KR20170022700A - 이차전지용 함침 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지용 함침 검사장치에 관한 것으로, 용매가 주입되는 주사기; 상기 주사기를 고정하는 고정부재; 상기 주사기의 바늘부재가 향하는 상기 고정부재의 하부에 구비되고, 상기 주사기와 대응되는 위치에 전극이 삽입되는 지그부재; 상기 주사기을 작동시켜 상기 주사기에 주입된 용매를 상기 전극에 떨어뜨리는 가압부재; 및 상기 전극에 떨어진 용매의 함침 과정을 실시간으로 측정하여 함침범위를 측정하는 측정부재를 포함할 수 있다.

Description

이차전지용 함침 검사장치{IMPREGNATION INSPECTION DEVICE FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지용 함침 검사장치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 전극에 대한 함침 검사를 동시에 수행할 수 있는 이차전지용 함침 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
종래기술에 따른 이차전지는 전극과 분리막이 권취된 전극조립체, 상기 전극조립체가 수용되는 캔 및 상기 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함한다.
여기서 종래기술에 따른 이차전지는 상기 전극의 함침 불량을 미연에 방지하기 위해 함침 검사를 실시한다.
즉, 전극의 함침 검사방법은 전극의 시험편 위에 용매가 주입된 주사기를 배치하고, 다음으로 상기 주사기를 눌러서 상기 전극의 시험편 위에 용매를 떨어뜨린다. 그러면 용매가 상기 전극의 시험편에 함침되는 범위를 통해 불량 여부를 검사한다.
그러나 종래기술에 따른 이차전지는 작업자에 따라 함침의 검사결과가 달리 발생하는 문제가 있다. 즉, 상기 주사기를 누르는 힘의 차이, 상기 전극의 시험편과 상기 주사기 사이의 거리 차이, 상기 전극의 시험편과 상기 주사기의 각도 차이에 따라 함침 범위가 달라지게 되며, 이에 동일한 함침 검사가 불가능한 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 동일한 시험 조건으로 전극 시험편의 함침 검사를 진행할 수 있으며, 이에 함침 검사의 정확도를 높일 수 있는 이차전지용 함침 검사장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 이차전지용 함침 검사장치는 용매가 주입되는 주사기; 상기 주사기를 고정하는 고정부재; 상기 주사기의 바늘이 향하는 상기 고정부재의 하부에 구비되고, 상기 주사기와 대응되는 위치에 전극이 삽입되는 지그부재; 상기 주사기를 작동시켜 상기 주사기에 주입된 용매를 상기 전극에 떨어뜨리는 가압부재; 및 상기 전극에 떨어진 용매의 함침 과정을 실시간으로 측정하여 함침범위를 측정하는 측정부재를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 구비되고, 상기 주사기를 고정하는 고정대를 포함할 수 있다.
상기 지그부재는 상면에 상기 전극이 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈의 외주면에는 상기 전극의 테두리를 가압하여 상기 전극을 고정하는 고정지그가 형성될 수 있다.
상기 가압부재는 상기 주사기의 피스톤 선단이 향하는 고정부재의 상부에 구비되고, 공급되는 공기압에 의해 상기 피스톤을 가압하는 가압부를 가지는 실린더일 수 있다.
상기 측정부재는 함침범위를 실시간으로 측정하여, 그래프 데이터 또는 수치 데이터로 산출할 수 있다.
상기 측정부재는 최종 측정된 함침범위와 설정된 함침범위를 비교하여 불량여부를 판단할 수 있다.
상기 측정부재는 초고속카메라를 사용할 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 복수의 주사기를 동시에 눌러서 용매를 전극의 시험편에 떨어뜨리는 함침 검사장치를 구비함으로써 항상 동일한 조건으로 함침 검사를 할 수 있으며, 이에 함침 불량 여부를 명확히 검사할 수 있고, 정확한 함침 검사를 할 수 있다.
둘째: 함침 검사장치는 주사기를 고정하는 고정대를 포함함으로써 주사기의 착탈이 용이하여 작업 효율성을 높일 수 있다.
셋째: 함침 검사장치는 전극이 삽입되는 삽입홈과, 상기 삽입홈에 삽입된 전극을 고정하는 고정지그를 포함함으로써 전극의 유동을 방지하여 보다 정확한 함침 검사를 할 수 있다.
