KR20230021474A - Welding inspection deviec of battery and welding inspection method of battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 탭의 용접 강도를 비파괴식으로 측정할 수 있는 전지의 용접 검사장치 및 용접 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding inspection device and a welding inspection method of a battery capable of nondestructively measuring the welding strength of a battery tab.
이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는데, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들은 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막에 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell) 등의 단위셀들을 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다.Secondary batteries are also classified according to the structure of the positive electrode, the negative electrode, and the electrode assembly of the separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, long sheet-type positive electrodes and negative electrodes are wound with a separator interposed therebetween. A jelly-roll (wound type) electrode assembly in one structure, a stack type (laminated type) electrode assembly in which a plurality of cathodes and anodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, anodes and cathodes in a predetermined unit and a stack-folding type electrode assembly having a structure in which unit cells such as a bi-cell or a full cell are stacked with a separator interposed therebetween.
이 중 젤리-롤형 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. 특히, 고에너지 밀도를 갖는 젤리롤형 전극 조립체는 원통형 금속 캔에 내장되어 원통형의 이차전지 또는 버튼셀을 구성할 수 있다. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has advantages of being easy to manufacture and having a high energy density per weight. In particular, the jelly roll-type electrode assembly having a high energy density may be embedded in a cylindrical metal can to configure a cylindrical secondary battery or button cell.
도 1은 초소형 버튼셀의 구조와 상기 버튼셀의 전지 캔의 용접 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a subminiature button cell and a welding state of a battery can of the button cell.
도 1(a) 및 1(b)에 나타난 바와 같이, 종래의 초소형 버튼셀(1) 혹은 도시하지 않았지만 원통형 전지는 젤리-롤 전극조립체(2)와 상기 전극조립체(2)로부터 도출되는 전지 탭(3)과 상기 전극조립체(2)를 수용하는 전지 캔(4)을 포함하여 구성된다. 상기 전지 탭(3)은 전지 캔(4)의 일측면에 용접되며, 돌출된 상기 전지 탭(3)의 단부를 절곡하여 상기 전극조립체(2) 상에 위치시킨 뒤 상부 전지 캔(도시하지 않음)을 덮어 버튼셀이 제조된다. 도면부호 3a는 전지 탭(3)의 용접부 내측면(3a)를 나타낸다.As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a conventional subminiature button cell (1) or a cylindrical battery (not shown) has a jelly-roll electrode assembly (2) and a battery tab derived from the electrode assembly (2). (3) and a battery can 4 accommodating the
도 1(c)는 상기 전지 캔(4)의 외측면을 도시한 것으로서, 외측면에는 스폿 용접에 의하여 전지 캔(4)이 상기 전지 탭(3)에 용접된 용접부의 용접 자국(A1)이 나타나 있다. 1(c) shows the outer surface of the battery can 4, and on the outer surface, the welding mark A1 of the welding part where the battery can 4 is welded to the battery tab 3 by spot welding appear
종래에는 상기 용접부의 용접 품질을 확인하기 위하여, 도 1(b)와 같이 버튼셀(1)을 분해하여 전극조립체(2)를 제거한 후, 상기 전지 탭(3)의 일단부를 인장력 측정기의 지그에 설치한 뒤, 상기 전지 탭(3)을 뜯어내어 뜯어낼 당시에 가해지는 힘(인장력)의 크기를 측정하여 용접 품질의 양/부를 판정하였다.Conventionally, in order to check the welding quality of the welded part, after disassembling the
그러나, 이러한 방식에 의하면 제품 전지를 파괴하는 방식이기 때문에, 검사 후 합격으로 판정되더라도 실제 검사된 전지는 폐기해야하는 문제점이 있다. 이 때문에 전수 검사가 어려워 샘플링 검사를 진행할 수 밖에 없다. However, since this method destroys the product battery, there is a problem in that the actually tested battery must be discarded even if it is judged to be pass after the test. Because of this, it is difficult to perform a 100% inspection, so there is no choice but to proceed with a sampling inspection.
