the eddy current signal detected by the inspection unit. It includes a control unit that evaluates and controls, and the inspection unit is designed to move the first sensor and the second sensor to a desired inspection position, and performs inspection by eddy current while the first sensor and the second sensor are fixed. It was designed to detect cracks inside a pouch-type secondary battery cell using eddy current.
이러한 선행기술은 비파괴적인 방법으로 와전류를 이용하여 파우치형 이차전지 셀의 양극과 음극의 극판 및 전극의 부위에서 미세한 균열이나 단선 등이 발생하였는지의 유무와 위치 등을 검출하고, 또한 용접부의 용접불량 여부를 검출할 수 있다.This prior art uses eddy currents in a non-destructive way to detect the presence and location of fine cracks or disconnections in the positive and negative electrodes and electrode areas of pouch-type secondary battery cells, and also detects welding defects in welded areas. It can be detected whether or not.
일반적으로 파우치형 이차전지 셀을 제조할 경우에 절곡부위의 높이, 절곡 각도 및 폭 등은 일정하지 않고 다양한 형태로 발생된다. 또한 균열이나 단선 등이 발생된 부위의 위치, 방향, 폭 및 모양 등이 일정하지 않고, 다양한 형태로 발생된다. 또한 전해질 및 용접부 등의 영향으로 인하여 제조된 파우치형 이차전지 셀은 일률적이지 않고, 상호간에 약간의 차이가 발생하게 된다.In general, when manufacturing a pouch-type secondary battery cell, the height, bending angle, and width of the bent portion are not constant and occur in various shapes. In addition, the location, direction, width, and shape of the area where a crack or disconnection occurs is not constant, and occurs in various forms. In addition, due to the influence of electrolyte and welding areas, the manufactured pouch-type secondary battery cells are not uniform, and slight differences occur between them.
상기한 와전류 방식은, 파우치형 이차전지 셀과 센서들 사이의 측정거리에 매우 민감하게 반응하고 있다. 즉, 상기 측정거리에 따라 파우치형 이차전지 셀의 극판 및 절곡부위에서의 이상과, 전극의 용접부위의 용접불량 등을 검사한 특성이 상이하게 검출된다.The eddy current method described above is very sensitive to the measurement distance between the pouch-type secondary battery cell and the sensors. In other words, the characteristics of inspection for abnormalities in the electrode plate and bent portion of the pouch-type secondary battery cell and welding defects in the welded portion of the electrode are detected differently depending on the measurement distance.
그러므로 상기한 선행기술은 파우치형 이차전지 셀의 이상 여부를 정밀하게 검사하는 데에는 한계가 있다.Therefore, the above-described prior art has limitations in precisely inspecting pouch-type secondary battery cells for abnormalities.
또한 국소 부위에만 와전류를 발생시켜 파우치형 이차전지 셀의 이상여부를 검사하는 것으로서 파우치형 이차전지 셀의 전극, 전극 및 용접부의 전체를 모두 검사하는 데에는 한계가 있다.In addition, since eddy currents are generated only in local areas to inspect pouch-type secondary battery cells for abnormalities, there is a limit to inspecting all electrodes, electrodes, and welds of pouch-type secondary battery cells.
또한 파우치형 이차전지 셀에 변형이 있거나, 파우치형 이차전지 셀과 센서 사이에 위치오차가 있을 경우에 파우치형 이차전지 셀의 이상 여부를 검출하는데 많은 어려움이 있다.Additionally, if there is a deformation in the pouch-type secondary battery cell or there is a position error between the pouch-type secondary battery cell and the sensor, there is great difficulty in detecting abnormalities in the pouch-type secondary battery cell.
그러므로 상기한 선행기술은 거의 실용화되지 않고 있다.Therefore, the above-mentioned prior art is hardly put into practical use.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있도록 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.Accordingly, the present invention was created to eliminate the above-mentioned problems, and the positive electrode disconnection of the pouch-type secondary battery cell is inspected on in-line equipment that performs inspection while manufacturing the pouch-type secondary battery cell, and the final decision is made. A disconnection detection sensor and inspection for pouch-type secondary battery cells that allows for mobile storage of pouch-type secondary battery cells by subdividing them by judgment by discharging OK (normal) products and NG (abnormal) products by various judgments to separate lines. It was completed as a technical task with a focus on in-line devices equipped with a system.
