KR20130123099A

KR20130123099A - 단위셀 검사 장치

Info

Publication number: KR20130123099A
Application number: KR1020120046262A
Authority: KR
Inventors: 홍석용
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2013-11-12
Also published as: KR101438421B1

Abstract

본 발명은, 연속적으로 이송되는 단위셀들의 단위셀 별 외곽 치수를 검사하는 장치로서, 단위셀의 전극 탭이 편평하게 펼쳐질 수 있도록 단위셀의 전극 탭을 잡아 비전 검사부로 이송하는 그립퍼를 포함하는 그립핑부; 단위셀의 이송을 위한 구동력을 상기 그립핑부에 제공하는 구동부; 및 이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치를 제공한다.

Description

단위셀 검사 장치 {Inspection Device for Secondary Battery Unit Cell}

본 발명은 단위셀 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지 생산 공정에서 각각 절단된 양극 전극과 분리막 및 음극 전극의 적층 공정이 완료된 단위셀의 단락(短絡) 검사를 수행한 후 이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사 공정에서, 단위셀의 전극 탭이 구부러지거나 접히는 현상을 방지하는 단위셀 검사 장치로서, 단위셀의 전극 탭이 편평하게 펼쳐질 수 있도록 단위셀의 전극 탭을 잡아 비전 검사부로 이송하는 그립퍼를 포함하는 그립핑부; 단위셀의 이송을 위한 구동력을 상기 그립퍼에 제공하는 구동부; 및 이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치에 관한 것이다.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원 또는 보조 전력장치 등으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.

이러한 이차전지는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되는 형태로 제조된다. 상기 전극조립체는 제조 방법에 따라 스택형, 폴딩형 및 스택-폴딩형 등으로 구분된다. 스택형 또는 스택-폴딩형 전극조립체의 경우, 단위 조립체가 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조로 이루어져 있다. 이러한 전극조립체를 만들기 위해서는, 양극과 분리막 및 음극이 지정된 치수 범위 내에서 변형이나 일측 치우침 없이 순차적으로 적층되어야 한다.

양극과 분리막 및 음극으로 구성된 단위셀의 양산을 위해서는, 순차적으로 적층된 적층체의 외곽 치수를 비전 검사부로 검사해야 한다. 이러한 비전 검사 공정의 선행 공정에는 전극 탭을 절단하는 공정과 단락(短絡) 검사하는 공정이 위치한다. 절단 된 전극 탭은 그 두께가 얇고 절단 프레스에 의해 절단되므로 구부러짐과 같은 변형이 일어나는 경향이 있다.

이러한 변형된 전극 탭은, 일반적으로 비전 검사 공정에서, 탭 접힘 방지용 와이어를 사용하여 변형을 바로잡아주는 방식이 사용되고 있다. 그러나, 절단된 전극 탭의 변형이 상기 탭 접힘 방지용 와이어의 전극 탭 이송 가능 범위를 벗어난다면, 도 1과 같이 탭 접힘 방지용 와이어 진입 초기에 꺾이는 현상(A)이 발생하여 제품 불량의 원인이 되는 문제점이 있다.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 선행 공정을 마치고 단위셀(300)은 탭 접힘 방지용 와이어(100) 위치로 이송된다. 이때, 단위셀(300)의 전극 탭(310)들을 살펴보면, 선행 공정인 전극 절단 공정으로 인해 변형되어 있는 상태이다. 단위셀(300)의 변형된 전극 탭(310)은 탭 접힘 방지용 와이어(100)의 상부와 하부의 간극을 지나며 편평하게 펴지며 바로잡힌다.

한편, 탭 접힘 방지용 와이어(100)의 상부와 하부의 간극은 전극 탭 이송 가능 범위(d)로서 소정의 길이로 고정되어 있다. 또한, 이 범위 이내의 변형만을 바로잡을 수 있으므로, 전극 탭 이송 가능 범위(d)를 벗어난 변형량을 가지는 전극 탭(310)이 이송되었을 경우, 변형된 전극 탭(310)은 탭 접힘 방지용 와이어(100)의 집입부에 막히게된다. 단위셀(300)의 이송은 탭 접힘 방지용 와이어(100)의 진입부의 상태와 관계없이 계속 진행되므로, 변형된 전극 탭(310)은 더욱 더 변형되게 된다.