따라서, 예컨대 버튼셀 혹은 원통형 전지 등의 전지를 비파괴식으로 검사할 수 있는 검사방법이 필요하다.Therefore, there is a need for an inspection method capable of non-destructively inspecting a battery such as a button cell or a cylindrical battery.
전지의 용접 강도를 파괴식으로 검사하기 위하여 용접부에 흐르는 미세 저항을 측정하여 전지의 용접강도를 검사하기 위한 용접 검사장치가 제안되었다.In order to inspect the welding strength of a battery in a destructive manner, a welding inspection device for inspecting the welding strength of a battery by measuring the minute resistance flowing through the welding portion has been proposed.
도 2는 이러한 용접 검사장치의 프로브들을 나타낸 개략도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing the probes of such a welding inspection device.
도 2에 도시된 바와 같이, 전지 캔(1)의 용접부(A)를 사이에 두고 전지 캔 내측과 외측에 두 개의 프로브(10,20)가 접촉하여 미세저항을 측정한다. As shown in FIG. 2 , two
상기 프로브(10,20)들은 통형상의 제1 접촉자(11,21)와, 상기 제1 접촉자(11,21)의 내부 공간에 동축으로 설치되는 제2 접촉자(12,22)를 각각 구비하고 있다. 상기 제1 프로브(10)의 제1접촉자(11)와 제2 접촉자(12)는 각각 제1 프로브 본체(13)에 결합되며, 상기 제2 프로브(20)의 제1접촉자(21)와 제2 접촉자(22)는 각각 제2 프로브 본체(23)에 결합되어 있다.The
그런데, 도 2(a)에 나타난 바와 같이, 종래에는 원통형 전지나 버튼 셀(1)의 전지 캔(4)과 전지 탭의 용접부 저항을 측정하기 위하여 전지 캔(4) 내측 및 외측에 동일한 크기와 직경의 접촉자들을 가지는 제1 프로브(10) 및 제2 프로브(20)를 배치하였다. 이 경우 제2 프로브(20)의 선단에 돌출된 제2 접촉자(22)(전압 측정용 접촉자)의 선단부 면적이 매우 작았기 때문에 도 2(b)와 같이 전지 캔(4) 외측면의 용접 자국(A1) 위에 랜덤하게 상기 제2 접촉자(22)가 접촉하였다. P는 제2 접촉자(22)가 용접부와 접촉하는 선단부 면적을 나타낸다. 통상 전지 캔(4)은 전지 탭에 대하여 스폿 용접되어 도 2(b)와 같이 일측이 개구된 원형 형태의 용접 자국(A1)을 포함하는 용접부를 형성한다. 따라서, 상기 용접 자국(A1)을 따라서 용착이 잘된 곳과 그렇지 않은 곳이 있을 수 있는데, 도 2(b)와 같이 제2 접촉자(21)가 랜덤하게 상기 용접 자국(A1)에 접촉하면 전압 측정값이 변동된다. 이렇게 되면 전압 측정값에 기반하여 산출되는 미세저항값도 측정시마다 변동될 수 밖에 없었다.By the way, as shown in FIG. 2 (a), conventionally, in order to measure the welding resistance of the battery can 4 and the battery tab of the cylindrical battery or
따라서, 이러한 전지의 용접 검사장치로는 신뢰성 있게 안정적으로 저항을 측정할 수 없다는 문제가 있었다.Therefore, there was a problem that the resistance could not be measured reliably and stably with such a battery welding inspection device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 전지 캔과 전지 탭의 용접부 저항의 측정 편차를 줄이고 안정적으로 저항을 측정하여 용접부의 용접 강도를 신뢰성 있게 평가할 수 있는 전지의 용접 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a battery welding inspection device that can reliably evaluate the welding strength of the welding part by reducing the measurement deviation of the resistance of the welding part of the battery can and the battery tab and measuring the resistance stably. aims to do
또한, 본 발명은 상기 전지의 용접 검사장치에 의한 전지의 용접 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a welding inspection method for a battery using the battery welding inspection device.