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 다수개의 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)이 순차 적층되어 형성되는 파우치형 이차전지 셀(C)을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비의 컨베이어(110) 상에서 위치정렬시키는 정렬부(101); 상기 파우치형 이차전지 셀(C)은 상기 다수개의 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)과, 상기 양극극판(2)의 일측부위 단부에 형성되는 전극(12)과, 상기 전극(12)에 겹침되는 양극단자(72)와, 상기 음극극판(3)의 타측부위 단부에 형성되는 전극(14)과, 상기 전극(14)에 겹침되는 음극단자(74)를 소정의 전해질과 함께 밀봉하는 알루미늄 재질의 파우치(20)가 구비되어지되, 상기 파우치(20)의 외측으로 양극단자(72) 및 음극단자(74) 만이 노출되게 구성되며, 상기 전극(12,14)을 압착하는 과정에서 양극극판(2)의 일측단부와 음극극판(3)의 타측단부는 절곡되어 절곡부위(P1)가 형성되고, 상기 다수개의 양극극판(2)의 일측 부위 단부들 각각에는 양극단자(72)를 용접하기 위한 전극(12)이 겹침되어 일체로되면서 겹침부위(P2)가 형성되고, 상기 다수개의 음극극판(3)의 타측 부위 단부들 각각에는 음극단자(74)를 용접하기 위한 전극(14)이 겹침되어 일체로되면서 겹침부위(P2)가 형성되며, 상기 정렬부(101)를 통해 위치정렬된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 이동시켜 파우치형 이차전지 셀(C)의 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 “OK(정상)”및“NG(이상)”를 검사하는 검사부(102); 상기 파우치형 이차전지 셀(C)에 유도전류가 흐르게 하고, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류를 통해 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)에서 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하는 검출센서(31∼38)가 구비되고, 상기 검사부(102)를 통해 검사된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 계속 이동시키는 이동부(103); 상기 이동부(103)를 통해 이동된 파우치형 이차전지 셀(C)을 “OK(정상)”인 경우와, “NG(이상)”인 경우로 구분하는 선별부(104); 상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“OK(정상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)을 계속 이동시키고, 상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“NG(이상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)의 직교방향에 배치된 선별대(120) 상의 “과검/미검”또는“NG(이상)”위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 이동시키도록 구성하며, 상기 검출센서(31∼38)는 서보모터에 연결된 제1이동판(40)에 구비되어, 상기 제1이동판(40)에 의해 파우치형 이차전지 셀(C)의 길이방향으로 이동됨과 아울러, 이상 검사시 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)의 폭방향으로 이동되도록 구성하며, 상기 제1이동판(40) 상에 구비되어 검출센서(31∼38)의 이동거리를 측정하는 리니어스케일(61) 및 엔코더가 구성되고, 상기 리니어스케일(61) 및 엔코더의 측정된 이동거리에 따른 각각의 검출센서(31∼38)를 통해 검사과정의 값을 모니터링을 통해 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치를 제공한다.The present invention to achieve the above technical problem is to manufacture and inspect a pouch-type secondary battery cell (C) formed by sequentially stacking a plurality of positive electrode plates (2), negative electrode plates (3), and separators (5). An
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또한, 상기 검출센서는 8개의 검출센서(31∼38)로 구성되어지되, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(31)가 위치되고, 양극단자(72)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(33)가 위치되며, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(32)가 위치되고, 양극단자(72)측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(34)가 위치되며, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(35)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(37)가 위치되며, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(36)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(38)가 위치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the detection sensor is composed of eight detection sensors (31 to 38), and detects the induced current by scanning the upper bent portion (P1) on the
또한, 상기 각각의 검출센서(31∼38)와, 리니어스케일(61) 및 엔코더를 통해 1㎜ 단위로 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 판단하여 그 검사과정의 값을 모니터링을 통해 길이 단위로 “정상” 및 “단선”을 층간으로 구별하여 그래프화되게 표현토록 함과 아울러, 상기 그래프 상에 최종판정 및 단선길이합을 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.In addition, through each of the
또한, 상기 검사과정의 값이 “단선”인 경우, 상기 그래프가 포함된 모니터 상에 절곡부위(P1)의 좌우측(A,B) 및 겹침부위(P2)의 좌우측(C,D)에 해당되는 측정부위(A,B,C,D)별 단선길이합을 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 함을 특징으로 한다.In addition, if the value of the inspection process is “single line,” the left and right sides (A, B) of the bending area (P1) and the left and right sides (C, D) of the overlapping area (P2) are displayed on the monitor containing the graph. It is characterized by displaying the sum of disconnection lengths for each measurement area (A, B, C, D), allowing workers to accurately recognize the degree of abnormality at a glance.
또한, 상기 제1이동판(40) 상에 수평레일(41)이 형성되고, 상기 수평레일(41) 상에서 수평이동되는 제2이동판(45)이 구비되며, 상기 제2이동판(45) 상에 수직레일(46)이 형성되고, 상기 수직레일(46) 상에서 수직이동되는 이동홀더(50)가 구비되며, 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 각각 상기 이동홀더(50)에 고정되어 제1이동판(40) 상에서 상하좌우로 각각 개별이동되게 하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 셀의 크기 및 형상에 따라 세팅된 각 검출센서(31∼38)의 위치에 정밀이동되게 함으로써 파우치형 이차전지 셀(C)의 단선을 검사할 검출센서(31∼38)의 위치를 일정하게 유지시킬 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a
상기한 본 발명에 의하면 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있는 등의 효과가 있다.According to the present invention, the positive electrode disconnection of the pouch-type secondary battery cell is inspected on an in-line equipment that performs inspection while manufacturing the pouch-type secondary battery cell, and according to the final judgment, an OK (normal) product and various judgments are made. By discharging each NG (defective) product to a different line, there is an effect such as being able to move and store pouch-type secondary battery cells by subdividing them by judgment.
도 1은 본 발명에 의한 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치의 실시 예시도
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 파우치형 이차전지 셀의 측면 실시 예시도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서의 실시 예시도
도 7 내지 도 11은 본 발명에 의한 파우치형 이차전지 셀의 검사시스템 실시 예시도Figure 1 is an exemplary embodiment of an in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for a pouch-type secondary battery cell according to the present invention.
2 and 3 are side illustrations of a pouch-type secondary battery cell according to the present invention.
Figures 4 to 6 are exemplary embodiments of a disconnection detection sensor for a pouch-type secondary battery cell according to the present invention.
7 to 11 are illustrations of an inspection system for pouch-type secondary battery cells according to the present invention.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific details for implementing the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
본 발명은 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있도록 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 11을 참고하여 보면 아래의 설명과 같다.The present invention inspects the anode disconnection of a pouch-type secondary battery cell on an in-line equipment that performs inspection while manufacturing the pouch-type secondary battery cell, and according to the final judgment, OK (normal) product and NG (NG) according to various judgments. (above) It relates to an in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells that allows the pouch-type secondary battery cells to be moved and stored by subdividing them by judgment by discharging the products to different lines, Figures 1 to 1 Referring to Figure 11, the explanation is as follows.
