KR20220003843A

KR20220003843A - 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법

Info

Publication number: KR20220003843A
Application number: KR1020200081585A
Authority: KR
Inventors: 배성학; 류병국; 한상철
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-11

Abstract

본 발명은 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파우치셀(100) 상부에 위치하여 파우치셀(100)의 일측 표면으로 적외선을 공급하는 열원 공급부(200), 및 상기 파우치셀(100) 표면에서 반사된 열을 촬영하는 열화상 카메라(300)를 포함하는 파우치셀의 오염 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법으로서, 파우치셀 외부 표면에 전해액이 부착하였는지 신속하게 판단할 수 있고 또 검사 결과의 신뢰성을 담보할 수 있다는 장점이 있다.

Description

파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법{Device and Method For Testing Pollution of Pouch Cell}

본 발명은 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파우치셀의 외부 표면에 전해액 등 오염물이 부착했는지 여부를 검사하기 위한 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.

제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.

이러한 이차 전지는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 알려져 있으며, 다수의 배터리 셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 하나의 전지 모듈, 전지 팩을 구성하기도 한다.

한편, 이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.

이러한 파우치형 전지 제조 과정에서는 케이스 내부에 전극 조립체와 전해액이 함께 충진된 후 밀봉되는데, 이들 공정 이후에는 전해액에 의한 케이스 부식을 방지하기 위하여 전해액이 케이스 외부 표면에 묻었는지를 검사하는 과정이 필연적으로 수행된다.

하지만 케이스 외부 표면의 전해액 부착 여부는 육안 검사에 의존하고 있어 검사에 장시간이 소요될 뿐만 아니라 검사자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있어 정확도가 낮다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 파우치셀 제조 과정에서 케이스 외부 표면에 전해액이 부착하였는지를 신속하게 검사할 수 있는 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명에서는 파우치셀 제조 과정에서 케이스 외부 표면에 전해액이 부착하였는지를 정확하게 판단할 수 있는 파우치셀의 오염 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치는, 파우치셀(100) 상부에 위치하여 파우치셀(100)의 일측 표면으로 적외선을 공급하는 열원 공급부(200); 및 상기 파우치셀(100) 표면에서 반사된 적외선을 촬영하는 열화상 카메라(300);를 포함하되, 상기 열원 공급부(200)에서는 열에 의한 적외선이 방사되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치에서, 상기 열원 공급부(200)는 일측이 개방된 채 소정의 공간부가 구비된 본체(210), 상기 본체(210)에 수용되는 열선(220), 및 본체(210)의 개방된 면을 밀폐하는 커버(230)를 포함하되, 상기 본체(210)는 단열소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치에서, 상기 커버(230)의 표면은 비금속 소재로 이루어지고, 표면의 방사율(emissivity)이 0.5 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치에서, 파우치셀(100)을 지지하는 안착 지그(500)를 더 포함하되, 상기 안착 지그(500)는 지그 몸체(510), 및 일측은 상기 파우치셀(100)의 저면과 밀착하고 타측은 상기 지그 몸체(510)의 상면과 연결되어 있는 복수개의 지지대(520)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치에서, 상기 안착 지그(500)를 수평방향으로 이송하기 위한 이송부(600)를 더 포함하되, 상기 이송부(600)는 이송 다이(610), 및 상기 이송 다이(610)와 상기 안착 지그(500) 사이에 위치하는 복수개의 회전 롤러(620)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치에서, 상기 파우치셀(100)을 수평방향으로 이송하기 위한 이송부(600)를 더 포함하되, 상기 셀이송부(600)는 이송 다이(610), 및 상기 이송 다이(610) 상부에 위치하는 복수개의 회전 롤러(620)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법은, 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제1 단계; 상기 파우치셀(100)의 일측면으로 열에 의한 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제2 단계; 및 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 일측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 제2 단계에서는, 파우치셀(100)을 일측 수평방향으로 이동시키면서 적외선 방사, 및 열화상 카메라로 촬영하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 파우치셀(100)은 알루미늄 소재를 포함하는 셀케이스(120)이고, 상기 커버(230)의 표면 온도는 상기 셀케이스(120)의 표면 온도보다 5℃이상 높게 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 파우치셀(100)의 타측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제4 단계; 상기 파우치셀(100)의 타측면으로 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제5 단계; 및 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 타측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 제1 단계 이전에 안착지그(500) 상부에 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 제1 단계 이전에 이송부(600) 상부에 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 제1 단계 이전에 이송부(600) 위에 안착지그(500)를 배치하고, 상기 안착지그(500) 상부에 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 파우치셀의 오염 검사 방법에서, 상기 온도가 상이한 영역은 전해액(P)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오염 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 파우치셀 외부 표면에 열에 의한 적외선을 방사하여 일부 적외선을 전해액에 흡수시키고, 반사된 적외선은 열화상 카메라로 촬영하기 때문에, 파우치셀 외부 표면에 전해액이 부착하였는지를 신속하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 검사 결과의 신뢰성을 담보할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명의 오염 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 파우치셀을 지지하면서 이송할 수 있는 지지부와 이송부가 추가로 구비되어 있어, 파우치셀의 양측면을 정확하게 검사할 수 있고, 나아가 복수개의 파우치셀을 연속적인 검사할 수 있어 검사 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 파우치셀의 외형 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.
도 3은 오염 검사 장치의 열원 공급부 확대 사시도이다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검사 장치를 사용하여 파우치셀에 부착한 오염물을 검사하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.
도 8은 제4 실시예에 따른 검사 장치를 사용하여 파우치셀에 부착한 오염물을 검사하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과이다.
도 10는 비교예 1의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과이다.
도 11은 비교예 2의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과이다.