상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 전지의 용접 검사장치는, 검사 시에 전지 캔과 전지 탭의 용접부를 사이에 두고 상기 전지 캔 내측 및 외측에서 상기 용접부에 각각 접촉하는 제1 프로브 및 제2 프로브와, 상기 제1 프로브 및 제2 프로브에 연결되어 상기 용접부의 저항을 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 제1 프로브 및 제2 프로브는, 통형상의 제1 접촉자와, 상기 제1 접촉자의 내부 공간에 동축으로 설치되는 제2 접촉자를 각각 구비하고, 상기 제2 프로브의 제1 접촉자 직경은 상기 제1 프로브의 제1 접촉자 직경보다 크며, 상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 선단부 면적은 상기 용접부 면적의 90% 이상이며 상기 제2 프로브의 제1 접촉자와 제2 접촉자의 선단부 합계 면적은 상기 용접부 면적보다 큰 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, a welding inspection device for a battery of the present invention includes a first probe and a second probe respectively contacting the welding part inside and outside the battery can with the welding part of the battery can and the battery tab interposed therebetween during the inspection. A probe and a measurement unit connected to the first probe and the second probe to measure resistance of the welded portion, wherein the first probe and the second probe include a tubular first contactor and an inside of the first contactor. Each second contactor is provided coaxially in the space, the diameter of the first contactor of the second probe is greater than the diameter of the first contactor of the first probe, and the area of the front end of the second contactor of the second probe is 90% or more of the area of the welded part, and the total area of the front end of the first contact and the second contact of the second probe is larger than the area of the welded part.
구체적인 예로서, 상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 선단부 면적은 상기 용접부 면적의 90~150% 일 수 있다.As a specific example, the area of the front end of the second contact of the second probe may be 90 to 150% of the area of the welded part.
구체적인 예로서, 상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 직경은 상기 용접부 직경의 0.95~1.60배일 수 있다.As a specific example, the diameter of the second contact of the second probe may be 0.95 to 1.60 times the diameter of the welded part.
하나의 예로서, 상기 제2 프로브의 제2 접촉자의 직경은, 상기 제1 프로브의 제2 접촉자의 직경보다 크게 형성될 수 있다.As an example, a diameter of the second contact of the second probe may be larger than that of the second contact of the first probe.
상기 제1 접촉자는 전류 공급용 접촉자이고, 상기 제2 접촉자는 전압 측정용 접촉자일 수 있다.The first contactor may be a contactor for supplying current, and the second contactor may be a contactor for measuring voltage.
하나의 예로서, 상기 측정부는 정전류 전원과 전압 검출수단을 구비할 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 제1 접촉자는, 상기 측정부의 정전류 전원과 연결되는 전류 공급용 접촉자이고, 상기 제2 접촉자는 상기 측정부의 전압 검출수단과 연결되는 전압 측정용 접촉자이다.As one example, the measuring unit may include a constant current power supply and a voltage detecting means. As a specific example, the first contactor is a contactor for supplying current connected to the constant current power source of the measuring unit, and the second contactor is a contactor for measuring voltage connected to the voltage detecting means of the measuring unit.
하나의 예로서, 상기 제1 접촉자 또는 제2 접촉자는 축방향으로 서로에 대하여 상대 이동가능하게 설치될 수 있다.As an example, the first contactor or the second contactor may be installed to be relatively movable with respect to each other in the axial direction.
구체적인 예로서, 상기 제2 접촉자는 상기 제1 접촉자로부터 돌출되게 위치하고 상기 제2 접촉자의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제2 접촉자의 선단부가 상기 제1 접촉자 선단부 측으로 후퇴할 수 있다.As a specific example, the second contactor is positioned to protrude from the first contactor, and the protruding front end of the second contactor comes into contact with the welded portion and is pressed, so that the front end of the second contactor retreats toward the front end of the first contactor. can do.
