KR20210090491A - 파우치형 전지셀의 불량 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지의 단락 여부를 검사하는 장치로서, 파우치형 전지셀의 외면을 가압하는 한 쌍의 가압부재, 및 상기 가압부재에 의해 가압된 파우치형 전지셀의 전류, 전압 및 저항 중 어느 하나 이상을 측정하는 검출부를 포함하고, 상기 가압부재는 표면이 평면 형태인 베이스부와, 상기 베이스부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 방향에 위치하는 탄성부를 포함함으로써, 전극조립체의 두께 편차가 있거나 표면이 불균일한 경우에도 가압부재의 압력 전달이 균일하게 이루어지는 결과 불량 검출률이 향상된 이차전지의 불량 검사 장치에 대한 것이다.
Description
본원 발명은 파우치형 전지셀의 불량 검사 장치에 대한 것으로서, 구체적으로, 파우치형 전지셀의 이상 여부를 판단하기 위하여, 파우치형 전지셀을 가압하는 가압부재의 표면에 평면 형태의 탄성부가 부가된 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검사 장치에 대한 것이다.
차세대의 주요 에너지원으로 주목받고 있는 리튬 이차전지는 전극조립체의 구조에 따라 분류될 수 있는 바, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 두 개의 분리막을 사이에 개재한 세 개의 전극들이 적층된 바이셀(Bi-cell) 또는 한 개의 분리막을 사이에 개재한 두 개의 전극들이 적층된 모노셀(mono-cell) 등의 단위셀들을 긴 분리막 시트로 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
상기 스택형(적층형) 전극조립체는 전극과 분리막이 적층된 상태에서 분리막의 끝단이 외측에 개방된 상태인 바, 강한 속도로 주입되는 전해액의 압력에 의해 분리막이 접히는 문제가 발생할 수 있다.
상기 스택-폴딩형 전극조립체는 분리막 시트 상에 단위셀들을 탑재하는 과정과 상기 단위셀들을 분리막 시트로 권취하는 과정에서 작업상의 부주의 등 다양한 원인으로 인하여 분리막이 손상될 가능성이 있다.
이와 관련하여, 도 1은 스택-폴딩형 전극조립체의 분리막 시트가 접힌 상태를 보여주는 사진으로서, 전극 탭이 돌출된 방향의 분리막 시트가 전극조립체 방향으로 접혀 있고, 부분적으로 들뜬 상태를 보여주고 있다.
또는, 상기 스택-폴딩형 전극조립체에서 권취 개시부의 분리막 일면이 부분적으로 접히거나 일자로 접히면서 불량이 발생할 수 있다. 이로 인하여 분리막으로부터 전극 표면의 일부가 노출되어 서로 다른 전극 간의 접촉이 이루어져 전지의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 이와 같은 문제점은 스택-폴딩형 전극조립체 뿐 아니라, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되는 구조의 모든 전극조립체에서 공통적으로 발생할 수 있다.
이와 같은 분리막 접힘 등 리튬 이차전지의 불량을 검사하기 위하여, 종래에는 완성된 전극조립체의 평면을 가압한 후 전류를 인가하여 분리막으로부터 노출된 전극의 단락을 유도하는 방법으로 파우치형 전지셀의 불량 유무를 선별하는 방법을 사용하였다. 그러나, 전극조립체를 가압하는 가압지그가 평판 형태인 경우에는 전극조립체의 두께가 균일하지 않은 외주변에서 전극이 노출되는 불량을 효과적으로 선별하기 어려운 문제가 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 전극조립체 또는 상기 전극조립체가 수용되는 파우치의 외면을 상호 대응되는 방향으로 가압하는 가압면에 다수 개의 돌기부가 돌출 형성된 한 쌍의 가압 지그를 포함하는 이차전지 불량 검사 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 가압 지그와 같이 가압면에 돌기부가 형성되는 경우에는 전극조립체 또는 상기 전극조립체가 수용되는 파우치의 외면이 손상될 수 있으므로 가압시 정밀성이 요구되거나, 가압에 의해 발생한 손상으로 추가적인 불량이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
특허문헌 2는 전극조립체의 상면을 가압하는 지그, 및 상기 지그의 가압 하단면 상에 위치하고, 전극조립체의 분리막 접힘에 의한 단락으로 인한 불량 가능 부위에 추가 압력을 가하기 위한 가압 바를 포함하는 불량 유무 선별용 가압장치를 개시한다.