본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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.

본 발명에 따른 검사 장치는 전지셀의 외부 표면에 오염물이 부착되었는지 여부를 검사하는데 사용할 수 있고, 특히 파우치형 전지셀의 오염 여부를 검사하는데 유용하므로 파우치셀을 중심으로 설명하기로 하다.

명세서 전반에서 오염물이란 도달한 적외선의 일부를 흡수하고, 결과적으로 도달한 적외선 온도보다 낮은 온도의 적외선을 방사하는 물질이라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 전지셀 제조 과정에서 사용하는 전해액이다.

도 1은 파우치셀의 외형 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 파우치셀(100)은 전극조립체(미도시)와 연결된 한 쌍의 전극 리드(110)와 전극조립체(미도시)를 수납하는 셀 케이스(120)를 포함하여 구성된다.

여기서, 전극조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 스택형 조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 조립체, 또는 전지 셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.

또한, 전해액은 일반적으로 통용되는 액체전해액 외에도, 고체전해액이나, 고체 전해액에 첨가제를 부가하여 액체와 고체 중간형태를 띄는 겔 형태의 준고체 전해액으로 치환되어도 문제가 없음은 당연하다.

상기와 같은 전극조립체는 셀 케이스에 수납되며, 셀 케이스는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 전극 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.

내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 박막을 사용할 수 있다.

그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극 조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.

한편, 한 쌍의 전극 리드는 양극 리드와 음극 리드로 이루어지며, 셀 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후 셀 케이스 외부로 노출되거나, 탭을 생략하고 셀 조립체와 직접 연결되어도 무방하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사장치의 개념도이고, 도 3은 오염 검사 장치의 열원 공급부 확대 사시도이다.

도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염 검사 장치는, 열원 공급부(200), 열화상 카메라(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 열원 공급부(200)은 파우치셀(100)과 소정 거리 이격된 상부에 위치하면서 파우치셀(100)의 일측 표면을 향하여 적외선, 즉 열에 의한 적외선을 방사하기 위한 것으로, 파우치셀(100)의 일측 모든 표면에 적외선이 도착할 수 있도록 충분한 면적을 갖는다.

이때, 열원 공급부(200)에서 공급한 적외선이 파우치셀(100)의 일측 표면과 부딪힌 후 소정 각도로 반사될 수 있도록, 열원 공급부(200)는 파우치셀(100) 상면을 기준으로 할 때 수평방향으로 다소 후방에 위치하는 것이 바람직하다.

한편 열원 공급부(200)는 도 3에 도시한 바와 같이, 본체(210), 열선(220) 및 커버(230)를 포함하여 구성되며, 본체(210)는 하측이 개방되어 있고 열선(220)을 수용할 수 있도록 소정의 공간부가 마련되어 있으며, 비록 도면에서는 단면이 사각형인 것으로 도시하고 있으나, 원형 등 다양한 형상으로 변형이 가능하다.

여기서 본체(210)는 단열소재, 예를 들어 폴리우레탄폼이나 발포폴리에틸렌 등과 같은 단열소재로 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 열선(220)에서 공급된 열이 외부로 방출되지 않고 또 외부로부터의 열이 본체(210) 내부로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.

