KR20220081297A - Lazer welding system of secondary battery - Google Patents

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KR20220081297A
KR20220081297A KR1020210172679A KR20210172679A KR20220081297A KR 20220081297 A KR20220081297 A KR 20220081297A KR 1020210172679 A KR1020210172679 A KR 1020210172679A KR 20210172679 A KR20210172679 A KR 20210172679A KR 20220081297 A KR20220081297 A KR 20220081297A
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KR1020210172679A
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양정민
정한권
신승진
이일근
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엘지전자 주식회사
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Abstract

이차전지 레이져 용접 시스템은 이차 전지의 탭과 전극을 레이져 용접하는 레이져 모듈과, 레이져 모듈의 출력값을 측정하는 포토 다이오드를 갖는 발진기; 발진기에 연결되고 디지털값을 아나로드값으로 치환하는 인터페이스 유닛; 출력값을 전송하는 제1피시; 제1피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제1컨트롤유닛; 출력값을 전송하는 제2피시; 제2피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제2컨트롤유닛; 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 발진기로부터 출력값을 전달받아 제1피시로 출력값을 전송하는 제1파워 모니터링 유닛; 및 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 발진기로부터 출력값을 전달받아 제2피시로 출력값을 전송하는 제2파워 모니터링 유닛을 포함할 수 있다. The secondary battery laser welding system includes: an oscillator having a laser module for laser welding a tab and an electrode of a secondary battery, and a photodiode for measuring an output value of the laser module; an interface unit connected to the oscillator and replacing a digital value with an analog value; a first fish transmitting an output value; a first control unit receiving the output value transmitted from the first PC and transmitting the output value to the interface unit; a second fish that transmits the output value; a second control unit receiving the output value transmitted from the second PC and transmitting the output value to the interface unit; a first power monitoring unit receiving the gate signal to the interface unit and receiving the output value from the oscillator and transmitting the output value to the first PC; and a second power monitoring unit configured to receive the gate signal to the interface unit, receive the output value from the oscillator, and transmit the output value to the second PC.

Description

이차 전지의 레이져 용접 시스템{Lazer welding system of secondary battery}Laser welding system of secondary battery

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지의 탭과 전극을 레이져 용접하는 이차 전지의 레이져 용접 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a laser welding system for a secondary battery for laser welding a tab and an electrode of the secondary battery.

이차전지는 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어내는 소자로서, 한 개의 전극에서 충전과 방전이 모두 일어나고, 산화전극(Anode, -극)과 환원전극(Cathode, +극)은 방전 반응을 기준으로 구별된다.A secondary battery is a device that converts electrical energy into chemical energy, stores it, and generates electricity when needed. Both charging and discharging occur at one electrode, and the anode (Anode, -pole) and the cathode (Cathode, +pole) are distinguished based on the discharge response.

이차전지는 집전체에 활물질이 도포된 양극판 및 음극판과, 양극판과 음극판을 분리하는 분리막(separator)과, 분리막을 통하여 이온을 전달하는 전해액과, 양극판과 분리막 및 음극판을 수용하는 케이스와, 양극판과 음극판에 연결되어 밖으로 인출되는 리드탭 등을 포함한다.A secondary battery includes a positive and negative electrode plate coated with an active material on a current collector, a separator separating the positive and negative plates, an electrolyte that transfers ions through the separator, a case accommodating the positive and negative plates, the separator and the negative electrode; and a lead tab connected to the negative electrode plate and drawn out.

이차전지는 그 형상에 따라 원통형 (cylinder type), 각형(prismatic type) 및 파우치형(pouched type) 등으로 분류될 수 있다.The secondary battery may be classified into a cylindrical type, a prismatic type, and a pouched type according to its shape.

파우치형 이차전지는 유연성을 가진 파우치 등의 케이스를 포함하여 그 형상이 비교적 자유로울 수 있고, 제조 공정이 비교적 쉽고, 제조 비용이 낮아서 이차전지 업계에서 널리 사용되고 있다.The pouch-type secondary battery is widely used in the secondary battery industry because its shape can be relatively free, including a case such as a flexible pouch, and the manufacturing process is relatively easy and the manufacturing cost is low.

이차전지의 일 예는 대한민국 공개특허공보 10-2018-0095982 A(2018년08월29일 공개)에 개시된 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지가 있고, 이러한 파우치형 이차전지는 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체; 상기 전극집전체를 감싸는 파우치를 포함한다.An example of the secondary battery is a pouch-type secondary battery incorporating a thermally expansible layer disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0095982 A (published on August 29, 2018), and such a pouch-type secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, an electrode current collector including a separator; and a pouch surrounding the electrode current collector.

이차전지를 제조하기 위한 장비는 전극집전체의 양극 탭과 양극전극을 용접하고, 전극집전체의 음극 탭과 음극전극을 용접할 수 있는 레이져 모듈(즉, 레이져 발진기)를 포함할 수 있다. Equipment for manufacturing a secondary battery may include a laser module (ie, a laser oscillator) capable of welding the positive electrode tab and the positive electrode of the electrode current collector and welding the negative electrode tab and the negative electrode of the electrode current collector.