본 발명의 구현을 위해 먼저 도 1에서와 같이 파우치형 이차전지 셀(C)을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비의 컨베이어(110) 상에 정렬부(101), 검사부(102), 이동부(103) 및 선별부(104)가 순차적으로 나열 구비되고, 상기 선별부(104) 상에서 직교방향으로 구비되는 선별대(120) 상의 “과검/미검”또는“NG(이상)”위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 이동시키도록 구성된다.In order to implement the present invention, first, as shown in FIG. 1, an
상기 정렬부(101)는 도 1 및 도 2에서와 같이 다수개의 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)이 순차 적층되어 형성되는 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110) 상에서 위치정렬시키도록 구성된다.The
상기 파우치형 이차전지 셀(C)은 다수개의 양극극판(2)과, 다수개의 음극극판(3) 및 다수개의 분리막(5)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 다수개의 양극극판(2)과 음극극판(3)들 각각의 사이 마다에 분리막(5)이 기재되어 반복적으로 순차 적층된다.The pouch-type secondary battery cell (C) may include a plurality of positive electrode plates (2), a plurality of negative electrode plates (3), and a plurality of separators (5). At this time, a
상기 다수개의 양극극판(2)의 일측 부위는 상기 다수개의 분리막(5)의 일측 부위에서 약간 돌출되게 형성되고, 또한 다수개의 음극극판(3)의 타측 부위도 다수개의 분리막(5)의 타측 부위에서 약간 돌출되게 형성된다.One side of the plurality of anode plates (2) is formed to slightly protrude from one side of the plurality of separators (5), and the other side of the plurality of cathode plates (3) is also formed to slightly protrude from the other side of the plurality of separators (5). It is formed to protrude slightly from the
여기서, 돌출 형성되는 상기 양극극판(2) 및 음극극판(3)의 길이는 예를 들면, 상기 양극극판(2), 음극극판(3) 및 분리막(5)의 전체 개수 및 전체 적층 높이 등에 따라 상이하게 결정될 수 있다.Here, the length of the protruding
그리고, 상기 다수개의 양극극판(2)의 일측 부위 단부들 각각에는 양극단자(72)를 용접하기 위한 전극(12)이 겹침되어 일체로 형성되어 있고, 또한 상기 다수개의 음극극판(3)의 타측 부위 단부들 각각에는 음극단자(74)를 용접하기 위한 전극(14)이 겹침되어 일체로 형성된다.In addition,
이때, 상기 다수개의 양극극판(2)의 일측 부위 단부에 전극(12)이 형성되고, 다수개의 음극극판(3)의 타측 부위 단부에 전극(14)이 형성되는 것은 예를들어 도시하고 설명하였고, 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고 전극(12,14)들은 상호간에 쇼트되지 않도록 하는 다수개의 양극극판(2) 및 음극극판(3)의 측면 등을 비롯하여 다양한 위치에 형성될 수도 있다.At this time, the
상기 전극(12,14)에 양극단자(72) 및 음극단자(74)를 각각 용접하여 접합할 경우에 다수개의 전극(12,14)을 상부 및 하부에서 소정의 압력으로 각각 압착하고, 압착한 전극(12,14)에 양극단자(72) 및 음극단자(74)를 각각 용접하여 접합시키게 된다.When joining the
그리고, 상기 다수개의 양극극판(2)과, 다수개의 음극극판(3)과, 다수개의 분리막(5)과, 전극(12,14)을 소정의 전해질과 함께 파우치(20)로 밀봉한다. 이때, 상기 파우치(20)는 예를 들면, 알루미늄 재질의 필름으로 구성할 수 있다.Then, the plurality of
그러므로 상기 파우치형 이차전지 셀(C)은 파우치(20)의 외측으로 양극단자(72) 및 음극단자(74) 만이 노출되게 구성된다.Therefore, the pouch-type secondary battery cell (C) is configured so that only the
이러한 구성을 갖는 파우치형 이차전지 셀(C)은 상기 전극(12,14)을 압착하는 과정에서 양극극판(2)의 일측단부와 음극극판(3)의 타측단부는 절곡되어 절곡부위(P1)가 발생하게 되고, 그 절곡부위(P1)에는 미세한 균열이나 단선 등의 이상이 발생될 수 있다.In the pouch-type secondary battery cell (C) having this configuration, one end of the positive electrode plate (2) and the other end of the negative electrode plate (3) are bent in the process of compressing the electrodes (12, 14), forming a bent portion (P1). occurs, and abnormalities such as fine cracks or disconnections may occur at the bent portion (P1).
이때, 상기 양극극판(2) 및 음극극판(3)이 분리막(5)에서 돌출되지 않고, 상기 전극(12,14)이 분리막(5)에서 돌출되게 형성하여 상기 절곡부위(P1)가 전극(12,14)에 형성되게 구성할 수도 있다.At this time, the
그리고, 상기 전극(12,14)의 부위에 압착하여 양극단자(72) 및 음극단자(74)를 각각 용접하는 과정에서 상기 전극(12)과 양극단자(72)가 겹침부위(P2)에 정확하게 용접되지 않거나, 또는 전극(14)과 음극단자(74)가 겹침부위(P2)에 정확하게 용접되지 않는 용접불량이 발생될 수 있다.Then, in the process of welding the
이러한 미세한 균열이나 단선 등의 이상이나 용접불량은 파우치형 이차전지 셀(C)에 전력을 충전 및 방전시키는 과정에서 높은 온도의 발열을 유발하게 되고, 이로 인하여 화재 등의 안전사고가 발생될 수 있다.These abnormalities such as fine cracks or disconnections or welding defects cause high-temperature heat generation in the process of charging and discharging power to the pouch-type secondary battery cell (C), which may cause safety accidents such as fire. .