상기 특허문헌 2는 전극조립체의 종류 또는 크기에 따라 다양한 형태 및 모양으로 가압 바가 위치하는 가압장치를 예시하고 있으며, 특허문헌 3은 전극조립체가 베이스 플레이트 상에 탑재된 상태에서, 상기 전극조립체의 중앙부를 가압하기 위한 제1지그, 및 전극조립체의 중앙부의 양 측부들을 각각 가압하기 위한 한 쌍의 제2지그들을 포함하는 불량 유무 선별용 고정장치를 개시하고 있으나, 상기 특허문헌 2 및 특허문헌 3의 장치들은 상기 전극조립체의 표면이 균일하게 평평하지 않은 경우에 압력이 균일하게 전달되지 못하는 문제가 있다.
이와 같이, 파우치형 전지셀에서 전극조립체에 대한 압력을 균일하게 전달함으로써, 전극조립체의 불량을 보다 정밀하게 검출하기 위한 방법이 필요한 실정이다.
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 전극조립체의 외면을 가압하는 가압부재에 탄성 변형력이 있는 탄성부를 포함으로써 파우치형 전지셀의 불량 검출에 대한 신뢰성이 향상된 이차전지의 불량 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치는, 이차전지의 단락 여부를 검사하는 장치로서, 파우치형 전지셀의 외면을 가압하는 한 쌍의 가압부재, 및 상기 가압부재에 의해 가압된 파우치형 전지셀의 전류, 전압 및 저항 중 어느 하나 이상을 측정하는 검출부를 포함하고, 상기 가압부재는 표면이 평면 형태인 베이스부와, 상기 베이스부에서 상기 파우치형 전지셀과 대면하는 방향에 위치하는 탄성부를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 가압부재는 상기 파우치형 전지셀의 외면 중 전극판과 평행한 양측 외면에서 전극조립체 방향으로 압력을 인가하는 제1가압부재 및 제2가압부재로 구성될 수 있다.
상기 탄성부는 라텍스, 실리콘, 부타디엔 고무(BR, Butadiene Rubber), 스티렌-부타디엔 고무(SBR, Styrene-Butadiene Rubber), 니트릴-부타디엔 고무(NBR, Nitrile-butadiene Rubber), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무, 폴리클로로프렌 고무(CR, Polychloroprene Rubber) 및 다공성 펄프로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 탄성부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 제1면은 평면 형태일 수 있다.
상기 탄성부의 제1면은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부를 포함하고, 상기 제1탄성부는 파우치형 전지셀의 외주변 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 위치하고, 상기 제2탄성부는 상기 제1탄성부와 중첩되지 않는 제1면의 나머지 부분에 위치할 수 있다.
상기 탄성부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 제1면은, 상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 상기 제1면의 나머지 부분보다 돌출된 단차부가 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상대적으로 탄성 변형률이 큰 제2탄성부이고, 상기 제1면에서 상기 단차부를 제외한 나머지 부분은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부일 수 있다.
상기 제1탄성부는 상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 위치에 추가로 더 위치할 수 있다.
상기 제1면은 상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 상기 제1면의 나머지 부분보다 돌출된 단차부를 더 포함할 수 있다.