대한민국 공개특허공보 10-2018-0095982 A(2018년08월29일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0095982 A (published on August 29, 2018)

본 실시예는 양극 탭과 양극전극을 용접하고, 음극 탭과 음극전극을 용접하는 전체 택트 타임을 최소화할 수 있는 이차 전지의 레이져 용접 시스템을 제공하는데 있다.The present embodiment is to provide a laser welding system for a secondary battery that can minimize the overall tact time for welding the positive electrode tab and the positive electrode, and welding the negative electrode tab and the negative electrode.

본 실시 예에 따르면, 이차 전지의 탭과 전극을 레이져 용접하는 레이져 모듈과, 레이져 모듈의 출력값을 측정하는 포토 다이오드를 갖는 발진기; 발진기에 연결되고 디지털값을 아나로드값으로 치환하는 인터페이스 유닛; 출력값을 전송하는 제1피시; 제1피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제1컨트롤유닛; 출력값을 전송하는 제2피시; 제2피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제2컨트롤유닛; 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 발진기로부터 출력값을 전달받아 제1피시로 출력값을 전송하는 제1파워 모니터링 유닛; 및 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 발진기로부터 출력값을 전달받아 제2피시로 출력값을 전송하는 제2파워 모니터링 유닛을 포함할 수 있다. According to this embodiment, a laser module for laser welding a tab and an electrode of a secondary battery, and an oscillator having a photodiode for measuring an output value of the laser module; an interface unit connected to the oscillator and replacing a digital value with an analog value; a first fish transmitting an output value; a first control unit receiving the output value transmitted from the first PC and transmitting the output value to the interface unit; a second fish that transmits the output value; a second control unit receiving the output value transmitted from the second PC and transmitting the output value to the interface unit; a first power monitoring unit receiving the gate signal to the interface unit and receiving the output value from the oscillator and transmitting the output value to the first PC; and a second power monitoring unit configured to receive the gate signal to the interface unit, receive the output value from the oscillator, and transmit the output value to the second PC.

인터페이스 유닛은 제1컨트롤 유닛에서 전송된 출력값을 수신하고, 제2컨트롤 유닛에서 전송된 출력값을 수신하는 마스터 인터페이스 및 발진기로 시간차를 두고 출력값을 전송하는 슬레이브 인터페이스를 포함할 수 있다. The interface unit may include a master interface that receives the output value transmitted from the first control unit and receives the output value transmitted from the second control unit, and a slave interface that transmits the output value with a time difference to the oscillator.

슬레이브 인터페이스는 게이트 신호를 제1파워 모니터링 유닛 및 제2파워 모니터링 유닛으로 각각 전송할 수 있다. The slave interface may transmit the gate signal to the first power monitoring unit and the second power monitoring unit, respectively.

제1 모니터링 유닛는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산하고, 연산된 결과의 데이터를 제1피시로 전송할 수 있다. The first monitoring unit may calculate an output value of the laser module based on the gate signal, and transmit the calculated result data to the first PC.

제2 모니터링 유닛는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산하고, 연산된 결과의 데이터를 제2피시로 전송할 수 있다. The second monitoring unit may calculate an output value of the laser module based on the gate signal, and transmit the calculated result data to the second PC.

본 실시예는 스캐너를 더 포함할 수 있고, 스캐너는 렌즈를 포함하고, 렌즈를 조정할 수 있다. This embodiment may further include a scanner, the scanner may include a lens, and the lens may be adjusted.

제1피시는 제1용접 위치 데이터값을 전송할 수 있고, 제1컨트롤유닛은 제1용접 위치 데이터값을 수신할 수 있고, 스캐너로 제1용접 위치 테이터값을 전송할 수 있다. The first fish may transmit the first welding position data value, the first control unit may receive the first welding position data value, and may transmit the first welding position data value to the scanner.

제2피시는 제2용접 위치 데이터값을 전송할 수 있고, 제2컨트롤유닛은 제2용접 위치 데이터값을 수신할 수 있고, 스캐너로 제2용접 위치 테이터값을 전송할 수 있다. The second fish may transmit the second welding position data value, the second control unit may receive the second welding position data value, and transmit the second welding position data value to the scanner.

본 실시 예에 따르면, 양극 탭과 양극전극을 용접하고, 음극 탭과 음극전극을 용접하는 전체 택트 타임을 최소화할 수 있는 이차 전지의 레이져 용접 시스템을 제공하는데 있다.According to the present embodiment, there is provided a laser welding system for a secondary battery that can minimize the overall tact time for welding the positive electrode tab and the positive electrode, and welding the negative electrode tab and the negative electrode.

또한, 이차 전지 중 레이져 용접된 부분의 인장강도를 확보할 수 있고, 용접 불량을 최소화할 수 있다. In addition, it is possible to secure the tensile strength of the laser-welded portion of the secondary battery, it is possible to minimize welding defects.

또한, 레이져 용접 불량시, 출력값을 확인할 수 있어, 레이져 용접 불량이 발생되는 출력값을 정확하게 알 수 있고, 레이져 용접 시스템이 이러한 출력값을 회피하여, 발진기를 작동시킬 수 있다.In addition, when the laser welding is defective, the output value can be checked, so that the output value at which the laser welding defect occurs can be accurately known, and the laser welding system can avoid the output value and operate the oscillator.