그러므로 본 발명에서는 파우치형 이차전지 셀(C)에 유도전류가 흐르게 하고, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류를 상기 절곡부위(P1)에서 검출하여, 상기 절곡부위(P1)에 미세한 균열이나 단선 등의 이상이 발생되었는지의 여부를 정밀하게 검출할 수 있도록 구성한다.Therefore, in the present invention, an induced current flows into the pouch-type secondary battery cell (C), the induced current flowing into the pouch-type secondary battery cell (C) is detected at the bent portion (P1), and the induced current flowing into the pouch-type secondary battery cell (C) is detected at the bent portion (P1). It is configured to precisely detect whether an abnormality such as a fine crack or disconnection has occurred.
상기 정렬부(101)에서 파우치형 이차전지 셀(C)의 정렬이 완료되면 컨베이어(110)를 따라 검사부(102)로 이동된다.When the alignment of the pouch-type secondary battery cells (C) is completed in the
상기 검사부(102)는 정렬부(101)를 통해 위치정렬된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 이동시켜 파우치형 이차전지 셀(C)의 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출토록 한다.The
이때, 본 발명에서는 파우치형 이차전지 셀(C)에 유도전류가 흐르게 하고, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류를 겹침부위(P2)에서 검출하여, 상기 겹침부위(P2)의 용접불량 여부를 정밀하게 검출할 수 있도록 한다.At this time, in the present invention, an induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C), the induced current flowing in the pouch-type secondary battery cell (C) is detected at the overlapping area (P2), and the induced current flowing into the pouch-type secondary battery cell (C) is detected at the overlapping area (P2). Enables precise detection of welding defects.
한편, 도 3에서와 같이 상기 양극극판(2) 및 음극극판(3)의 상부측에 자기장 발생수단(90)이 구비된다. 상기 자기장 발생수단(90)은 코어(91)에 코일(92)이 권선된 것으로, 이러한 자기장 발생수단(90)은 코일(92)에 자기장을 발생시키기 위한 소정 주파수의 자기장 발생신호가 인가된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, magnetic field generating means 90 is provided on the upper side of the
그러면, 상기 자기장 발생수단(90)은 상기 자기장 발생신호에 따라 자기장을 발생하게 되고, 이때 발생한 자기장은 파우치형 이차전지 셀(C)로 유도되어, 파우치형 이차전지 셀(C)에는 상기 자기장신호에 따른 유도전류가 흐르게 된다.Then, the magnetic field generating means 90 generates a magnetic field according to the magnetic field generation signal. At this time, the generated magnetic field is induced into the pouch-type secondary battery cell (C), and the magnetic field signal is transmitted to the pouch-type secondary battery cell (C). An induced current flows accordingly.
예를 들면, 상기 자기장 발생수단(90)이 발생하는 자기장에 의하여 파우치형 이차전지 셀(C)에는 길이 방향으로 유도전류가 흐르게 된다.For example, an induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C) in the longitudinal direction due to the magnetic field generated by the magnetic field generating means (90).
이때, 상기 자기장 발생수단(90)은 파우치형 이차전지 셀(C)의 상부 및 하부 중 어느 하나 이상에 위치시켜 파우치형 이차전지 셀(C) 측으로 유도전류가 흐르게 할 수 있다.At this time, the magnetic field generating means 90 may be positioned at least one of the upper and lower portions of the pouch-type secondary battery cell (C) to cause an induced current to flow toward the pouch-type secondary battery cell (C).
그리고, 상기 자기장 발생수단(90)에 인가하여 자기장을 발생하도록 하는 자기장 발생신호는 예를 들면, 10㎐∼1㎒의 주파수를 가지는 정현파 또는 구형파 등을 비롯하여 다양한 형상의 교류신호를 사용할 수 있다.In addition, the magnetic field generating signal that is applied to the magnetic field generating means 90 to generate a magnetic field can be, for example, an alternating current signal of various shapes, including a sine wave or square wave with a frequency of 10 Hz to 1 MHz.
상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류는 주파수 특성상, 주파수가 높을 경우에, 파우치형 이차전지 셀(C)의 표면층으로 흐르는 유도전류가 많고, 중간층으로 흐르는 유도전류는 표면층에 비하여 상대적으로 적다. 그리고 주파수가 낮아질 경우에는 중간층 부위로 흐르는 유도전류가 점차 증가하게 된다.Due to the frequency characteristics of the induced current flowing into the pouch-type secondary battery cell (C), when the frequency is high, there is a lot of induced current flowing into the surface layer of the pouch-type secondary battery cell (C), and the induced current flowing into the middle layer is relative to the surface layer. Write it down. And when the frequency is lowered, the induced current flowing into the middle layer gradually increases.
그러므로 본 발명을 실시함에 있어서는 상기 10㎐∼1㎒의 주파수 범위에서, 선택한 낮은 주파수와 높은 주파수를 합성한 이중 주파수의 교류신호를 사용하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 전체 층에서 이상이 있는지의 여부를 검사하는 것이 바람직하다.Therefore, in carrying out the present invention, in the frequency range of 10 Hz to 1 MHz, a dual-frequency alternating current signal combining a selected low frequency and a high frequency is used to determine whether there is an abnormality in all layers of the pouch-type secondary battery cell (C). It is desirable to check whether .
또한, 도 4에서와 같이 컨베이어 벨트 등의 이송수단(도면에 도시되지 않았음)에 의해 상기 파우치형 이차전지 셀(C)이 이송되어 검사위치에 도착하였을 경우에 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 인접위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 스캔하여 유도전류를 검출할 8개의 검출센서(31∼38)가 위치된다.In addition, as shown in FIG. 4, when the pouch-type secondary battery cell (C) is transported by a transport means such as a conveyor belt (not shown in the drawing) and arrives at the inspection location, the pouch-type secondary battery cell (C) ), eight detection sensors (31 to 38) are located adjacent to the pouch-type secondary battery cell (C) to detect the induced current.