상기 검출부를 통해 측정된 값을 분석하여 상기 파우치형 전지셀의 불량 여부를 판단하는 분석부를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명은 탄성부를 포함하는 가압부재를 사용하기 때문에 파우치형 전지셀의 가압면 전체에서 균일한 가압력이 인가될 수 있다.
따라서, 표면이 불균일한 파우치형 전지셀에서 오목한 외면에도 가압력이 인가될 수 있으므로, 종래의 불량 검출장치에서 검출하지 못했던 불량제품을 검출할 수 있다.
또한, 파우치형 전지셀에서 불량이 발생할 가능성이 높은 전극조립체의 외주변과 그 외의 부분을 가압하는 탄성부의 탄성력을 다르게 적용함으로써 불량 검출에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 스택-폴딩형 전극조립체의 분리막 시트가 접힌 상태를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치의 개념을 나타낸 개념도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 4는 제2실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 5는 제3실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 6은 제4실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치의 개념을 나타낸 개념도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 4는 제2실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 5는 제3실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 6은 제4실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치의 개념을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본원의 이차전지의 불량 검사 장치(100)는 이차전지의 단락 여부를 검사하는 장치로서, 파우치형 전지셀(101)의 외면을 가압하도록 제1가압부재(110) 및 제2가압부재(120)로 구성되는 한 쌍의 가압부재와, 상기 가압부재에 의해 가압된 파우치형 전지셀(101)의 전류, 전압 및 저항 중 어느 하나 이상을 측정하는 검출부(130)를 포함한다.
본 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치(100)는 파우치형 전지셀(101)을 가압하여 분리막이 접히거나 주름진 부분에서 양극 및 음극을 서로 확실하게 맞닿게 하여 단락이 발생할 수 있으며, 이와 같은 단락 여부는 검출부(130)를 통해 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검사 장치는, 선택적으로, 검출부(130)를 통해 측정된 전류, 전압 및 저항 중 어느 하나 이상의 측정값을 분석하여 파우치형 전지셀의 불량 여부를 판단하는 분석부(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 가압부재에 의한 파우치형 전지셀의 외면의 가압 과정은, 한 쌍의 가압부재가 상기 파우치형 전지셀을 향하여 가까워지거나 멀어지는 형태로 이동하면서 진행될 수 있다.
가압부재(110, 120)는 표면이 평면 형태인 베이스부(111, 121)와, 베이스부(111, 121)에서 파우치형 전지셀(101)과 대면하는 방향에 위치하는 탄성부(112, 122)를 포함한다.
베이스부(111, 121)는 금속 소재로써 강성이 높은 소재로 이루어지며, 파우치형 전지셀에 대한 가압력은 베이스부(111, 121)를 가압하면 탄성부를 통해 전달될 수 있다. 상기 가압력은 베이스부(111, 121)를 밀어주더라도 베이스부(111, 121)의 평면 형태의 외형이 구부러지는 등 변형되지 않는 정도의 크기로 인가될 수 있으며, 이와 같은 경우에는 베이스부 표면의 평면 형태가 유지되기 때문에, 탄성부(112, 122)의 전체 면적에 대해 균등한 가압력이 인가된다.
탄성부(112, 122)는 가압부재의 가압력에 의해 파우치형 전지셀의 외면에 밀착되고, 가압부재의 가압력이 더욱 증가하면 탄성부(112, 122)가 부분적으로 눌리면서 변형될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 가압부재는 파우치형 전지셀과 대면하는 방향에 탄성부를 포함하고, 상기 탄성부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 제1면(105)은 표면이 평형 형태일 수 있는 바, 상기 파우치형 전지셀에서 가압부재에 의해 가압되는 외면 전체는 상기 탄성부의 변형에 의해 탄성부와 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 가압부재에 의한 가압력이 파우치형 전지셀의 외면 전체에 균등하게 인가될 수 있다.