또한, 이차 전지의 용접 도중에, 발진기의 출력값 헌팅을 센싱할 수 있고, 모니터링을 통해 불량율을 낮출 수 있다. Also, during welding of the secondary battery, hunting of the output value of the oscillator may be sensed, and the defect rate may be reduced through monitoring.

도 1은 본 실시 예에 따른 이차전지가 도시된 도,
도 2은 본 실시예에 따른 이차전지가 제조되는 과정이 도시된 도,
도 3은 본 실시 예에 따른 이차 전지의 레이져 용접 시스템을 나타낸 블록 구성도,
도 4는 도 3에 도시된 발진기의 사시도,
도 5는 본 실시예에 따른 발진기에 의한 정상 출사시, 시간의 경과에 따른 레이져 출력값이 도,
도 6는 본 실시예에 따른 발진기에 의한 정상 출사시, 레이져 스팟 용접이 함께 도시된 도,
도 7은 본 실시예에 따른 발진기에 의한 비 정상 출사시, 시간의 경과에 따른 레이져 출력값이 도시된 도,
도 8은 본 실시예에 따른 발진기에 의한 비 정상 출사시, 레이져 용접 스팟이 함께 도시된 도이다. 1 is a view showing a secondary battery according to the present embodiment;
2 is a view showing a process of manufacturing a secondary battery according to the present embodiment;
3 is a block diagram illustrating a laser welding system for a secondary battery according to the present embodiment;
4 is a perspective view of the oscillator shown in FIG. 3;
5 is a diagram illustrating a laser output value over time during normal emission by the oscillator according to the present embodiment;
6 is a diagram in which laser spot welding is shown together during normal emission by the oscillator according to the present embodiment;
7 is a diagram showing laser output values over time when abnormal emission by the oscillator according to the present embodiment is performed;
8 is a diagram illustrating a laser welding spot when abnormal emission by the oscillator according to the present embodiment is performed.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with drawings.

도 1은 본 실시 예에 따른 이차전지가 도시된 도이고, 도 2은 본 실시예에 따른 이차전지가 제조되는 과정이 도시된 도이다. 1 is a diagram illustrating a secondary battery according to this embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a process of manufacturing the secondary battery according to this embodiment.

이차전지(1)는 파우치(2)와, 파우치(2)에 의해 둘러싸이는 셀(3)을 포함할 수 있고, 셀(3)은 파우치(2)에 의해 보호될 수 있다. The secondary battery 1 may include a pouch 2 and a cell 3 surrounded by the pouch 2 , and the cell 3 may be protected by the pouch 2 .

파우치(2)의 일 예는 알루미늄 파우치(2A) 및 알루미늄 파우치(2A)의 일면에 형성된 접합층(2B, 도 2 참조)을 포함할 수 있다. An example of the pouch 2 may include an aluminum pouch 2A and a bonding layer 2B (refer to FIG. 2 ) formed on one surface of the aluminum pouch 2A.

셀(3)은 인접한 한 쌍의 전극판 사이에 분리막(즉, 세퍼레이터)가 위치되게 다수의 전극판이 적층된 전극판 조립체(또는 스테키드 셀; Stacked Cell)을 포함할 수 있고, 이러한 전극판 조립체에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 서로 상이한 전극판에 연결된 양극 탭(4) 및 음극 탭(5)이 제공될 수 있다. The cell 3 may include an electrode plate assembly (or stacked cell) in which a plurality of electrode plates are stacked such that a separator (ie, a separator) is positioned between a pair of adjacent electrode plates, and such an electrode plate assembly As shown in (a) of FIG. 2 , a positive electrode tab 4 and a negative electrode tab 5 connected to different electrode plates may be provided.

셀(3)은 레이져 용접 시스템(도 3 참조)에 의해 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 양극 탭(4)에 양극 전극(6)이 용접될 수 있고, 음극 탭(5)에 음극 전극(7)이 용접될 수 있다. As shown in (b) of FIG. 2 by a laser welding system (refer to FIG. 3 ) in the cell 3 , the positive electrode 6 may be welded to the positive electrode tab 4 , and the positive electrode 6 may be welded to the negative electrode tab 5 by a laser welding system (see FIG. 3 ). The cathode electrode 7 may be welded.

파우치(2)는 파우치 롤(미도시)에 감긴 상태에서 이차전지 패키징 장비(미도시)로 유입될 수 있고, 파우치(2)는 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 사각형 형상의 단위 파우치로 커팅될 수 있다. 이하, 단위 파우치를 파우치(2)로 칭하여 설명한다.The pouch 2 may be introduced into the secondary battery packaging equipment (not shown) in a state wound on a pouch roll (not shown), and the pouch 2 is a unit pouch of a rectangular shape as shown in (c) of 2 can be cut with Hereinafter, the unit pouch will be referred to as the pouch 2 and will be described.