다른 예로서, 상기 제1 접촉자는 상기 제2 접촉자로부터 돌출되게 위치하고 상기 제1 접촉자의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제1 접촉자의 선단부가 상기 제2 접촉자 선단부 측으로 후퇴할 수 있다.As another example, the first contactor is positioned to protrude from the second contactor, and the protruding front end of the first contactor comes into contact with the welded portion and is pressed, so that the front end of the first contactor retreats toward the front end of the second contactor. can do.
하나의 예로서, 상기 제1 접촉자 및 제2 접촉자 중 적어도 하나는, 축방향으로 탄성적으로 신축하는 신축부를 구비할 수 있다.As an example, at least one of the first contactor and the second contactor may include an expansion and contraction unit that elastically expands and contracts in an axial direction.
하나의 예로서, 상기 전지는 버튼셀 또는 원통형 전지일 수 있다.As one example, the battery may be a button cell or a cylindrical battery.
본 발명의 일 측면으로서 상기 전지의 용접 검사장치에 의한 전지의 용접 검사방법이 제공되며, 상기 검사방법은 상기 제1 프로브 및 제2 프로브를 전지 캡의 내측 및 외측에서 상기 전지 캔과 전지 탭의 용접부에 각각 접촉시키는 단계; 상기 제1 프로브의 제1 접촉자와 상기 제2 프로브의 제1 접촉자에 전류를 인가하고, 상기 제1 프로브의 제2 접촉자와 상기 제2 프로브의 제2 접촉자로 상기 용접부 양단에 발생하는 전압을 측정하는 단계; 및 상기 전류 및 전압에 기초하여 상기 용접부의 저항을 측정하는 단계를 포함한다.As one aspect of the present invention, there is provided a welding inspection method of the battery by the welding inspection device of the battery, wherein the inspection method uses the first probe and the second probe inside and outside the battery cap to connect the battery can and the battery tab. Contacting the welding part, respectively; A current is applied to the first contact of the first probe and the first contact of the second probe, and the voltage generated at both ends of the weld is measured with the second contact of the first probe and the second contact of the second probe. doing; and measuring the resistance of the welded portion based on the current and voltage.
구체적인 예로서, 상기 전지의 용접 검사방법은 상기 측정된 저항에 기초하여 상기 용접부의 용접 강도의 양부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.As a specific example, the welding inspection method of the battery may further include determining whether welding strength of the welding portion is good based on the measured resistance.
본 발명에 의하여 전지 캔과 전지 탭의 용접부 저항의 측정 편차를 줄이고 매우 안정적으로 용접부 저항을 측정할 수 있어, 미세 저항에 의한 용접부의 용접 강도 평가를 신뢰성 있게 행할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the measurement deviation of the weld resistance of the battery can and the battery tab and to measure the weld resistance very stably, so that the weld strength of the weld can be evaluated reliably by micro resistance.
도 1은 초소형 버튼셀의 구조와 상기 버튼셀의 전지 캔의 용접 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 용접부에 흐르는 미세 저항을 측정하여 전지의 용접강도를 검사하기 위한 용접 검사장치의 프로브들을 나타내는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예의 전지의 용접 검사장치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 제2 접촉자와 용접부의 접촉시 용접 자국과의 위치 관계를 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 3의 실시예의 용접 검사장치의 제1 프로브 및 제2 프로브의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 제1 프로브 및 제2 프로브의 다른 예를 나타내는 개략도이다.1 is a view showing the structure of a subminiature button cell and a welding state of a battery can of the button cell.
2 is a schematic diagram showing probes of a welding inspection device for inspecting the welding strength of a battery by measuring microresistance flowing through a welded portion.
3 and 4 are schematic diagrams showing a welding inspection device for a battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing a positional relationship between a second contactor and a welding mark when a welding part contacts.