상기 탄성부는 라텍스, 실리콘, 부타디엔 고무(BR, Butadiene Rubber), 스티렌-부타디엔 고무(SBR, Styrene-Butadiene Rubber), 니트릴-부타디엔 고무(NBR, Nitrile-butadiene Rubber), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무, 폴리클로로프렌 고무(CR, Polychloroprene Rubber) 및 다공성 펄프로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 검출부는 파우치형 전지셀의 전극단자와 결합된 상태에서, 상기 파우치형 전지셀의 전류, 저항 및 저항 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있다.
본 발명은 전류, 저항 및 저항의 표준값이 입력되어 있는 저장부를 더 포함할 수 있는 바, 상기 분석부는 저장부에 저장된 전류, 전압 및 저항에 대한 표준값과 상기 검출부를 통해 측정된 측정값을 비교하여 파우치형 전지셀의 불량 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 분석부는 상기 검출부를 양극리드 및 음극리드와 연결하여 저항값을 측정하는 방법으로 파우치형 전지셀의 불량여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 분석부는 저항값이 낮아지면 분리막의 파손 부위로 전극이 접촉되어 전류가 흐르는 것으로 판단하여, 분리막의 파손에 따른 전극조립체의 불량으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 전해액이 없는 상태에서 양극 및 음극 사이에 리튬 이온이 이동되지 않고 분리막에 의해 양극 및 음극 사이에 전기적으로 절연되는데, 분리막이 파손되면 파손 부위로 양극 및 음극이 접촉되어 전기가 흐르게 되어 저항값이 낮아지게 되고, 분석부에서 이를 검출하여 파우치형 전지셀이 불량임을 추정할 수 있다.
또한, 상기 분석부는 전지에 전해액이 주액된 상태에서 정확한 단락부의 저항값을 확인하기 어려울 경우는 정전압 충전시의 전류 또는 이차전지의 전압의 계측을 통하여 단락 여부를 확인할 수 있다. 이 때, 측정부는 전극리드와 연결되어 이차전지의 전류 또는 전압을 측정할 수 있다.
또한, 상기 분석부에서 전류를 검사하는 경우에는, 측정 시점에서 파우치형 전지셀이 가지고 있는 일정한 전압값을 계측한 후 그대로 파우치형 전지셀에 인가하거나 임의의 값을 추가 또는 감소시켜 인가한 후 파손 부위에 가압하여 판단할 수 있다. 상기 파손 부위에서 단락이 발생하고 파우치형 전지셀의 전압이 감소하게 되면 인가되는 전압에 파우치형 전지셀의 전압을 맞추기 위하여 정전압 충전이 진행되며 이때 흐르는 전류값을 통해 전지의 전압이 단락에 의해 감소하는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 이때 흐르는 전류값을 검출부가 측정하여 파우치형 전지셀의 전압이 단락에 의해 감소되는 것으로 나타나면 상기 분석부가 파우치형 전지셀을 불량으로 판별할 수 있다.
또한, 상기 검출부를 통한 전압의 측정과 인가는 파우치형 전지셀의 가압 전, 가압 중, 또는 가압 후 중에서 어느 하나 이상일 때에 수행될 수 있다.
추가적으로, 전압을 검사하는 경우는, 정전압 충전 과정이 없이 전압값을 지속적으로 계측하며 단락에 의해 전압이 감소하는지 여부를 확인하는 것으로서, 가압 시 정상적인 상태의 파우치형 전지셀 대비 전압의 감소가 나타났을 때, 불량으로 판정할 수 있다. 즉, 검출부가 파우치형 전지셀의 전압값을 측정하여 정상적인 상태의 파우치형 전지셀 대비 현저한 전압의 감소가 나타나면 분석부가 파우치형 전지셀의 불량으로 판단할 수 있다.
도 3은 제1실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 가압부재(200)는 표면이 평면 형태인 베이스부(211)와 제1면(205)이 평면 형태인 탄성부(210)를 포함하는 제1가압부재(201) 및 표면이 평면 형태인 베이스부(221)와 제1면(205)이 평면 형태인 탄성부(220)를 포함하는 제2가압부재(202)를 포함한다.