셀(3)은 양극 탭(4)에 양극 전극(6)이 접합되고, 음극 탭(5)에 음극 전극(7)이 접합된 상태에서, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 파우치(2)의 접합층(2B)에 놓여질 수 있고, 파우치(2)는 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 셀(3)의 양면을 덮도록 폴딩될 수 있다. In the cell 3, the positive electrode 6 is bonded to the positive electrode tab 4, and the negative electrode 7 is bonded to the negative electrode tab 5. As shown in FIG. 2(d), the pouch It can be placed on the bonding layer 2B of (2), and the pouch 2 can be folded to cover both sides of the cell 3, as shown in FIG. 2E.

도 3은 본 실시 예에 따른 이차 전지의 레이져 용접 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 발진기의 사시도이다. 3 is a block diagram illustrating a laser welding system for a secondary battery according to the present embodiment, and FIG. 4 is a perspective view of the oscillator shown in FIG. 3 .

이차 전지의 레이져 용접 시스템(이하, 레이져 용접 시스템이라 칭함)은 발진기(10)와, 스캐너(20)와, 인터페이스(30)와, 제1제어유닛(40)과, 제2제어유닛(50)와, 제1파워 모니터링 유닛(60: PMU1)과, 제2파워 모니터링 유닛(70: PMU2)을 포함할 수 있다. 제1제어유닛(40)는 제1피시(42)와, 제1컨트롤유닛(44)를 포함할 수 있다. 제2제어유닛(50)는 제2피시(52)와, 제2컨트롤유닛(54)를 포함할 수 있다. A laser welding system for a secondary battery (hereinafter referred to as a laser welding system) includes an oscillator 10 , a scanner 20 , an interface 30 , a first control unit 40 , and a second control unit 50 . and a first power monitoring unit 60 (PMU1) and a second power monitoring unit 70: PMU2. The first control unit 40 may include a first fish 42 and a first control unit 44 . The second control unit 50 may include a second fish 52 and a second control unit 54 .

제1피시(42)는 출력값을 전송할 수 있다.The first fish 42 may transmit an output value.

제1컨트롤유닛(44)은 제1피시(42)로부터 전송된 출력값을 수신하고, 인터페이스 유닛(30) 특히, 마스터 인터페이스 유닛(32)으로 출력값을 전송할 수 있다. The first control unit 44 may receive the output value transmitted from the first fish 42 , and transmit the output value to the interface unit 30 , in particular, the master interface unit 32 .

제2피시(52)는 출력값을 전송할 수 있다. The second fish 52 may transmit the output value.

제2컨트롤유닛(54)은 제2피시(52)로부터 전송된 출력값을 수신할 수 있고, 인터페이스 유닛(30) 특히, 마스터 인터페이스 유닛(32)으로 출력값을 전송할 수 있다. The second control unit 54 may receive the output value transmitted from the second PC 52 , and may transmit the output value to the interface unit 30 , in particular, the master interface unit 32 .

발진기(10)는 이차 전지(1)의 탭과 전극을 레이져 용접하는 레이져 모듈과, 레이져 모듈의 출력값을 측정하는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. The oscillator 10 may include a laser module for laser welding a tab and an electrode of the secondary battery 1 , and a photodiode for measuring an output value of the laser module.

레이져 모듈은 양극 탭(4)에 양극 전극(6)에 레이져를 출사하여 레이져 용접할 수 있고, 음극 탭(5) 및 음극 전극(7)에 레이져를 출사하여 레이져 용접할 수 있다. The laser module may be laser-welded by emitting a laser to the positive electrode 6 to the positive electrode tab 4 , and laser welding may be performed by emitting a laser to the negative electrode tab 5 and the negative electrode 7 .

발진기(10)은 양극 탭(4)에 양극 전극(6)을 용접하는 양극 용접 공정과, 음극 탭(5)에 음극 전극(7)을 용접하는 음극 용접 공정을 실행할 수 있고, 양극 용접 공정과 음극 용접 공정은 시간차를 두고 행해질 수 있다. The oscillator 10 may perform a positive electrode welding process of welding the positive electrode 6 to the positive electrode tab 4 and a negative electrode welding process of welding the negative electrode 7 to the negative electrode tab 5, the positive electrode welding process and The cathode welding process may be performed with a time difference.

포토 다이오드는 레이져 모듈의 출력값을 센싱할 수 있고, 출력된 센싱값을 제1파워 모니터링 유닛(60: PMU1)나, 제2파워 모니터링 유닛(70: PMU2)로 전송할 수 있다. The photodiode may sense an output value of the laser module, and may transmit the output sensing value to the first power monitoring unit 60 : PMU1 or the second power monitoring unit 70 : PMU2 .

포토 다이오드는 도 4에 도시된 발진기(10) 내부에 레이져 모듈과 함께 배치될 수 있다. The photodiode may be disposed together with the laser module inside the oscillator 10 shown in FIG. 4 .

발전기(10)는 양극 용접 공정시, 레이져 모듈의 출력값을 센싱할 수 있고, 출력된 센싱값을 제1파워 모니터링 유닛(60: PMU1)로 전송할 수 있다. The generator 10 may sense the output value of the laser module during the anodic welding process, and may transmit the output sensed value to the first power monitoring unit 60 (PMU1).

발전기(10)는 음극 용접 공정은 레이져 모듈의 출력값을 센싱할 수 있고, 출력된 센싱값을 제2파워 모니터링 유닛(70: PMU2)로 전송할 수 있다. The generator 10 may sense the output value of the laser module in the cathode welding process, and may transmit the sensed value to the second power monitoring unit 70 (PMU2).