파우치셀(100) 표면으로 적외선을 방사할 목적으로 본체(210)에 수납되는 열선(220)의 경우, 비록 도면에서는 열선으로 표시하고 있으나 소정 온도 범위의 열을 발생시킬 수 있다면 반드시 열선으로 제한하지 않으며, 이러한 열선(220)에 전원을 공급하고 제어하기 위한 전원공급장치(미도시)와 온도제어수단(미도시)이 추가로 구비될 수 있음은 자명하다.

열선(220)이 본체(210)에 수납된 상태에서 본체(210)의 개방된 면을 밀폐하는 커버(230)의 표면은 방사율(emissivity)이 0.5 이상을 갖는 비금속 재질, 예를 들어 플라스틱 소재로 이루어지거나 표면이 검정페인트로 도포되는 것이 바람직한데, 이는 열선(220)에서 발생한 열을 흡수한 후 커버(230) 표면에서 방사된 적외선이 파우치셀(100) 표면으로 충분하게 도달해야 하기 때문이다.

다시 도 2를 참조하면서 열화상 카메라(300)에 관해 설명하면, 열화상 카메라(300)는 파우치셀(100) 표면에서 반사된 열원, 즉 열원 공급부(200)에서 공급된 적외선이 파우치셀(100) 표면에 도달한 후 반사되는 적외선을 촬영하기 위한 카메라이다.

따라서 열화상 카메라(300)는 파우치셀(100) 상면을 기준으로 할 때 수평방향으로 다소 전방에 위치하는 것이 바람직하지만, 반사된 적외선을 촬영할 수 있는 위치라면 특별히 제한하지 않으며, 비록 도면에서는 열화상 카메라(300)가 1개인 것으로 도시하고 있으나, 필요에 따라 복수개 구비될 수도 있고, 또 열화상 카메라의 구체적인 구성 및 작동원리는 공지된 기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

계속해서, 제어부(400)는 열화상 카메라(300)의 온오프, 수신한 열화상의 영상 표출, 자료 저장, 일부 촬영 영역에서 비정상 범위에 해당되는 온도가 감지될 시 경고음 생성 등 열화상 카메라의 전반적인 작동을 제어함과 동시에 관리를 위한 것으로, 일 예로 유무선 통신이 가능하고 모니터가 구비된 휴대용 PC 일 수 있으나 이에 제한하지 않는다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치셀의 오염 검사 장치는, 파우치셀(100)의 일측 모든 표면에 적외선이 동시에 도달할 수 있도록 열원 공급부(200)가 충분히 크고, 따라서 파우치셀(100), 열원 공급부(200) 및 열화상 카메라(300)가 고정된 상태에서 1회의 적외선 방사를 통해 파우치셀(100) 표면의 오염물 부착여부를 검사할 수 있다.

도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검사 장치를 사용하여 파우치셀에 부착한 오염물을 검사하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 검사 장치를 사용한 검사 방법은, 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제1 단계, 파우치셀(100)의 일측면으로 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제2 단계, 및 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 일측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제3 단계, 파우치셀(100)의 타측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제4 단계; 파우치셀(100)의 타측면으로 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제5 단계, 및 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 타측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제6 단계를 포함하여 구성된다.

먼저 제1 단계에서는 조립이 끝난 파우치셀(100)에 오염물(P), 예를 들어 전해액이 묻어 있는지 확인하기 위하여 셀케이스(120)의 해당면이 열화상 카메라를 바라보도록 파우치셀(100)을 위치시키는 단계이다. 제2 단계는 셀케이스(120) 일측 표면을 향해 열원 공급부(200)에서 적외선을 방사하고 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 단계이며, 이때 커버(230)의 표면 온도는 셀케이스(120)의 표면 온도보다 5℃이상 높게 유지시키는 것이 바람직하고, 10℃이상 높게 유지하는 것이 보다 바람직하다.

이는 셀케이스(120)에서 반사되는 적외선 결과로부터 오염물(P) 유무를 확실하게 구분하기 위함이다. 즉, 본 발명의 검사 원리는 열원 공급부(200)에서 적외선을 방사하면 셀케이스(120)를 구성하는 알루미늄에 의해 대부분이 반사된다. 하지만 셀케이스(120) 표면에 오염물(P)이 존재할 시에는 적외선의 일부가 해당 오염물(P)에 흡수되기 때문에 열화상 카메라(300)에 도달하는 온도는 상대적으로 낮아지게 되고, 결과적으로 셀케이스(120)에 오염물(P)이 묻어 있는지, 또 어느 위치에 오염물(P)이 존재하는지 알 수 있게 되는 것이다.