넷째: 함침 검사장치에서 측정부재는 전극에 떨어진 용매의 함침범위를 실시간으로 측정하고, 그래프 데이터 및 수치 데이터로 산출하여 전극의 함침과정을 한눈에 파악할 수 있다.
다섯째: 측정부재는 초고속카메라를 사용함으로써 전극의 함침과정을 보다 세밀하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 함침 검사장치를 구체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 지그부재를 도시한 평면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 이차전지용 함침 검사장치는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 전극 시험편(이하, 전극이라 함)을 동일한 조건으로 함침 검사를 하기 위한 것으로, 용매(20)가 주입되는 주사기(110), 주사기(110)를 고정하는 고정부재(120), 전극(10)이 삽입되는 지그부재(130), 주사기(110)을 작동시켜 주사기(110)에 주입된 용매(20)를 전극(10)에 떨어뜨리는 가압부재(140) 및 전극(10)에 떨어진 용매(20)의 함침 과정을 실시간으로 측정하여 함침범위를 측정하는 측정부재(150)를 포함한다.
용매(20)는 PC(Propylene Carbonate) 용매를 사용하며, 또한 전해액을 대신하여 사용할 수도 있다.
주사기(110)는 용매(20)가 주입되는 주사기 본체(111), 본체(111)의 후방에 결합되는 피스톤부재(112), 주사기 본체(111)의 선단에 결합되는 바늘부재(113)를 포함한다.
고정부재(120)는 주사기를 고정하기 위한 것이다. 일례로, 고정부재(120)는 도 1을 참조하면, 상부가 개방된 박스 형태를 가지는 지지대(121)와, 지지대(121)의 상부에 구비되고 주사기(110)의 본체(111)가 고정되는 고정대(122)를 포함한다.
여기서 고정대(122)는 복수개의 주사기(110)를 고정하기 위한 복수개의 고정부(122a)를 포함하며, 고정부(122a)는 고정대(122)에 형성되고 상기 주사기(110)가 삽입되는 삽입홀(122a-1)과, 삽입홀(122a-1)의 내벽에 구비되고 상기 주사기(110)의 외주면을 탄력적으로 가압하는 복수개의 가압편(122a-2)과, 복수개의 가압편(122a-2)에 탄성력을 제공하는 복수개의 스프링(122a-3)을 포함한다.
즉, 고정대(122)는 복수개의 고정부(122a)를 구비함으로써 복수개의 주사기(110)를 안정적으로 고정하거나 또는 분리할 수 있다.
지그부재(130)는 전극(10)이 삽입되는 것이다. 즉, 지그부재(130)는 도 1을 참조하면, 주사기(110)의 바늘부재(113)이 향하는 고정부재(120)의 하부에 구비되고, 주사기(110)와 대응되는 위치에 전극(10)이 삽입된다.
여기서 지그부재(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상면에 전극(10)이 삽입되는 삽입홈(131)이 형성되고, 삽입홈(131)에 의해 전극(10)을 항상 동일한 곳에 위치시킬 수 있다. 또한 삽입홈(131)의 외주면에는 전극(10)의 테두리를 가압하여 전극(10)을 고정하는 고정지그(132)가 형성되며, 고정지그(132)는 일단이 삽입홈(131)의 외측에 회전 가능하게 고정되고 타단이 전극(10)의 테두리를 가압하면서 전극(10)을 고정한다.
가압부재(140)는 복수의 주사기(110)를 누르기 위한 것이다. 즉, 가압부재(140)는 주사기(110)의 피스톤부재(112) 선단이 향하는 고정부재의 상부에 구비되고, 공급되는 공기압에 의해 피스톤부재(112)을 가압하여 본체(111)에 주입된 용매를 바늘부재(113)를 통해 외부로 배출시킨다.
여기서 가압부재(140)는 복수개의 피스톤부재(112)를 동시에 누르는 가압부(141)를 포함하는 실린더일 수 있으며, 실린더는 공기압에 의해 안정된 작동력을 가지기에 보다 정확하게 복수개의 주사기(110)의 피스톤부재(112)를 눌려서 용매를 배출시킬 수 있다.