스캐너(20)는 렌즈 및 렌즈를 조정하는 조절부를 포함할 수 있고 조절부가 렌즈의 각도나 위치를 조정하여, 레이져의 출사각이나 출사거리를 조절할 수 있다. 렌즈는 레이져 모듈에서 출사된 레이져를 조절하도록 레이져의 출사 방향으로 레이져 모듈 이후에 배치될 수 있다. The scanner 20 may include a lens and an adjustment unit for adjusting the lens, and the adjustment unit may adjust the angle or position of the lens to adjust the laser emission angle or emission distance. The lens may be disposed after the laser module in the output direction of the laser to control the laser emitted from the laser module.

양극 탭(4)에 양극 전극(6)을 용접하는 공정(즉, 양극 용접 공정)시, 제1피시(42)는 제1용접 위치 데이터값을 전송할 수 있고, 제1컨트롤유닛(44)은 제1용접 위치 데이터값을 수신하여 스캐너(20)로 제1용접 위치 테이터값을 전송할 수 있다. 스캐너(20)의 조절부는 제1용접 위치 테이터값에 따라, 렌즈의 각도나 위치를 조정할 수 있다.In the process of welding the positive electrode 6 to the positive electrode tab 4 (ie, the positive electrode welding process), the first fish 42 may transmit a first welding position data value, and the first control unit 44 The first welding position data value may be received and the first welding position data value may be transmitted to the scanner 20 . The adjusting unit of the scanner 20 may adjust the angle or position of the lens according to the first welding position data value.

음극 탭(5)에 음극 전극(7)을 용접하는 공정(즉, 음극 용접 공정)시, 제2피시(52)는 제2용접 위치 데이터값을 전송할 수 있고, 제2컨트롤유닛(54)은 제2용접 위치 데이터값을 수신하고, 스캐너(20)로 제2용접 위치 테이터값을 전송할 수 있다. 스캐너(20)의 조절부는 제2용접 위치 테이터값에 따라, 렌즈의 위치나 각도를 조정할 수 있다.In the process of welding the negative electrode 7 to the negative electrode tab 5 (that is, the negative electrode welding process), the second fish 52 may transmit a second welding position data value, and the second control unit 54 The second welding position data value may be received, and the second welding position data value may be transmitted to the scanner 20 . The adjusting unit of the scanner 20 may adjust the position or angle of the lens according to the second welding position data value.

제1용접 위치 테이터값과, 제2용접 위치 테이터값은 양극탭(4)과 양극전극(6)을 레이져 용접하는 공정와, 레이져 모듈이 음극탭(5)과 음극전극(7)을 레이져 용접하는 공정시, 상이할 수 있다. The first welding position data value and the second welding position data value are a process of laser welding the positive electrode tab 4 and the positive electrode 6, and the laser module laser welding the negative electrode tab 5 and the negative electrode 7 In processing, it may be different.

인터페이스 유닛(30)는 발진기(10)에 전기적으로 연결되고 디지털값을 아날로그값으로 치환할 수 있다. 제1컨트롤유닛(44)에서 전송된 출력값과, 제2컨트롤유닛(54)에서 전송된 출력값은 디지털 값일 수 있고, 인터페이스 유닛(30)은 이러한 디지털 값을 아나롤그 값으로 치환하여, 발진기(10)로 전송할 수 있다. The interface unit 30 is electrically connected to the oscillator 10 and may replace a digital value with an analog value. The output value transmitted from the first control unit 44 and the output value transmitted from the second control unit 54 may be digital values, and the interface unit 30 replaces these digital values with analog values, and the oscillator 10 ) can be transmitted.

인터페이스 유닛(30)의 일 예은 마스터 인터페이스(32:MDTU) 및 슬레이브 인터페이스(34:SDTU)를 포함할 수 있다. An example of the interface unit 30 may include a master interface 32: MDTU and a slave interface 34: SDTU.

마스터 인터페이스(32) 및 슬레이브 인터페이스(34) 각각은 인터페이스 보드를 포함할 수 있고, 마스터 인터페이스(32)의 인터페이스 보드는 연산 처리 능력이 부족할 수 있으며, 슬레이브 인터페이스(34)는 마스터 인터페이스(32)에 추가적으로 제공되어, 마스터 인터페이스(32)를 연산 처리 능력을 보완할 수 있다. Each of the master interface 32 and the slave interface 34 may include an interface board, the interface board of the master interface 32 may lack arithmetic processing capability, and the slave interface 34 may be connected to the master interface 32 . In addition, the master interface 32 may supplement the arithmetic processing capability.

인터페이스 유닛(30)의 다른 예는 마스터 인터페이스(32:MDTU) 및 슬레이브 인터페이스(34:SDTU)가 일체화되는 것도 가능하다.Another example of the interface unit 30 is that it is also possible that the master interface 32: MDTU and the slave interface 34: SDTU are integrated.