또한, 전극 탭의 변형이 바로잡히지 않은 상태에서 비전 검사가 이뤄질 경우, 단위셀의 외곽 치수 측정 오차가 증가하게 되는 문제점이 발생한다.

따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 단위셀 검사 장치에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 특정 구조의 그립퍼를 사용하여 변형된 전극 탭을 편평하게 펼침과 동시에 단위셀의 외곽 치수를 정확하게 측정할 수 있는 단위셀 검사 장치를 개발하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 단위셀의 전극 탭의 변형을 방지함으로써 단위셀의 품질을 균일화할 수 있는 특정 구조의 단위셀 검사 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단위셀 검사 장치는, 전지 생산 공정에서 각각 절단된 양극 전극과 분리막 및 음극 전극의 적층 공정이 완료된 단위셀의 단락 검사를 수행한 후 이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사 공정에서, 단위셀의 전극 탭이 구부러지거나 접히는 현상을 방지하는 단위셀 검사 장치로서,

단위셀의 전극 탭이 편평하게 펼쳐질 수 있도록 단위셀의 전극 탭을 잡아 하기 비전(vision) 검사부로 이송하는 그립퍼(gripper)를 포함하는 그립핑(gripping)부;

단위셀의 이송을 위한 구동력을 상기 그립핑부에 제공하는 구동부; 및

이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사부;

를 포함하고 있는 구조로 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 단위셀 검사 장치는, 전극을 절단하여 양극과 분리막 및 음극을 순차적으로 적층하고 단락 검사 공정을 수행한 후 비전 검사를 하는 과정에서, 그립퍼가 전극 탭이 편평하게 펼쳐질 수 있는 압력을 가하므로, 전극 탭의 변형 정도에 관계없이 단위셀의 외곽 치수 비전 검사에 있어서 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 그립핑부는, 베이스 플레이트(base plate), 상기 베이스 플레이트 상단 양단에 수직 결합된 한 개 이상의 엔드 플레이트(end plate), 및 상기 엔드 플레이트 일면에 장착되는 하나 이상의 그립퍼를 포함하는 구조일 수 있다.

상기 그립퍼는 다양한 구조 및 형태가 가능하며, 예를 들어, 집게 또는 조우(jaw) 구조의 그립퍼일 수 있다. 또한, 상기 그립퍼는 단위셀의 전극 탭의 상면에 접촉하는 상부 그립과 전극 탭의 하면에 접촉하는 하부 그립을 포함할 수 있으며 그립퍼의 폭은 전극 탭의 폭 길이와 동일하거나 그보다 큰 크기로 이루어질 수 있다. 후자의 경우, 그립퍼의 폭은 전극 탭의 폭 길이의 100% 초과 내지 200% 미만의 범위일 수 있다.

그립퍼는 단위셀을 잡아 비전 검사부로 이동시키는 역할을 하면서, 그와 동시에 앞서 설명한 바와 같이, 변형된 전극 탭을 편평하게 펼치는 역할을 하므로, 바람직하게는, 전극 탭을 잡을 때 전극 탭이 편평하게 펼치질 수 있는 압력을 가한다. 상기 인가 압력은 변형된 전극 탭을 편평하게 펼치면서 전극 탭에 손상을 유발하지 않는 범위에서 적절히 결정될 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 그립핑는 단위셀의 전극 탭을 인취함에 있어 그립퍼 위치를 조절할 수 있는 그립퍼 위치 조절기를 추가로 포함할 수 있다.