탄성부(210)의 제1면(205)은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(212)와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부(213)를 포함하고, 제1탄성부(212)는 파우치형 전지셀의 외주변 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 위치하고, 제2탄성부(213)는 제1탄성부(212)와 중첩되지 않는 제1면(205)의 나머지 부분에 위치한다.
또한, 탄성부(220)의 제1면(205)은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(222)와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부(223)를 포함하고, 제1탄성부(222)는 파우치형 전지셀의 외주변 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 위치하고, 제2탄성부(223)는 제1탄성부(222)와 중첩되지 않는 제1면의 나머지 부분에 위치한다.
상기 탄성 변형률이 작은 제1탄성부는, 탄성력이 작고 탄성계수가 큰 소재로 이루어진 것으로서, 가압력에 따른 변형이 작은 성질을 갖는 것을 의미하며, 상기 탄성 변형률이 큰 제2탄성부는, 탄성력이 크고 탄성계수가 작은 소재로 이루어진 것으로서, 가압력에 따른 변형이 큰 성질을 갖는 것을 의미한다.
또한, 상기 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부는 z축과 평행한 탄성부의 외주변을 의미하며, 본 명세서에서 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부는 모두 동일한 의미를 갖는 것으로 간주된다.
종래에 표면이 평면 형태인 베이스부와 대응되는 구조만으로 구성된 가압부재를 사용하는 경우에는, 전극리드가 돌출되는 방향의 외주변부의 분리막 접힘이나 주름이 발생하는 경우에도 불량 검사에서 양호한 판정을 받고 검사를 통과하는 경우가 있었으나, 본 발명과 같이 베이스부의 표면에 탄성부를 더 포함하는 경우에는, 파우치형 전지셀의 상면 및 하면 전체를 가압할 수 있으므로 불량 검사에 대한 신뢰성이 높아질 수 있다.
또한, 파우치형 전지셀의 외주변 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 탄성 변형률이 작은 제1탄성부가 위치하고, 상기 제1탄성부와 중첩되지 않는 나머지 부분에 제2탄성부가 위치하는 경우에는, 상대적으로 탄성력이 작은 제1탄성부는 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 상대적으로 강하게 가압하고, 이와 동시에 상대적으로 탄성력이 높은 제2탄성부는 파우치형 전지셀의 본체를 약하게 가압할 수 있다. 상기 파우치형 전지셀의 본체는 파우치형 전지셀에서 전극리드를 제외한 부분을 지칭하는 것이다.
일반적으로, 파우치형 전지셀에서 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부는, 양극 및 음극의 크기 차이에 의해 음극이 양극쪽으로 더 눌려져야 하는 경우가 있고, 분리막의 접힘이나 주름이 발생할 가능성이 높은 부분이다.
본원의 베이스부는 평면 형태이기 때문에, 상기 베이스부의 전체 부분에 동일한 압력이 인가되는 경우에 제1탄성부와 제2탄성부에 동일한 압력이 인가될 수 있으며, 제1탄성부는 가압력에 의해 수축되어 두께가 얇게 변형되고, 이 때 제2탄성부는 파우치형 전지셀 외주변을 더욱 강하게 가압할 수 있다.
도 4는 제2실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 가압부재(300)는 가압부재(200)와 비교할 때, 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 위치에 제1탄성부(312, 322)가 위치하는 구조인 점에서 차이가 있다. 즉, 가압부재(300)의 탄성부(310, 320)는 베이스부의 모든 외주부에 제1탄성부(312, 322)가 배치되고, 제1탄성부(312, 322)를 제외한 나머지 부분인 중심부에 제2탄성부(313, 323)가 위치하는 구조이다.