도 4를 좀 더 상세히 살펴 보면, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(31)가 위치되고, 양극단자(72)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(33)가 위치되며, 또한 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(32)가 위치되고, 양극단자(72) 측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(34)가 위치된다.Looking at FIG. 4 in more detail, the
또한, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(35)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(37)가 위치되며, 또한 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(36)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(38)가 위치된다.In addition, a
이와 같은 상태에서 자기장 발생수단(90)의 코일(92)에 교류신호를 인가할 경우에 자기장 발생수단(90)이 자기장을 발생하게 되고, 상기 자기장은 파우치형 이차전지 셀(C)로 유도되고, 이로 인하여 파우치형 이차전지 셀(C)에는 유도전류가 흐르게 된다.In this state, when an alternating current signal is applied to the
그리고, 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 파우치형 이차전지 셀(C)을 폭 방향으로 스캔하여 각각 유도전류를 검출하게 한다.In addition, the eight
여기서, 상기 절곡부위(P1) 또는 겹침부위(P2)에 등에 미세한 균열이나 단선 등의 이상이 있을 경우에 그 이상은 8개의 검출센서(31∼38)가 각각 검출하는 유도전류에 영향을 주게 된다.Here, if there is an abnormality such as a fine crack or disconnection in the bent portion (P1) or the overlapped portion (P2), the abnormality affects the induced current detected by each of the eight detection sensors (31 to 38). .
그러므로 본 발명에서는 8개의 유도전류 검출센서(31∼38)가 각각 검출하는 유도전류를 미리 설정된 판정 기준범위와 비교하여 이상 여부를 판단한다.Therefore, in the present invention, the induced current detected by each of the eight induced
이때, 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 양측 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)의 상하부에 각각 정확하게 위치되어야 하고, 특히 파우치형 이차전지 셀(C)의 크기 및 형상을 좌우하는 파우치형 이차전지 셀(C)의 극판이나 절곡부위(P1) 또는 겹침부위(P2)의 두께 및 간격에 따라 정밀하게 이동되어져야 한다.At this time, the eight detection sensors (31 to 38) must be accurately located at the top and bottom of the bending portion (P1) and the overlapping portion (P2) on both sides, respectively, and in particular, they determine the size and shape of the pouch-type secondary battery cell (C). It must be moved precisely according to the thickness and spacing of the electrode plate, bent part (P1), or overlapped part (P2) of the pouch-type secondary battery cell (C).
이의 구현을 위해 본 발명에서는 도 4에서와 같이 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상하부와, 음극단자(74)측 상하부에 각각 한쌍의 검출센서가 구비되도록 한다.To implement this, in the present invention, as shown in FIG. 4, the eight
이때, 도 5 및 도 6에서와 같이 상기 한쌍의 검출센서는 서보모터에 연결된 제1이동판(40)에 구비되어, 상기 제1이동판(40)에 의해 파우치형 이차전지 셀(C)의 길이방향으로 이동됨과 아울러, 이상 검사시 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)의 폭방향으로 이동되도록 구성한다.At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, the pair of detection sensors is provided on the first moving
이러한 구조로서 상기 한쌍의 검출센서는 1차적으로 일체로 이동된다.With this structure, the pair of detection sensors are primarily moved as one unit.
이에 더하여, 상기 제1이동판(40) 상에 수평레일(41)이 형성되고, 상기 수평레일(41) 상에서 수평이동되는 제2이동판(45)이 구비되며, 상기 제2이동판(45) 상에 수직레일(46)이 형성되고, 상기 수직레일(46) 상에서 수직이동되는 이동홀더(50)가 구비되며, 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 각각 상기 이동홀더(50)에 고정되어 제1이동판(40) 상에서 상하좌우로 각각 개별이동되게 하여 2차적으로 8개의 검출센서(31∼38)는 각각 개별이동되도록 한다. 이는 검출센서 각각의 보다 정확한 위치로의 이동을 제어하기 위함이다.In addition, a
이때, 상기 제2이동판(45) 및 이동홀더(50)는 각각 개별 서보모터에 연결 구동되도록 한다.At this time, the second moving
위 구조를 통해 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 셀의 크기 및 형상에 따라 세팅된 각 검출센서(31∼38)의 위치에 정밀이동되게 함으로써 파우치형 이차전지 셀(C)의 단선을 검사할 검출센서(31∼38)의 위치를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.Through the above structure, disconnection of the pouch-type secondary battery cell (C) is inspected by precisely moving each detection sensor (31 to 38) set according to the size and shape of the cell of the pouch-type secondary battery cell (C). It is possible to keep the positions of the
한편, 도 5에서와 같이 상기 제1이동판(40) 상에 구비되어 검출센서(31∼38)의 이동거리를 측정하는 리니어스케일(61) 및 엔코더가 구성되는 것을 포함하여 구성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, a
상기 리니어스케일(61) 및 엔코더는 이동판(40) 상에 구비된 검출센서(31∼38)의 이동거리를 감지하고, 또한 단선길이를 정밀하게 측정하기 위한 것으로, 본 발명에서는 상기 리니어스케일(61) 및 엔코더의 측정된 이동거리에 따른 각각의 검출센서(31∼38)를 통해 검사과정의 값을 모니터링을 통해 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 구현하였다.The
이의 구현을 위한 일실시예로서 도 7에서와 같이 상기 각각의 검출센서(31∼38)와, 리니어스케일(61) 및 엔코더를 통해 1㎜ 단위로 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 판단하여 그 검사과정의 값을 모니터링을 통해 길이 단위로 “정상” 및 “단선”을 층간으로 구별하여 그래프화되게 표현토록 함과 아울러, 상기 그래프 상에 최종판정 및 단선길이합을 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 하였다.As an example for implementing this, as shown in FIG. 7, the presence or absence of abnormalities, including fine cracks or disconnections, is determined in 1 mm units through each of the
이때, 단선인 경우 정상의 수평선 보다 높은 위치에 수평선이 돌출형성되기 때문에 이를 한눈에 파악할 수 있으며, 특히 정상 수평선과는 다른 색상(일예 : 빨강색)으로 단선 수평선을 표시토록 하였고, 다른 색상으로 표시된 단선길이합을 최종판정과 함께 표시토록 하였다.At this time, in the case of a single line, the horizontal line protrudes at a higher position than the normal horizontal line, so it can be seen at a glance. In particular, the single horizontal line is displayed in a different color (e.g. red) than the normal horizontal line, and the horizontal line displayed in a different color is displayed. The sum of single line lengths was displayed along with the final decision.