Figure 6 is a detailed view of the first probe and the second probe of the welding inspection device of the embodiment of Figure 3;
7 is a schematic diagram showing another example of a first probe and a second probe of the present invention.
이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다. Hereinafter, detailed configurations of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and various embodiments. The embodiments described below are shown by way of example to help understanding of the present invention, and the accompanying drawings are not drawn to scale and the dimensions of some components may be exaggerated to help understanding of the present invention. .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
원통형 전지 또는 버튼셀의 전지는 전지의 전극 조립체로부터 도출된 전지 탭이 전지 캔과 용접된다. 통상, 전지 캔 외측으로부터 편방향 스폿 용접을 하여 전지 캔과 전지 탭을 용접하므로, 전지 캔 내측에서는 용접 자국이 두드러지지 않고, 전지 캔 외측에 도 1(c) 및 도 2(b)와 같이 용접 자국이 명확하게 나타난다. 그런데, 도 2(b)와 같이 용접 자국을 따라 저항을 측정하면, 저항값의 편차가 심하여 용접부의 용접 강도를 정확하게 평가할 수 없다.In the battery of a cylindrical battery or button cell, a battery tab derived from an electrode assembly of the battery is welded to the battery can. Usually, since one-way spot welding is performed from the outside of the battery can to weld the battery can and the battery tab, welding marks are not prominent inside the battery can, and welding is performed on the outside of the battery can as shown in FIGS. 1(c) and 2(b) marks are clearly visible. However, when the resistance is measured along the weld marks as shown in FIG. 2 (b), the resistance value varies widely, making it impossible to accurately evaluate the welding strength of the welded portion.
본 발명은 용접 자국을 프로브가 완전히 덮도록 하여 상술한 저항값의 측정 편차를 줄임으로써 신뢰성 있게 용접 강도를 평가할 수 있도록 한 것이다.According to the present invention, the welding strength can be reliably evaluated by reducing the measurement deviation of the above-described resistance value by completely covering the welding marks with the probe.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(제1 실시형태)(First Embodiment)
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예의 전지의 용접 검사장치를 나타내는 개략도이다.3 and 4 are schematic diagrams showing a welding inspection device for a battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 전지의 용접 검사장치(1000)는, 검사 시에 전지 캔(4)과 전지 탭의 용접부(A)를 사이에 두고 상기 전지 캔(4) 내측 및 외측에서 상기 용접부(A)에 각각 접촉하는 제1 프로브(100) 및 제2 프로브(200)와, 상기 제1 프로브(100) 및 제2 프로브(200)에 연결되어 상기 용접부(A)의 저항을 측정하는 측정부(300)를 포함하고, 상기 제1 프로브(100) 및 제2 프로브(200)는, 통형상의 제1 접촉자(110,210)와, 상기 제1 접촉자(110,210)의 내부 공간에 동축으로 설치되는 제2 접촉자(120,220)를 각각 구비하고, 상기 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210) 직경은 상기 제1 프로브(100)의 제1 접촉자(110) 직경보다 크며, 상기 제2 프로브(200)의 상기 제2 접촉자(220)의 선단부 면적은 상기 용접부(A) 면적의 90% 이상이며 상기 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210)와 제2 접촉자(220)의 선단부 합계 면적은 상기 용접부(A) 면적보다 큰 것을 특징으로 한다. In the battery