연속 공정에서 그립퍼는 반복적인 동작을 계속적으로 수행하게 되고, 그러한 과정에서 전극 탭의 변형 정도에 따라 반작용으로 그립퍼에 가해지는 압력에 차이가 유발될 수 있으므로, 처음의 위치와 비교하여 그립퍼의 위치 변화가 초래될 수 있다. 따라서, 일정 시점에서 그립퍼의 위치를 측정하여 그립퍼 위치 조절기에 의해 정위치로 조절하는 것이 바람직하다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 그립퍼는 단위셀을 비전 검사부로 이송한 후 단위셀의 비전 검사 동안 또는 비전 검사 이후에 원위치로 복귀하게 되는 과정을 거침으로써, 연속 공정에서 작업 효율성을 높일 수 있다.

상기 그립퍼에 구동력을 공급하는 구동부는, 하나의 바람직한 예에서,

그립퍼의 하면에 위치하여 그립퍼에 구동력을 전달하는 너트(nut);

하기 타이밍 벨트(timing belt)와 풀리(pulley)로부터 전달된 구동력을 상기 너트에 전달하는 볼 스크류(ball screw);

하기 서보 모터(servo motor)의 구동력을 상기 볼 스크류에 전달하는 타이밍 벨트와 풀리; 및

상기 타이밍 벨트와 풀리에 구동력을 공급하는 서보 모터;

를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 비전 검사부는 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 역할을 하는 바, 하나의 구체적인 예에서,

이송된 단위셀을 상부에서 촬영하는 CCD 카메라; 및

단위셀과 CCD 카메라 사이에서 상기 CCD 카메라를 가리지 않는 위치에 장착되어 있고, 상기 단위셀에 촬영을 위한 광을 조사하는 하나 이상의 조명;

을 포함하는 구조일 수 있다.

상기 조명은, 바람직하게는, 이송된 단위셀 외주면 일측으로부터 이격된 위치에서 단위셀에 광을 조사하는 제 1 조명과, 타측으로부터 이격된 위치에서 단위셀에 광을 조사하는 제 2 조명을 포함하는 구조일 수 있다.

상기 제 1 조명과 제 2 조명은 각각 1 단위의 조명일 수도 있고 2 단위 이상의 조명일 수도 있다. 또한, 제 1 조명과 제 2 조명은 단위셀을 기준으로 그것의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있지만, CCD 카메라가 전지셀의 상면과 하면을 각각 촬영하는 구조에서는 제 1 조명과 제 2 조명은 전지셀을 기준으로 상부 및 하부에 각각 위치할 수도 있다.

따라서, 비전 검사부로 단위셀이 이송되면, 예를 들어, 전지셀을 기준으로 상부와 하부에 1 쌍씩 위치한 조명들이 발광하면서 상하에 위치한 CCD 카메라가 단위셀을 촬영하여 단위셀의 외곽 치수를 측정한다.

상기 조명은 CCD 카메라가 단위셀의 외곽 치수를 정확하게 측정할 수 있도록 조력하는 광원을 가진 것이라면 그것을 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, LED 조명일 수 있다.

상기 단위셀은 다양한 방식에 의해 그립핑부로 이송될 수 있으며, 예를 들어, 컨베이어 벨트에 의해 그립핑부로 이송되는 구조일 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 단위셀 검사 장치를 사용하여 제조되는 전극조립체를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 이차전지를 제공한다.

상기 이차전지는 바람직하게는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 및 출력 안정성의 리튬 이차전지일 수 있다. 본 발명에 따른 리튬 이차전지의 기타 구성 요소들에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.

일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해액 등으로 구성되어 있다.

양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 충진제를 더 첨가하기도 한다. 음극은 또한 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.

상기 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.

리튬염 함유 비수계 전해액은, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 비수 전해액으로는 액상 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.

상기 집전체, 전극 활물질, 도전재, 바인더, 충진제, 분리막, 전해액, 리튬염 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 당업계에 공지되어 있는 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 양극과 음극 사이에 다공성 분리막을 삽입하고 거기에 전해액을 주입하여 제조할 수 있다.

양극은, 예를 들어, 앞서 설명한 리튬 전이 금속 산화물 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다. 마찬가지로 음극은, 예를 들어, 앞서 설명한 탄소 활물질과 도전재 및 결합제를 함유한 슬러리를 얇은 집전체 위에 도포한 후 건조하여 제조할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로서 둘 또는 그 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.