도 7의 (a) 경우 정상 수평선을 유지하기 때문에 최종판정 OK(정상)이고, 도 7의 (b) 경우 단선 수평선이 2㎜ 발생되었기 때문에 최종판정 NG(이상)이며, 도 7의 (c) 경우 단선 수평선이 8㎜ 발생되었기 때문에 최종판정 NG(이상)로 표시된다.In the case of (a) of Figure 7, the final decision is OK (normal) because the normal horizontal line is maintained, and in the case of (b) of Figure 7, the final decision is NG (abnormal) because a broken horizontal line occurs of 2 mm, and (c) of Figure 7 In this case, the final decision is displayed as NG (abnormal) because a single horizontal line is 8 mm long.
상기 모니터링의 다른 실시예로서 도 8에서와 같이 막대그래프로 “정상” 및 “단선”을 구별하여 그래프화되게 표현토록 하였다. 이에 대한 설명은 도 7에서와 동일하며, 단지 표시방식이 상이할 뿐이다.As another example of the monitoring, as shown in FIG. 8, “normal” and “disconnected” are distinguished and expressed graphically using a bar graph. The explanation for this is the same as in FIG. 7, only the display method is different.
상기 모니터링의 또 다른 실시예로서 도 9에서와 같이 상기 검사과정의 값이 “정상”인 경우, 모니터 상의 하단부에서와 같이 측정결과표시가 모두 “정상”으로 표시된다.As another example of the monitoring, if the value of the test process is “normal” as shown in FIG. 9, all measurement results are displayed as “normal” as shown at the bottom of the monitor.
이에 비해 도 10 및 도 11에서와 같이 상기 검사과정의 값이 “단선”인 경우, 상기 그래프가 포함된 모니터 상에 절곡부위(P1)의 좌우측(A,B) 및 겹침부위(P2)의 좌우측(C,D)에 해당되는 측정부위(A,B,C,D)별 단선길이합을 모니터 상의 하단부에서 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 한다.In contrast, when the value of the inspection process is “single line” as shown in FIGS. 10 and 11, the left and right sides (A, B) of the bent area (P1) and the left and right sides of the overlap area (P2) are displayed on the monitor containing the graph. The sum of disconnection lengths for each measurement area (A, B, C, D) corresponding to (C, D) is displayed at the bottom of the monitor, allowing the operator to accurately recognize the degree of abnormality at a glance.
위 구조를 갖는 상기 검사부(102)에서 파우치형 이차전지 셀(C)의 검사가 완료되면 상기 검사부(102)를 통해 검사된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 계속 이동시키는 이동부(103)를 거치고, 상기 이동부(103)를 통해 이동된 파우치형 이차전지 셀(C)을 “OK(정상)”인 경우와, “NG(이상)”인 경우로 구분하는 선별부(104)가 구비된다.When the inspection of the pouch-type secondary battery cell (C) is completed in the
도 1에서와 같이 상기 선별부(103)를 통해 파우치형 이차전지 셀(C)이 “OK(정상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)을 계속 이동시키고, 상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“NG(이상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)의 직교방향에 배치된 선별대(120) 상의 “과검/미검”또는“NG(이상)”위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 이동시키도록 구성한다.As shown in FIG. 1, when the pouch-type secondary battery cell (C) is “OK (normal)” through the
이때, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 컨베이어(110) 상에서 선별대(120)로의 이동은 파우치형 이차전지 셀(C)의 상부에서 로봇암 등의 이동수단에 의해 파지되어 이동하는 방식으로 구현되며, 상기 선별대(120) 상에서 “과검/미검”또는“NG(이상)”의 유형별로 각 위치에서 파우치형 이차전지 셀(C)이 적층되면, 이동수단 또는 작업자에 의해 파우치형 이차전지 셀(C)을 외부로 배출시키도록 구성한다.At this time, the pouch-type secondary battery cell (C) is moved from the
상술된 바와 같은 본 발명에 의하면, 파우치형 이차전지 셀을 제조하면서 검사까지 실시하는 인라인(In-line) 장비 상에서 파우치형 이차전지 셀의 양극 단선을 검사하여 최종판정에 따라 OK(정상)품과, 다양한 판정별 NG(이상)품을 각각 다른 라인으로 배출시키도록 함으로써 판정별 세분화하여 파우치형 이차전지 셀을 이동보관할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the positive electrode disconnection of the pouch-type secondary battery cell is inspected on in-line equipment that performs inspection while manufacturing the pouch-type secondary battery cell, and according to the final judgment, it is classified as an OK (normal) product. , by discharging NG (defective) products according to various judgments to different lines, it is possible to move and store pouch-type secondary battery cells by subdividing them by judgment.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and various modifications and other equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. should be clarified. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be interpreted in accordance with the attached claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
C : 파우치형 이차전지 셀 P1 : 절곡부위
P2 : 겹침부위 2 : 양극극판
3 : 음극극판 5 : 분리막
12,14 : 전극 20 : 파우치
72 : 양극단자 74 : 음극단자
101 : 정렬부 102 : 검사부
103 : 이동부 104 : 선별부
110 : 컨베이어 120 : 선별대C: Pouch-type secondary battery cell P1: Bend area
P2: Overlapping area 2: Anode plate
3: cathode plate 5: separator
12,14: electrode 20: pouch
72: positive terminal 74: negative terminal
101: alignment section 102: inspection section
103: moving part 104: sorting part
110: Conveyor 120: Sorting stand
Claims (6)
상기 정렬부(101)를 통해 위치정렬된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 이동시켜 파우치형 이차전지 셀(C)의 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 “OK(정상)”및“NG(이상)”를 검사하는 검사부(102); 상기 파우치형 이차전지 셀(C)에 유도전류가 흐르게 하고, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)로 흐르는 유도전류를 통해 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)에서 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 검출하는 검출센서(31∼38)가 구비되고,