제4 단계 내지 제6 단계는 파우치셀(100)의 반대면을 측정하는 단계로서, 측정하고자 하는 셀케이스(120)의 면만 상이할 뿐 나머지는 전술한 제1 단계 내지 제3 단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.

제1 실시예에 따른 오염 검사 장치와는 안착 지그(500)가 추가적으로 구비된 것을 제외하고 나머지는 동일하므로 이하에서는 안착 지그(500)에 관해서만 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 검사 장치는 열원 공급부(200)의 적외선을 파우치셀(100) 일측면으로 방사하는데, 이때 파우치셀(100) 타측면은 지면과 밀착할 수밖에 없는 상황이 된다. 오염물(P)이 타측면에 묻어 있을 시 해당 오염물(P)이 눌려지게 되므로 오염면적이 커질 뿐만 아니라, 얇아진 오염물(P)로 인해 적외선 흡수량이 감소해 결과적으로 오염물(P)의 존재 여부를 확인하기 어려울 수 있다.

제2 실시예에서의 안착 지그(500)는 소정의 크기를 갖는 지그 몸체(510)와, 일측은 파우치셀(100)의 저면과 밀착하고 타측은 지그 몸체(510)의 상면에 연결되어 있는 복수개의 지지대(520)를 포함하여 구성된다.

여기서, 지지대(520)는 파우치셀(100)을 안정적으로 지지할 수 있도록 파우치셀(100)의 각 모서리 부근을 받치는 4개가 구비되는 것이 바람직하고, 밀착면이 최소화될 수 있도록 원기둥 또는 다각기둥인 것이 바람직하다.

상기와 같은 안착 지그(500)가 추가로 구비될 경우, 파우치셀(100) 일측면 검사가 진행되는 동안에도 타측면의 대부분은 지면과 이격된 상태를 유지할 수 있어, 검사 결과의 신뢰성을 높일 수 있다는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다.

제1 실시예에 따른 오염 검사 장치와는 열원 공급부(200)의 크기와, 파우치셀(100)이 일측 방향으로 이송될 수 있도록 이송부(600)가 구비되어 있다는 것을 제외하고 나머지는 동일하므로 이하에서는 이들 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.

제3 실시예에서는 열원 공급부(200)에서 방사되는 적외선이 파우치셀(100)의 일부 영역에만 방사되며, 이때 이송부(600)에 의해 파우치셀(100)이 수평방향(도 6에서 왼쪽)으로 연속적으로 이동하기 때문에 다량의 파우치셀(100) 검사 시 매우 유리하다.

상기와 같은 기능을 수행하는 이송부(600)는 이송 다이(610)와, 파우치셀(100)을 일측 방향으로 이송시키기 위한 복수개의 회전 롤러(620)를 포함하여 구성된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 파우치셀 오염 검사 장치의 개념도이다. 제3 실시예에 따른 오염 검사 장치와는 이송부(600)와 파우치셀(100) 사이에 안착 지그(500)가 개재되어 있다는 것만 제외하고 나머지 구성은 동일하다.

제4 실시예에서와 같이 지그 몸체(510) 및 지지대(520)를 포함하는 안착 지그(500)와, 이송부(600)를 동시에 구비하면, 검사가 진행되지 않는 타측면에 묻은 오염물(P)의 형태를 그대로 유지할 수 있어 결과의 신뢰성이 향상되고, 또한 열원 공급부(200)의 크기를 줄일 수 있어 열원 공급부(200)의 제조 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 8은 제4 실시예에 따른 검사 장치를 사용하여 파우치셀에 부착한 오염물을 검사하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 검사 장치를 사용한 검사 방법은, 이송부(600)를 준비하는 제1 단계, 이송부(600) 상부에 안착 지그(500)를 위치시키는 제2 단계, 파우치셀(100)의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 안착 지그(500)에 배치하는 제3 단계, 파우치셀(100)을 이송시키면서 일측면에 적외선을 방사하고, 반사된 적외선은 열화상 카메라(300)로 촬영하는 제4 단계, 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 일측면에 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제5 단계, 파우치셀(100)을 이송시키면서 타측면에 적외선을 방사하고, 반사된 적외선은 열화상 카메라(300)로 촬영하는 제6 단계, 촬영한 영상으로부터 파우치셀(100)의 타측면에 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제7 단계, 및 파우치셀(100)의 타측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제 8단계를 포함하여 구성된다.