이차전지에서 전극 탭들의 낮은 변형도와 단위셀들의 정확한 위치 배열은 특히 단위전지로서 큰 크기의 이차전지를 사용하는 중대형 전지팩에 더욱 바람직하다. 즉, 큰 크기의 이차전지에서 전극 탭들의 변형도와 단위셀들의 위치 배열은 작동 성능에 큰 영향을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 전지팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력 저장장치의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단위셀 검사 장치는, 집게 또는 조우 구조의 그립퍼에 의해 전극 탭을 가압하여 전극 탭을 편평하게 펼침으로써 단위셀의 외곽 치수를 측정 오차없이 검사할 수 있고, 단위 셀의 품질을 균일하게 할 수 있다.

도 1은 종래의 비전 검사 공정에서 변형된 전극 탭이 전극 탭 접힘 방지용 와이어 집입 초기에 꺾이는 형상을 나타내는 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 검사 장치의 사시도이다;
도 3은 도 2의 그립퍼의 정면 모식도이다;
도 4는 도 2의 그립퍼의 상부 그립과 하부 그립의 모식도이다;
도 5는 구동부의 모식도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 그립퍼가 변형된 전극 탭을 가압하여 편평하게 펼치는 과정을 나타내는 모식도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 검사 장치(800)의 사시도가 도시되어 있고, 도 3은 도 2의 그립핑부(500)의 모식도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 도 3의 그립퍼(510)의 상부 그립(512)과 하부 그립(513)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 구동부(700)의 모식도가 도시되어 있다. 도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 그립퍼(510)의 상부 그립(512)과 하부 그립(513)이 변형된 전극 탭(310)을 가압하여 편평하게 펼치는 과정을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면들을 함께 참조하면, 단위셀 검사 장치(800)는 단위셀(300)의 전극 탭(310)이 편평하게 펼쳐질 수 있도록 단위셀(300)의 전극 탭(310)을 이용하여 비전 검사부(600)로 이송하는 그립핑부(500), 단위셀(300)의 이송을 위한 구동력을 그립핑부(500)에 제공하는 구동부(700), 및 이송된 단위셀(300)의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사부(600)로 구성되어 있다.

단위셀 검사 장치(800)는 전지 생산 공정에서 각각 절단된 양극 전극과 분리막 및 음극 전극의 적층 공정이 완료된 단위셀(300)의 단락(短絡) 검사를 수행한 후 이송된 단위셀(300)의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사 공정을 수행한다.

단위셀(300)이 이송장치(도시하지 않음)에 의해 단위셀 검사장치(800)로 공급되면, 그립퍼(510)가 단위셀(300)의 전극 탭(310) 부분을 잡아 비전 검사부(600)로 함께 이동한다.

그립핑부(500)는, 도 2에서 보는 바와 같이, 베이스 플레이트(550), 엔드 플레이트(540), 그립퍼 위치 조절기(520), 및 그립퍼(510)로 구성되어 있다. 베이스 플레이트(550) 상단에는 양단에 수직 결합된 한 쌍의 엔드 플레이트(540)가 위치하며, 엔드 플레이트(540)의 일면에는 그립퍼(510)가 2개씩 장착되어 있다. 그립퍼들(510)은 서로 마주보며 위치하며, 그 사이로 단위셀(300)이 인취되게 된다.

그립퍼(510)는, 도 4와 도 6에서 보는 바와 같이, 전극 탭(310)의 상면에 접촉하는 상부 그립(512)과 전극 탭의 하면에 접촉하는 하부 그립(513)으로 구성되어 있고, 전극 탭(310)을 인취할 때, 변형되어 있는 전극 탭(310)에 편평하게 펼쳐질 수 있는 소정의 압력을 인가한다.

이로 인해, 그립퍼(510)의 상부 그립(512)과 하부 그립(513)에 의해 가압된 전극 탭(310)은 가압력에 의해 편평하게 펼쳐지게 된다. 편평하게 펼쳐진 전극 탭(310)의 폭은 그립퍼(510)의 상부 그립(512)과 하부 그립(513)의 폭 보다 작기 때문에 인취된 상태의 안정은 그대로 유지된다.