상기 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부는 x축과 평행한 탄성부의 외주변을 의미하며, 본 명세서에서 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부는 모두 동일한 의미를 갖는 것으로 간주된다.
이와 같은 구조의 가압부재를 사용하는 경우에는, 파우치형 전지셀의 외면에 단차가 있거나 외면이 평평하지 않더라도, 제1탄성부가 외주변 전체를 누르며 변형되고, 제2탄성부가 중심부를 누르며 변형되면서 전극조립체의 상면과 하면 전체를 눌러줄 수 있으므로, 분리막이 접히거나 말리는 현상에 따른 전지셀의 불량 검출률이 더욱 높아질 수 있다.
도 5는 제3실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 가압부재(400)는 탄성부(410, 420)에서 전지셀과 대면하는 제1면(405)은, 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 제1면(405)의 나머지 부분보다 돌출된 단차부(406)가 형성된 구조이다. 단차부(406)는 상대적으로 탄성 변형률이 큰 제2탄성부(413)이고, 단차부(406)를 제외한 제1면(405)의 나머지 부분은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(412)이다.
이와 같은 경우에는, 돌출된 형태의 단차부(406)의 탄성력이 더욱 크기 때문에, 베이스부(411, 421) 전체 면적에 동일한 힘을 가하더라도 변형이 큰 제2탄성부(413, 423)는 두께가 얇아지도록 변형되면서 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 안정적으로 가압할 수 있다.
또한, 파우치형 전지셀의 본체는 전극리드가 돌출되는 외주변부보다 평평한 형태이기 상대적으로 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(412, 422)를 적용할 수 있으며, 상기 파우치형 전지셀의 본체를 가압하는 제1탄성부(412, 422)는 파우치형 전지셀의 본체의 외면이 불균일하더라도 탄성 변형에 의해 불균일한 외면 전체에 밀착되어 압력을 인가할 수 있다.
도 6은 제4실시예에 따른 가압부재의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 가압부재(500)는 가압부재(400)와 비교할 때, 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 제1면(505)의 나머지 부분보다 돌출된 단차부(506)를 더 포함하는 구조인 점을 제외하고는, 가압부재(400)와 동일한 구조 및 기능을 발휘할 수 있다.
구체적으로, 제1가압부재(501)는 베이스부(511)에서 파우치형 전지셀을 대향하는 면에 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(512)와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부(513)로 구성되는 탄성부(510)가 배치된 구조이며, 제1탄성부(512)와 제2탄성부(513)는 서로 중첩되지 않도록 배치된다.
제2가압부재(502)는 베이스부(521)에서 파우치형 전지셀을 대향하는 면에 탄성 변형률이 작은 제1탄성부(522)와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부(523)로 구성되는 탄성부(520)가 배치된 구조이며, 제1탄성부(522)와 제2탄성부(523)는 서로 중첩되지 않도록 배치된다.