상기 검사부(102)를 통해 검사된 파우치형 이차전지 셀(C)을 컨베이어(110)를 따라 계속 이동시키는 이동부(103);
상기 이동부(103)를 통해 이동된 파우치형 이차전지 셀(C)을 “OK(정상)”인 경우와, “NG(이상)”인 경우로 구분하는 선별부(104);
상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“OK(정상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)을 계속 이동시키고,
상기 선별부(104)에서 파우치형 이차전지 셀(C)이“NG(이상)”인 경우, 상기 컨베이어(110)의 직교방향에 배치된 선별대(120) 상의 “과검/미검”또는“NG(이상)”위치에 파우치형 이차전지 셀(C)을 이동시키도록 구성하며,
상기 검출센서(31∼38)는 서보모터에 연결된 제1이동판(40)에 구비되어, 상기 제1이동판(40)에 의해 파우치형 이차전지 셀(C)의 길이방향으로 이동됨과 아울러, 이상 검사시 상기 절곡부위(P1) 및 겹침부위(P2)를 따라 파우치형 이차전지 셀(C)의 폭방향으로 이동되도록 구성하며, 상기 제1이동판(40) 상에 구비되어 검출센서(31∼38)의 이동거리를 측정하는 리니어스케일(61) 및 엔코더가 구성되고,
상기 리니어스케일(61) 및 엔코더의 측정된 이동거리에 따른 각각의 검출센서(31∼38)를 통해 검사과정의 값을 모니터링을 통해 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치.Conveyor (110) of in-line equipment that performs inspection while manufacturing pouch-type secondary battery cells (C) formed by sequentially stacking a plurality of positive electrode plates (2), negative electrode plates (3), and separators (5) ) Alignment unit 101 for position alignment on the; The pouch-type secondary battery cell (C) includes the plurality of positive electrode plates (2), negative electrode plates (3), and separators (5), and an electrode (12) formed on one end of the positive electrode plate (2), The positive electrode terminal 72 overlapping the electrode 12, the electrode 14 formed on the other end of the negative electrode plate 3, and the negative electrode terminal 74 overlapping the electrode 14 are predetermined. A pouch 20 made of aluminum that is sealed with the electrolyte is provided, and only the positive electrode terminal 72 and the negative terminal 74 are exposed to the outside of the pouch 20, and the electrodes 12 and 14 are provided. In the process of pressing, one end of the positive electrode plate 2 and the other end of the negative electrode plate 3 are bent to form a bent portion P1, and each of the ends of one side of the plurality of positive electrode plates 2 has a positive terminal. The electrodes 12 for welding (72) overlap and become integrated to form an overlapping area (P2), and at each end of the other side of the plurality of negative electrode plates (3), an electrode for welding the negative electrode terminal 74 is formed. As the electrodes 14 overlap and become one, an overlap area (P2) is formed,
The pouch-type secondary battery cells (C) aligned through the alignment unit 101 are moved along the conveyor 110 to detect abnormalities, including fine cracks or disconnections, in the pouch-type secondary battery cells (C). An inspection unit 102 that inspects “OK (normal)” and “NG (abnormal)” of the type secondary battery cell (C); An induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C), and the induced current flows in the pouch-type secondary battery cell (C), including fine cracks or disconnections at the bent portion (P1) and the overlapped portion (P2). Detection sensors 31 to 38 are provided to detect whether an abnormality has occurred,
A moving unit 103 that continues to move the pouch-type secondary battery cell (C) inspected through the inspection unit 102 along the conveyor 110;
A sorting unit 104 that separates the pouch-type secondary battery cells C moved through the moving unit 103 into “OK (normal)” cases and “NG (abnormal)” cases;
If the pouch-type secondary battery cell (C) is “OK (normal)” in the selection unit 104, the pouch-type secondary battery cell (C) continues to move along the conveyor 110,
In the case where the pouch-type secondary battery cell (C) is “NG (or higher)” in the sorting unit 104, “over-scanned/un-scanned” or “NG” on the sorting table 120 arranged in a direction perpendicular to the conveyor 110 It is configured to move the pouch-type secondary battery cell (C) to the “(above)” position,
The detection sensors 31 to 38 are provided on a first moving plate 40 connected to a servomotor, and are moved in the longitudinal direction of the pouch-type secondary battery cell C by the first moving plate 40, When inspecting an abnormality, it is configured to move in the width direction of the pouch-type secondary battery cell (C) along the bent portion (P1) and the overlapped portion (P2), and is provided on the first moving plate (40) to detect the detection sensor (31). A linear scale (61) and an encoder are configured to measure the moving distance of ~38),
It is characterized by being configured so that the operator can accurately recognize the degree of abnormality at a glance by monitoring the value of the inspection process through the linear scale 61 and each detection sensor 31 to 38 according to the measured moving distance of the encoder. An in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells.