또한, 엔드 플레이트(540)의 타측면에는 그립퍼(510)의 위치를 조정할 수 있는 그립퍼 위치 조절기(520)이 장착되어 있다.

그립퍼 위치 조절기(520)를 조이게 되면, 베이스 플레이트(550) 상단의 양단에 위치한 그리퍼(510)의 간격이 좁아지게 된다. 이 경우, 그리퍼(510)의 좁은 간격 때문에 그리퍼(510)는 단위셀(300)의 전극 탭(310)을 더 넓은 범위로 인취할 수 있게 된다.

반대로, 그립퍼 위치 조절기(520)를 풀게 되면, 베이스 플레이트(550) 상단의 양단에 위치한 그리퍼(510)의 간격이 넓어지게 된다. 이 경우, 그리퍼(510)의 넓은 간격 때문에 그리퍼(510)는 단위셀(300)의 전극 탭(310)을 더 좁은 범위로 인취할 수 있게 된다.

단위셀(300)의 전극 탭(310)을 인취한 그립퍼(510)는 구동부(700)에 의해서 작동된다.

구체적으로, 도 5에서 보는 바와 같이, 구동부(700)는 그립핑부(500)의 하면에 위치하여 그립핑부(500)에 구동력을 전달하는 너트(750); 타이밍 벨트(730)와 풀리(720)로부터 전달된 구동력을 너트(750)에 전달하는 볼 스크류(740); 서보 모터(710)의 구동력을 볼 스크류(740)에 전달하는 타이밍 벨트(730)와 풀리(720); 및 타이밍 벨트(730)와 풀리(720)에 구동력을 공급하는 서보 모터(710)로 구성되어 있다.

서보 모터(710)가 구동하게 되면 그 구동력에 의해 제 1의 풀리(721)가 회전하게 된다. 제 1 풀리(721)의 회전 구동력은 타이밍 벨트(730)에 의해 제 2의 풀리(722)에 전달된다. 제 2의 풀리(722)는 볼 스크류(740)를 구동하게 한다. 볼 스크류(740)의 구동력은 너트(750)에 전달되어 구동된다.

그립핑부(500)는 구동부(700)의 너트(750) 상단에 장착되어 있으며, 결과적으로 서보 모터(710)의 구동력은 구동부(700)의 너트(750)에 의해 그립핑부(500)로 전달되게 된다.

구동부(700)에 의해 구동되는 그립핑부(500)는 이송장치(도시하지 않음)에 의해 비전 검사부(600)로 이송되는 단위셀(300)과 같은 방향과 속도로 이동한다.

단위셀(300)이 이송장치(도시하지 않음)와 그립핑부(500)에 의해 비전 검사부(600)에 위치하면, 상부 조명(630)과 하부 조명(530)이 발광하게 되어, 상부 CCD 카메라(610)와 하부 CCD 카메라(620)에 의해 단위셀(300)의 외곽 치수가 측정된다.

구체적으로 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이, 비전 검사부(600)는 이송된 단위셀(300)을 상부에서 촬영하는 상부 CCD 카메라(610), 단위셀(300)과 상부 CCD 카메라(610) 사이에서 상부 CCD 카메라(610)를 가리지 않는 위치에 장착되어 있는 두 개의 상부 조명(630), 및 단위셀(300)과 하부 CCD 카메라(620) 사이에서 하부 CCD 카메라(620)를 가리지 않는 위치에 장착되어 있는 두 개의 하부 조명(530)으로 구성되어 있다.

단위셀(300)이 비전 검사부(600)에 위치하면, 상부 조명(630)이 발광하게 된다. 이와 동시에 하부 조명(530)도 함께 발광하여 비전 검사부(600)에 위치한 단위셀(300)을 소정의 광도로 비추게 된다. 상부 조명(630)과 하부 조명(530)에 의해 비춰진 단위셀(300)의 외곽 치수는 상부 CCD 카메라(610)와 하부 CCD 카메라(620)에 의해 측정된다.