마스터 인터페이스(32)는 제1컨트롤 유닛(44)에서 전송된 디지털 출력값과, 제2컨트롤 유닛(54)에서 전송된 디지털 출력값을 시간차를 두고 수신할 수 있다. The master interface 32 may receive the digital output value transmitted from the first control unit 44 and the digital output value transmitted from the second control unit 54 with a time difference.

슬레이브 인터페이스(34)는 발진기(10)로 시간차를 두고 아날로그화된 출력값을 전송할 수 있다. The slave interface 34 may transmit an analogized output value to the oscillator 10 with a time difference.

슬레이브 인터페이스(34)는 게이트(Gate) 신호를 제1파워 모니터링 유닛(60) 및 제2파워 모니터링 유닛(70)으로 각각 전송할 수 있다.The slave interface 34 may transmit a gate signal to the first power monitoring unit 60 and the second power monitoring unit 70 , respectively.

게이트(Gate) 신호는 1cycle에 대한 신호로서, 레이져 모듈의 레이져 출사 주기에 대한 신호일 수 있다. The gate signal is a signal for one cycle, and may be a signal for a laser emission period of the laser module.

예를 들면, 레이져 모듈은 양극 탭(4)에 양극 전극(6)을 용접하는 한 사이클 동안 54dot를 설정 주기로 스팟 용접을 실시할 수 있고, 슬레이브 인터페이스(34)는 스팟 용접의 주기에 대한 게이트 신호를 제1파워 모니터링 유닛(60)으로 전송할 수 있다. 제1파워 모니터링 유닛(60)는 주기에 관한 Gate신호와 발진기(10)에서 전송된 출력값을 매칭하여 레이져 출력의 정상/비정상을 판단할 수 있다. For example, the laser module may perform spot welding at a set cycle of 54 dots during one cycle of welding the anode electrode 6 to the anode tab 4, and the slave interface 34 may provide a gate signal for the cycle of spot welding. may be transmitted to the first power monitoring unit 60 . The first power monitoring unit 60 may determine normal/abnormality of the laser output by matching the gate signal with respect to the period and the output value transmitted from the oscillator 10 .

레이져 모듈은 음극 탭(5)에 음극 전극(7)을 용접하는 한 사이클 동안 54dot 로 스팟 용접을 설정 주기로 실시할 수 있고, 슬레이브 인터페이스(34)는 스팟 용접의 주기에 대한 게이트 신호를 제2파워 모니터링 유닛(70)으로 전송할 수 있다.The laser module can perform spot welding at a set cycle of 54 dots during one cycle of welding the cathode electrode 7 to the cathode tab 5, and the slave interface 34 transmits a gate signal for the cycle of spot welding as a second power may be transmitted to the monitoring unit 70 .

제2파워 모니터링 유닛(70)는 주기에 관한 Gate신호와 발진기(10)에서 전송된 출력값을 매칭하여 레이져 출력의 정상/비정상을 판단할 수 있다.The second power monitoring unit 70 may determine normal/abnormality of the laser output by matching the gate signal with respect to the period and the output value transmitted from the oscillator 10 .

즉, 제1파워 모니터링 유닛(60)은 인터페이스 유닛(30) 특히, 슬레이브 인터페이스 유닛(34)으로부터 게이트 신호를 전달받을 수 있고, 발진기(10)로부터 출력값을 전달받아 제1피시(42)로 출력값을 전송할 수 있다. That is, the first power monitoring unit 60 may receive the gate signal from the interface unit 30 , particularly the slave interface unit 34 , and receive the output value from the oscillator 10 , and send the output value to the first fish 42 . can be transmitted.

그리고, 제2파워 모니터링 유닛(70)은 인터페이스 유닛(30) 특히, 슬레이브 인터페이스 유닛(34)으로부터 게이트 신호를 전달받을 수 있고, 발진기(10)로부터 출력값을 전달받아 제2피시(52)로 출력값을 전송할 수 있다. In addition, the second power monitoring unit 70 may receive the gate signal from the interface unit 30 , particularly the slave interface unit 34 , and receive the output value from the oscillator 10 , and send the output value to the second fish 52 . can be transmitted.

도 5는 본 실시예에 따른 발진기에 의한 정상 출사시, 시간의 경과에 따른 레이져 출력값이 도이고, 도 6는 본 실시예에 따른 발진기에 의한 정상 출사시, 레이져 스팟 용접이 함께 도시된 도이다. 5 is a diagram showing laser output values over time during normal emission by the oscillator according to the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing laser spot welding together during normal emission by the oscillator according to the present embodiment. .

그리고, 도 7은 본 실시예에 따른 발진기에 의한 비 정상 출사시, 시간의 경과에 따른 레이져 출력값이 도시된 도이고, 도 8은 본 실시예에 따른 발진기에 의한 비 정상 출사시, 레이져 용접 스팟이 함께 도시된 도이다. And, FIG. 7 is a diagram illustrating laser output values over time during abnormal emission by the oscillator according to the present embodiment, and FIG. 8 is a laser welding spot during abnormal emission by the oscillator according to the present embodiment. This is a diagram shown together.