파우치형 전지셀의 외주변을 가압하는 제2탄성부(513, 523)는 탄성 변형률이 크기 때문에 파우치형 전지셀을 가압할 때 파우치형 전지셀의 상면 및 하면 외주변에 단차나 굴곡부분이 있더라도 이들의 표면 전체에 완전히 밀착되도록 변형이 가능한 바, 단락 검출에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100: 이차전지의 불량 검사 장치
101: 파우치형 전지셀
102: 전극단자
105, 205, 405, 505: 제1면
111, 121, 211, 221, 311, 321, 411, 421, 511, 521: 베이스부
112, 122, 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520: 탄성부
130: 검출부
140: 분석부
200, 300, 400, 500: 가압부재
110, 201, 501: 제1가압부재
120, 202, 502: 제2가압부재
212, 222, 312, 322, 412, 422, 512, 522: 제1탄성부
213, 223, 313, 323, 413, 423, 513, 523: 제2탄성부
406, 506: 단차부
101: 파우치형 전지셀
102: 전극단자
105, 205, 405, 505: 제1면
111, 121, 211, 221, 311, 321, 411, 421, 511, 521: 베이스부
112, 122, 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520: 탄성부
130: 검출부
140: 분석부
200, 300, 400, 500: 가압부재
110, 201, 501: 제1가압부재
120, 202, 502: 제2가압부재
212, 222, 312, 322, 412, 422, 512, 522: 제1탄성부
213, 223, 313, 323, 413, 423, 513, 523: 제2탄성부
406, 506: 단차부
Claims (10)
- 이차전지의 단락 여부를 검사하는 장치로서,
파우치형 전지셀의 외면을 가압하는 한 쌍의 가압부재; 및
상기 가압부재에 의해 가압된 파우치형 전지셀의 전류, 전압 및 저항 중 어느 하나 이상을 측정하는 검출부;
를 포함하고,
상기 가압부재는 표면이 평면 형태인 베이스부와, 상기 베이스부에서 상기 파우치형 전지셀과 대면하는 방향에 위치하는 탄성부를 포함하는 이차전지의 불량 검사 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 가압부재는 상기 파우치형 전지셀의 외면 중 전극판과 평행한 양측 외면에서 전극조립체 방향으로 압력을 인가하는 제1가압부재 및 제2가압부재로 구성되는 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부는 라텍스, 실리콘, 부타디엔 고무(BR, Butadiene Rubber), 스티렌-부타디엔 고무(SBR, Styrene-Butadiene Rubber), 니트릴-부타디엔 고무(NBR, Nitrile-butadiene Rubber), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무, 폴리클로로프렌 고무(CR, Polychloroprene Rubber) 및 다공성 펄프로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어진 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 제1면은 평면 형태인 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 탄성부의 제1면은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부와 탄성 변형률이 큰 제2탄성부를 포함하고,
상기 제1탄성부는 파우치형 전지셀의 외주변 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 위치하고, 상기 제2탄성부는 상기 제1탄성부와 중첩되지 않는 제1면의 나머지 부분에 위치하는 이차전지의 불량 검사 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부에서 파우치형 전지셀과 대면하는 제1면은,
상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출된 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 상기 제1면의 나머지 부분보다 돌출된 단차부가 형성된 이차전지의 불량 검사 장치. - 제 6 항에 있어서, 상기 단차부는 상대적으로 탄성 변형률이 큰 제2탄성부이고, 상기 제1면에서 상기 단차부를 제외한 나머지 부분은 탄성 변형률이 작은 제1탄성부인 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1탄성부는 상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 위치에 추가로 더 위치하는 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제1면은 상기 파우치형 전지셀의 외주변들 가운데 전극리드가 돌출되지 않은 방향의 외주변부를 가압하는 부분에 상기 제1면의 나머지 부분보다 돌출된 단차부를 더 포함하는 이차전지의 불량 검사 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 검출부를 통해 측정된 값을 분석하여 상기 파우치형 전지셀의 불량 여부를 판단하는 분석부를 더 포함하는 이차전지의 불량 검사 장치.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140138383A (ko) | 2013-05-23 | 2014-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 전극조립체의 불량 유무 선별용 고정장치 및 불량 유무 선별방법 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140138383A (ko) | 2013-05-23 | 2014-12-04 | 주식회사 엘지화학 | 전극조립체의 불량 유무 선별용 고정장치 및 불량 유무 선별방법 |
| KR20160068244A (ko) | 2014-12-05 | 2016-06-15 | 주식회사 엘지화학 | 전극조립체의 불량 유무 선별용 가압장치 및 불량 유무 선별방법 |
| KR20190006920A (ko) | 2017-07-11 | 2019-01-21 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 불량 검사 장치 및 불량 검사 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102561029B1 (ko) | 2022-08-19 | 2023-07-31 | (주)그린광학 | 초분광 이미지 분석에 기반한 모노셀 불량 검사 시스템 및 그 검사 방법 |
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