측정부재(150)는 전극(10)에 떨어진 용매의 함침 과정을 실시간으로 측정하여 함침범위를 측정하며, 측정된 함침범위가 미리 설정된 함침범위 내에 속하는 경우에는 정상으로 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 불량으로 판정한다.
여기서 측정부재(150)는 함침범위를 실시간으로 측정하여, 그래프 데이터 또는 수치 데이터로 산출하며, 이에 전극(10)의 함침되는 과정을 분석하여 함침 불량이 발생하는 이유를 분석하는 자료로 활용한다.
또한, 측정부재(150)는 초고속카메라를 사용하며, 초고속카메라는 전극(10)에 떨어진 용매의 함침과정을 보다 정밀하게 측정할 수 있어, 함침 검사 정확도를 높일 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이차전지용 함침 검사장치를 이용한 검사방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 지그부재(130)에 형성된 복수개의 삽입홈(131)에 전극(10)을 각각 삽입한 다음, 고정지그(132)로 움직이지 않게 전극(10)을 고정한다.
다음으로, 고정부재(120)의 고정대(122)에 복수개의 주사기(110)를 고정한다. 이때 주사기(110)의 본체(111)를 고정대(122)에 구비된 고정부(122a)가 가압하면서 주사기(110)를 견고하게 고정하며, 이에 함침 검사 준비가 완료된다.
검사 준비가 완료되면, 가압부재(140)에 공압을 공급한다. 그러면 가압부재(140)의 가압부(141)가 하강하면서 복수개의 주사기(110)에 구비된 피스톤부재(112)를 누르게 되며, 이에 본체(111)에 주입된 용매가 바늘부재(113)를 통해 배출되면서 전극(10)의 표면에 떨어지고, 떨어진 용매는 전극(10)에 점차 함침된다.
이때 측정부재(150)는 용매(20)가 전극(10)에 떨어짐과 동시에 실시간으로 촬영을 실시하며, 촬영된 함침범위는 그래프 데이터 또는 수치 데이터로 산출하여 모니터(미도시)에 표시할 수 있다. 그리고 소정 시간 경과 후, 용매의 함침범위 값을 산출하고, 이 산출된 함침 값과 입력된 함침 값의 정상범위를 서로 비교하여 정상 범위 안쪽이면 정상으로 판정하고, 정상 범위 밖이면 불량으로 판정하며, 검사된 결과값은 상기 모니터에 표시하여 사용자에게 알린다.
이와 같이 본 발명에 따른 이차전지용 함침 검사장치는 복수개의 전극을 동일한 조건으로 동시에 함침검사를 진행할 수 있으며, 이에 작업의 효율성과 함침 검사의 정확도를 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110: 주사기
120: 고정부재
121: 지지대
122: 고정대
130: 지그부재
140: 가압부재
150: 측정부재

Claims (7)

  1. 용매가 주입되는 주사기;
    상기 주사기를 고정하는 고정부재;
    상기 주사기의 바늘부재가 향하는 상기 고정부재의 하부에 구비되고, 상기 주사기와 대응되는 위치에 전극이 삽입되는 지그부재;
    상기 주사기를 작동시켜 상기 주사기에 주입된 용매를 상기 전극에 떨어뜨리는 가압부재; 및
    상기 전극에 떨어진 용매의 함침 과정을 실시간으로 측정하여 함침범위를 측정하는 측정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 구비되고, 상기 주사기를 고정하는 고정대를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지그부재는 상면에 상기 전극이 삽입되는 삽입홈이 형성되고,
    상기 삽입홈의 외주면에는 상기 전극의 테두리를 가압하여 상기 전극을 고정하는 고정지그가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압부재는 상기 주사기의 피스톤부재 선단이 향하는 고정부재의 상부에 구비되고, 공급되는 공기압에 의해 상기 피스톤부재를 가압하는 가압부를 가지는 실린더인 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정부재는 함침범위를 실시간으로 측정하여, 그래프 데이터 또는 수치 데이터로 산출하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정부재는 최종 측정된 함침범위와 설정된 함침범위를 비교하여 불량여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정부재는 초고속카메라를 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 함침 검사장치.
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