발진기(10)에 의한 정상 출사시 도 5에 도시된 바와 같이, 레이져 출력값은 헌팅이 발생되지 않고, 이차전지(1)는 1cycle 동안 도 6에 도시된 바와 같이, 정상적으로 레이져 스팟 용접(W)될 수 있다. As shown in FIG. 5 when the oscillator 10 normally emits light, hunting does not occur in the laser output value, and the secondary battery 1 is normally laser spot welded (W) as shown in FIG. 6 for 1 cycle. can

발진기(10)에 의한 비정상 출사시 도 7에 도시된 바와 같이, 레이져 출력값은 헌팅(H)이 발생될 수 있고, 그로 인해, 이차전지(1)는 1cycle 동안 도 8에 도시된 바와 같이, 레이져 스팟 용접(W)된 영역과, 레이저 용접 스팟(W)이 행해지지 않는 영역(F)을 포함할 수 있고, 이러한, 레이저 용접 스팟(W)이 행해지지 않는 영역(F)을 갖는 이차전지(1)는 용접 불량이 발생했으므로 폐기 대상일 수 있다. When abnormal emission by the oscillator 10 is performed, as shown in FIG. 7 , hunting (H) may occur in the laser output value, and therefore, the secondary battery 1 is operated for 1 cycle as shown in FIG. 8 , as shown in FIG. A secondary battery ( 1) may be discarded because there was a welding defect.

이하, 이차전지 레이져 용접 시스템의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the secondary battery laser welding system will be described.

이차전지 레이져 용접 시스템은 양극 탭(4)에 양극 전극(6)을 용접하는 공정(양극 용접 공정)과, 음극 탭(5)에 음극 전극(7)을 용접하는 공정(음극 용접 공정)를 차례로 실시할 수 있다.In the secondary battery laser welding system, a process of welding the positive electrode 6 to the positive electrode tab 4 (anode welding process) and a process of welding the negative electrode 7 to the negative electrode tab 5 (cathode welding process) are sequentially performed can be carried out.

양극 용접 공정을 먼저 실시한 후, 음극 용접 공정을 실시하는 것도 가능하고, 음극 용접 공정을 먼저 실시한 후, 양극 용접 공정을 실시하는 것도 가능하다.After performing the anodic welding process first, it is also possible to implement the cathodic welding process, and it is also possible to implement the anodic welding process after implementing the cathodic welding process first.

양극 용접 공정시, 제1피시(42)와, 제1컨트롤 유닛(44)와, 마스터 인터페이스(32:MDTU)와, 슬레이브 인터페이스(34:SDTU) 및 발진기(10)의 순서로 출사 지령이 전달될 수 있다. During the anodic welding process, the emission command is transmitted in the order of the first fish 42 , the first control unit 44 , the master interface 32 : MDTU , the slave interface 34 : SDTU , and the oscillator 10 . can be

발진기(10)는 출사 지령에 따라 레이저 모듈을 작동시킬 수 있고, 발진기(10)의 포토 다이오드는 레이져 모듈의 출력값을 센싱할 수 있다.The oscillator 10 may operate a laser module according to an emission command, and a photodiode of the oscillator 10 may sense an output value of the laser module.

슬레이브 인터페이스(34:SDTU)은 게이트 신호를 제1 모니터링 유닛(60)으로 전송할 수 있고, 발진기(10)의 포토 다이오드는 센싱한 레이져 모듈의 출력값을 제1 모니터링 유닛(60)으로 전송할 수 있다. The slave interface 34 (SDTU) may transmit the gate signal to the first monitoring unit 60 , and the photodiode of the oscillator 10 may transmit the sensed output value of the laser module to the first monitoring unit 60 .

제1 모니터링 유닛(60)는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산할 수 잇고, 양극 용접 공정의 동작 종료시, 제1피시(42)로 연산된 결과의 데이터를 전송할 수 있다. The first monitoring unit 60 may calculate the output value of the laser module based on the gate signal, and may transmit the calculated result data to the first fish 42 when the operation of the anode welding process is finished.

음극 용접 공정시, 제2피시(52)와, 제2컨트롤 유닛(54)와, 마스터 인터페이스(32:MDTU)와, 슬레이브 인터페이스(34:SDTU) 및 발진기(10)의 순서로 출사 지령이 전달될 수 있다. During the cathode welding process, the emission command is transmitted in the order of the second fish 52 , the second control unit 54 , the master interface 32 : MDTU , the slave interface 34 : SDTU ) and the oscillator 10 . can be

발진기(10)는 출사 지령에 따라 레이저 모듈을 작동시킬 수 있고, 발진기(10)의 포토 다이오드는 레이져 모듈의 출력값을 센싱할 수 있다.The oscillator 10 may operate a laser module according to an emission command, and a photodiode of the oscillator 10 may sense an output value of the laser module.

슬레이브 인터페이스(34:SDTU)은 게이트 신호를 제2 모니터링 유닛(70)으로 전송할 수 있고, 발진기(10)의 포토 다이오드는 센싱한 레이져 모듈의 출력값을 제2 모니터링 유닛(70)으로 전송할 수 있다. The slave interface 34 (SDTU) may transmit the gate signal to the second monitoring unit 70 , and the photodiode of the oscillator 10 may transmit the sensed output value of the laser module to the second monitoring unit 70 .