제1 단계 및 제2 단계에서는 전술한 구성을 갖는 이송부(600)와 안착 지그(500)를 순차적으로 준비하는 단계이다. 이후 제3 단계 내지 제8 단계는 전술한 도 4를 참조하면서 설명한 제1 단계 내지 제6 단계와 각각 유사하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

셀케이스 외측 표면에 10 여개의 전해액을 묻힌 파우치셀을 준비한 후, 도 2에 도시한 바와 같이 셀케이스 상부에는 적외선 열선이 내장된 열원 공급부를 설치하여 셀케이스 상부로 적외선을 방사하였다. 이와 함께 셀케이스 상부에서 반사된 적외선을 촬영할 수 있도록 열원 공급부와 소정 거리 이격된 위치에 열화상 카메라를 위치시켰다.

이때, 열원 공급부의 커버 표면 온도는 30~31℃, 셀케이스의 표면 온도는 24~25℃를 유지하였다.

비교예 1

열원 공급부가 구비되어 있지 않고, 전해액을 묻힌 셀케이스 면을 일반카메라로 촬영하였다.

비교예 2

열원 공급부가 구비되어 있지 않고, 전해액을 묻힌 셀케이스 면을 열화상 카메라로 촬영하였다.

<실험예>

도 9는 본 발명의 실시예 1의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과이다. 도 9로부터 확인할 수 있듯이, 전해액으로 오염된 위치와 오염개수를 명확하게 확인할 수 있다.

반면 비교예 1의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과인 도 10,및 비교예 2의 방법으로 측정한 파우치셀 표면의 촬영결과인 도 11에서는 케이스에 전해액이 묻어 있는지 확인하기 어려울 뿐만 아니라 크기가 작은 전해액은 전혀 식별이 불가능하였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

100 : 파우치셀
110 : 전극 리드
120 : 셀케이스
200 : 열원 공급부
210 : 본체
220 : 열선
230 : 커버
300 : 열화상 카메라
400 : 제어부
500 : 안착 지그
510 : 지그 몸체
520 : 지지대
600 : 이송부
610 : 이송 다이
620 : 회전 롤러
P : 오염물 입자

Claims

파우치셀 상부에 위치하여 파우치셀의 일측 표면으로 적외선을 공급하는 열원 공급부; 및
상기 파우치셀 표면에서 반사된 적외선을 촬영하는 열화상 카메라;를 포함하되,
상기 열원 공급부에서는 열에 의한 적외선이 방사되는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 열원 공급부는 일측이 개방된 채 소정의 공간부가 구비된 본체, 상기 본체에 수용되는 열선, 및 본체의 개방된 면을 밀폐하는 커버를 포함하되,
상기 본체는 단열소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 커버의 표면은 비금속 소재로 이루어지고, 표면의 방사율(emissivity)이 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 파우치셀을 지지하는 안착 지그를 더 포함하되, 상기 안착 지그는 지그 몸체, 및 일측은 상기 파우치셀의 저면과 밀착하고 타측은 상기 지그 몸체의 상면과 연결되어 있는 복수개의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
제4항에 있어서,
상기 안착 지그를 수평방향으로 이송하기 위한 이송부를 더 포함하되, 상기 이송부는 이송 다이, 및 상기 이송 다이와 상기 안착 지그 사이에 위치하는 복수개의 회전 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 파우치셀을 수평방향으로 이송하기 위한 이송부를 더 포함하되, 상기 셀이송부는 이송 다이, 및 상기 이송 다이 상부에 위치하는 복수개의 회전 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 장치.
파우치셀의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제1 단계;
상기 파우치셀의 일측면으로 열에 의한 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제2 단계; 및
촬영한 영상으로부터 파우치셀의 일측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 제2 단계에서는, 파우치셀을 일측 수평방향으로 이동시키면서 적외선 방사, 및 열화상 카메라로 촬영하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 파우치셀은 알루미늄 소재를 포함하는 셀케이스이고, 상기 커버의 표면 온도는 상기 셀케이스의 표면 온도보다 5℃이상 높게 유지시키는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 파우치셀의 타측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 제4 단계;
상기 파우치셀의 타측면으로 적외선을 방사하면서, 반사된 적외선을 열화상 카메라로 촬영하는 제5 단계; 및
촬영한 영상으로부터 파우치셀의 타측면에서 온도가 상이한 영역이 있는지 판단하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 단계 이전에 안착지그 상부에 파우치셀의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 단계 이전에 이송부 상부에 파우치셀의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 단계 이전에 이송부 위에 안착지그를 배치하고, 상기 안착지그 상부에 파우치셀의 일측면이 열화상 카메라를 향하도록 배치하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.
제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도가 상이한 영역은 전해액인 것을 특징으로 하는 파우치셀의 오염 검사 방법.