상기 검출센서는 8개의 검출센서(31∼38)로 구성되어지되,
상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(31)가 위치되고, 양극단자(72)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(33)가 위치되며, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 양극단자(72)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(32)가 위치되고, 양극단자(72)측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(34)가 위치되며,
상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(35)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 절곡부위(P1)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(37)가 위치되며, 상기 파우치형 이차전지 셀(C)의 음극단자(74)측 상부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(36)가 위치되고, 음극단자(74)측 하부 겹침부위(P2)를 스캔하여 유도전류를 검출할 검출센서(38)가 위치되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치.According to paragraph 1,
The detection sensor consists of eight detection sensors (31 to 38),
The detection sensor 31 to detect the induced current by scanning the upper bent part (P1) on the positive terminal 72 side of the pouch-type secondary battery cell (C) is located, and the lower bent part (P1) on the positive terminal 72 side ) is positioned to detect the induced current by scanning the upper overlap area (P2) on the positive terminal 72 side of the pouch-type secondary battery cell (C). (32) is located, and the detection sensor (34) is located to detect the induced current by scanning the lower overlap area (P2) on the positive terminal (72) side,
The detection sensor 35 to detect the induced current by scanning the upper bent part (P1) on the negative terminal 74 side of the pouch-type secondary battery cell (C) is located, and the lower bent part (P1) on the negative terminal 74 side ) is located to detect the induced current by scanning the upper overlapping area (P2) on the negative terminal 74 of the pouch-type secondary battery cell (C). (36) is located, and the detection sensor (38) is located to detect the induced current by scanning the lower overlap area (P2) on the negative terminal (74) side. Disconnection detection sensor and inspection of the pouch-type secondary battery cell. In-line device with system.
상기 각각의 검출센서(31∼38)와, 리니어스케일(61) 및 엔코더를 통해 1㎜ 단위로 미세한 균열이나 단선을 포함한 이상발생유무를 판단하여 그 검사과정의 값을 모니터링을 통해 길이 단위로 “정상” 및 “단선”을 층간으로 구별하여 그래프화되게 표현토록 함과 아울러, 상기 그래프 상에 최종판정 및 단선길이합을 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치.According to paragraph 3,
Through each of the detection sensors (31 to 38), the linear scale (61), and the encoder, the presence or absence of abnormalities, including fine cracks or disconnections, is determined in 1 mm units, and the value of the inspection process is monitored in length units. In addition to distinguishing “normal” and “disconnection” by layer and expressing them graphically, the final judgment and disconnection length sum are displayed on the graph so that the operator can accurately recognize the degree of abnormality at a glance. An in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells.
상기 검사과정의 값이 “단선”인 경우, 상기 그래프가 포함된 모니터 상에 절곡부위(P1)의 좌우측(A,B) 및 겹침부위(P2)의 좌우측(C,D)에 해당되는 측정부위(A,B,C,D)별 단선길이합을 표시함으로써 작업자가 이상의 정도를 한눈에 정확하게 인지할 수 있도록 함을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치.According to clause 4,
If the value of the above inspection process is “single line”, the measurement area corresponding to the left and right sides (A, B) of the bending area (P1) and the left and right sides (C, D) of the overlapping area (P2) on the monitor containing the above graph. An in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells, which displays the sum of disconnection lengths for each (A, B, C, D), allowing workers to accurately recognize the degree of abnormality at a glance.
상기 제1이동판(40) 상에 수평레일(41)이 형성되고, 상기 수평레일(41) 상에서 수평이동되는 제2이동판(45)이 구비되며, 상기 제2이동판(45) 상에 수직레일(46)이 형성되고, 상기 수직레일(46) 상에서 수직이동되는 이동홀더(50)가 구비되며, 상기 8개의 검출센서(31∼38)는 각각 상기 이동홀더(50)에 고정되어 제1이동판(40) 상에서 상하좌우로 각각 개별이동되게 하여 파우치형 이차전지 셀(C)의 셀의 크기 및 형상에 따라 세팅된 각 검출센서(31∼38)의 위치에 정밀이동되게 함으로써 파우치형 이차전지 셀(C)의 단선을 검사할 검출센서(31∼38)의 위치를 일정하게 유지시킬 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 셀의 단선 검출센서 및 검사시스템을 갖춘 인라인 장치.According to clause 5,
A horizontal rail 41 is formed on the first moving plate 40, and a second moving plate 45 that moves horizontally on the horizontal rail 41 is provided, and on the second moving plate 45 A vertical rail 46 is formed, and a movable holder 50 that moves vertically on the vertical rail 46 is provided, and the eight detection sensors 31 to 38 are each fixed to the movable holder 50. 1It is individually moved up, down, left, and right on the moving plate 40 and precisely moved to the position of each detection sensor 31 to 38 set according to the size and shape of the pouch-type secondary battery cell C. An in-line device equipped with a disconnection detection sensor and inspection system for a pouch-type secondary battery cell, characterized in that the position of the detection sensors (31 to 38) for inspecting disconnection of the secondary battery cell (C) can be maintained constant.
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KR1020240025238A KR102666323B1 (en) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | In-line device equipped with a disconnection inspection sensor and inspection system for pouch-type secondary battery cells |
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KR102023739B1 (en) | 2019-04-17 | 2019-09-20 | 주식회사 엘지화학 | Inner crack detection device for secondary battery using eddy current |
KR20220157634A (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-29 | (주)오성하이텍 | Quality Inspection Device and Method of Pouch Type Secondary Battery Cells |
KR20230012829A (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 주식회사 에스에프에이 | Secondary Cell Inspection System |
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