제2 모니터링 유닛(70)는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산할 수 잇고, 음극 용접 공정의 동작 종료시, 제2피시(52)로 연산된 결과의 데이터를 전송할 수 있다. The second monitoring unit 70 may calculate the output value of the laser module based on the gate signal, and may transmit the calculated result data to the second fish 52 when the operation of the cathode welding process is finished.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 발진기 20 스캐너
30: 인터페이스 유닛 32: 마스터 인터페이스 유닛
34: 슬레이브 인터페이스 유닛 42: 제1피시
44: 제1컨트롤유닛 52: 제2피시
54: 제2컨트롤유닛 60: 제1 파워 모니터링 유닛
70: 제2 파워 모니터링 유닛10: Oscillator 20 Scanner
30: interface unit 32: master interface unit
34: slave interface unit 42: first fish
44: first control unit 52: second fish
54: second control unit 60: first power monitoring unit
70: second power monitoring unit

Claims (5)

이차 전지의 탭과 전극을 레이져 용접하는 레이져 모듈과, 상기 레이져 모듈의 출력값을 측정하는 포토 다이오드를 갖는 발진기;
상기 발진기에 연결되고 디지털값을 아날로그값으로 치환하는 인터페이스 유닛;
출력값을 전송하는 제1피시;
상기 제1피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 상기 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제1컨트롤유닛;
출력값을 전송하는 제2피시;
상기 제2피시로부터 전송된 출력값을 수신하고, 상기 인터페이스 유닛으로 출력값을 전송하는 제2컨트롤유닛;
상기 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 상기 발진기로부터 출력값을 전달받아 상기 제1피시로 출력값을 전송하는 제1파워 모니터링 유닛; 및
상기 인터페이스 유닛으로 게이트 신호를 전달받고 상기 발진기로부터 출력값을 전달받아 상기 제2피시로 출력값을 전송하는 제2파워 모니터링 유닛을 포함하는 이차전지 레이져 용접 시스템.an oscillator having a laser module for laser welding a tab and an electrode of a secondary battery, and a photodiode for measuring an output value of the laser module;
an interface unit connected to the oscillator and replacing a digital value with an analog value;
a first fish transmitting an output value;
a first control unit receiving the output value transmitted from the first PC and transmitting the output value to the interface unit;
a second fish that transmits the output value;
a second control unit receiving the output value transmitted from the second PC and transmitting the output value to the interface unit;
a first power monitoring unit receiving a gate signal to the interface unit and receiving an output value from the oscillator and transmitting the output value to the first PC; and
and a second power monitoring unit receiving a gate signal to the interface unit and receiving an output value from the oscillator and transmitting the output value to the second PC. 제 1 항에 있어서,
상기 인터페이스 유닛은
상기 제1컨트롤 유닛에서 전송된 출력값을 수신하고, 상기 제2컨트롤 유닛에서 전송된 출력값을 수신하는 마스터 인터페이스 및
상기 발진기로 시간차를 두고 출력값을 전송하는 슬레이브 인터페이스를 포함하는 이차전지 레이져 용접 시스템.The method of claim 1,
The interface unit is
a master interface for receiving the output value transmitted from the first control unit and receiving the output value transmitted from the second control unit;
A secondary battery laser welding system including a slave interface for transmitting an output value with a time difference to the oscillator. 제 2 항에 있어서,
상기 슬레이브 인터페이스는 상기 게이트 신호를 상기 제1파워 모니터링 유닛 및 상기 제2파워 모니터링 유닛으로 각각 전송하는 이차전지 레이져 용접 시스템.3. The method of claim 2,
The slave interface is a secondary battery laser welding system for transmitting the gate signal to the first power monitoring unit and the second power monitoring unit, respectively. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 모니터링 유닛는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산하고, 연산된 결과의 데이터를 제1피시로 전송하고,
상기 제2 모니터링 유닛는 게이트 신호를 기준으로 레이져 모듈의 출력값을 연산하고, 연산된 결과의 데이터를 제2피시로 전송하는 이차전지 레이져 용접 시스템.4. The method of claim 3,
The first monitoring unit calculates the output value of the laser module based on the gate signal, and transmits the calculated result data to the first PC,
The second monitoring unit calculates the output value of the laser module based on the gate signal, and transmits the calculated result data to the secondary battery laser welding system. 제 4 항에 있어서,
렌즈를 포함하고, 렌즈를 조정하는 스캐너를 더 포함하고,
상기 제1피시는 제1용접 위치 데이터값을 전송하고,
상기 제1컨트롤유닛은 제1용접 위치 데이터값을 수신하고, 상기 스캐너로 제1용접 위치 테이터값을 전송하고,
상기 제2피시는 제2용접 위치 데이터값을 전송하고,
상기 제2컨트롤유닛은 제2용접 위치 데이터값을 수신하고, 상기 스캐너로 제2용접 위치 테이터값을 전송하는 이차전지 레이져 용접 시스템.5. The method of claim 4,
a scanner comprising a lens and adjusting the lens;
The first fish transmits a first welding position data value,
the first control unit receives a first welding position data value, and transmits a first welding position data value to the scanner;
The second fish transmits a second welding position data value,
The second control unit receives a second welding position data value, and transmits the second welding position data value to the scanner.
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