이와 같이, 상부 CCD 카메라(610)와 하부 CCD 카메라(620)에 의해 얻어진 데이터에는 전극 탭(310)의 치수까지 포함되어 있으며, 이러한 데이터는 이미 저장되어 있는 표준 데이터와 비교하게 되고, 외곽치수 정보에 임계치 이상의 편차가 확인되는 경우, 소정의 알람을 통해 불량을 확인하게 된다.

비전 검사부(600)에 위치하여 단위셀(300)의 외곽 치수 측정이 완료되면, 그립퍼(510)의 상부 그립(512)과 하부 그립(513)은 단위셀(300)의 전극탭(310)을 놓게 된다.

그립퍼(510)로부터 놓여진 단위셀(300)은 이송장치(도시하지 않음)에 의해 후공정으로 이송되며, 이와 동시에 구동부(700)에 의해 그립핑부(500)가 구동되어 처음의 위치로 되돌아 가게된다.

따라서, 단위셀의 변형된 전극 탭을 편평하게 바로잡음과 동시에 외곽 치수 측정을 할 수 있으므로, 연속적으로 이송되는 단위셀들의 단위셀 별 외곽 치수를 검사하는 공정에 있어서, 전극 탭의 변형을 방지하고, 단위셀의 외곽 치수 측정 오차 발생을 효과적으로 방지 할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

연속적으로 이송되는 단위셀들의 단위셀 별 외곽 치수를 검사하는 장치로서,
단위셀의 전극 탭이 편평하게 펼쳐질 수 있도록 단위셀의 전극 탭을 잡아 하기 비전(vision) 검사부로 이송하는 그립퍼(gripper)를 포함하는 그립핑(gripping)부;
단위셀의 이송을 위한 구동력을 상기 그립핑부에 제공하는 구동부; 및
이송된 단위셀의 외곽 치수를 검사하는 비전 검사부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은 풀셀(full cell) 또는 바이셀(bicell)의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립핑부는,
베이스 플레이트(base plate);
상기 베이스 플레이트 상단 양단에 수직 결합된 한 개 이상의 엔드 플레이트(end plate); 및
상기 엔드 플레이트 일면에 장착되는 하나 이상의 그립퍼;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립퍼는 집게 또는 조우(jaw) 구조인 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 단위셀의 전극 탭을 잡는 그립퍼의 폭은 전극 탭의 폭 길이와 동일하거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립퍼는 전극 탭의 상면에 접촉하는 상부 그립과 전극 탭의 하면에 접촉하는 하부 그립을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립퍼가 전극 탭을 잡을 때 전극 탭이 편평하게 펼치질 수 있는 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립퍼의 위치를 조절하는 그립퍼 위치 조절기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 그립퍼는 단위셀을 비전 검사부로 이송한 후 단위셀의 비전 검사 동안 또는 이후에 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동부는,
그립퍼의 하면에 위치하여 그립퍼에 구동력을 전달하는 너트(nut);
하기 타이밍 벨트(timing belt)와 풀리(pulley)로부터 전달된 구동력을 상기 너트에 전달하는 볼 스크류(ball screw);
하기 서보 모터(servo motor)의 구동력을 상기 볼 스크류에 전달하는 타이밍 벨트와 풀리; 및
상기 타이밍 벨트와 풀리에 구동력을 공급하는 서보 모터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 비전 검사부는,
이송된 단위셀을 상부에서 촬영하는 CCD 카메라; 및
단위셀과 CCD 카메라 사이에서 상기 CCD 카메라를 가리지 않는 위치에 장착되어 있고, 상기 단위셀에 촬영을 위한 광을 조사하는 하나 이상의 조명;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 조명은, 이송된 단위셀 외주면 일측으로부터 이격된 위치에서 단위셀에 광을 조사하는 제 1 조명과, 타측으로부터 이격된 위치에서 단위셀에 광을 조사하는 제 2 조명을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 조명은 LED 조명인 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은 컨베이어 벨트에 의해 그립핑부로 이송되는 것을 특징으로 하는 단위셀 검사 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 장치를 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 전지셀.
제 15 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.