본 발명은 전지 캔과 전지 탭의 용접부(A)의 저항을 측정하기 위하여, 상기 용접부(A)에 각각 접촉하여 용접부의 전류 및 전압을 측정할 수 있는 제1 프로브(100) 및 제2 프로브(200)를 구비하고 있다. 상기와 같은 전기적특성을 측정하기 위하여, 상기 프로브들(100,200)은 전지 캔 내측과 외측에서 상기 용접부(A)에 각각 접촉하게 된다. 설명의 편의를 위하여, 전지 캔(4) 내측에서 용접부에 접촉하는 프로브를 제1 프로브(100), 전지 캔 외측에서 용접부에 접촉하는 프로브를 제2 프로브(200)라 칭한다. 도 3은 상기 제1,2프로브(100,200)가 용접부(A)에 접촉하기 전의 상태를, 도 4는 상기 제1,2프로브(100,200)가 용접부(A)에 접촉하여 저항을 측정하는 상태를 도시하고 있다.In the present invention, in order to measure the resistance of the welded portion A of the battery can and the battery tab, a
상기 제1 프로브(100) 및 제2 프로브(200)는 용접부 저항을 측정하는 측정부(300)와 연결된다. 상기 제1,2 프로브(100,200)는 직접적으로 저항을 측정하는 것이 아니라, 상기 프로브와 용접부의 접촉에 의하여 전류, 전압값을 구하고, 상기 측정부(300)는 이 전류, 전압값으로부터 저항을 측정하는 것이다. The
한편, 상기 용접부(A)에서 측정되는 저항은 밀리오옴(mΩ) 단위의 저저항이고 이러한 저저항 내지 미세저항을 오차 없이 측정하기 위하여 통상 4단자 저항 측정법이 사용된다. 4단자 저항 측정법은 정전류를 공급하는 2개의 전류단자와 전압 검출수단(전압계)과 연결된 2개의 전압단자로 저항을 측정하는 방법이다. 4단자 저항 측정법은 전압계의 임피던스가 높게 설계되어 전압계로 전류가 흐르지 않는다, 따라서, 측정 프로브와 케이블의 영향을 받지 않아 이른바 2단자 저항 측정법에 비하여 측정 오차를 줄일 수 있다.On the other hand, the resistance measured at the welded portion (A) is a low resistance in milliohm (mΩ) units, and a 4-terminal resistance measurement method is usually used to measure such a low or minute resistance without error. The 4-terminal resistance measurement method is a method of measuring resistance with two current terminals supplying constant current and two voltage terminals connected to a voltage detecting means (voltmeter). The 4-terminal resistance measurement method is designed to have a high impedance of the voltmeter, so no current flows through the voltmeter. Therefore, it is not affected by the measurement probe and cable, so measurement errors can be reduced compared to the so-called 2-terminal resistance measurement method.
본 발명은 이러한 4단자 저항 측정법에 기반한 것으로서, 본 발명의 상기 제1,2 프로브(100,200)는 전류 단자에 해당하는 제1 접촉자(110,210)와 전압 단자에 해당하는 제2 접촉자(120,220)를 각각 구비하고 있다. 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 제1프로브(100)와 제2 프로브(200)는, 각각 통형상의 제1 접촉자(110,210)와 상기 제1 접촉자(110,210)의 내부 공간에 동축으로 설치되는 제2 접촉자(120,220)를 각각 구비하고 있다. 즉, 각 프로브는 동축으로 설치되는 2개의 접촉자가 일체로 합쳐진 구성으로 되어 있다. 제1,2 프로브(100,200)의 상기 제1,2 접촉자는 각각 프로브 본체(130,230)에 결합되어 있으므로, 프로브 본체(130,230)를 이동시키면 제1,2 접촉자가 함께 이동하여 용접부(A)로 이동될 수 있다(도 4 참조). The present invention is based on such a four-terminal resistance measurement method, and the first and
따라서, 상기 제1 접촉자와 제2 접촉자를 별개로 분리하는 경우에 비하여 용접부로의 프로브의 접근을 용이하게 할 수 있다. 제1,2 접촉자를 분리 설치하면 총 4개의 프로브를 가동하여 용접부와 접촉시키야 하므로, 가동기구가 증가하고 배치가 복잡하게 되어 용접 검사를 자동화하는 경우 매우 불편하다. 본 발명과 같이, 제2 접촉자(120,220)를 제1 접촉자(110,210)의 내부 공간에 동축으로 설치하고, 이를 프로브 본체(130,230)에 설치하면 프로브의 이동이 간편하게 된다. 또한, 제1,2 접촉자(110,210)(120,220)가 동축으로 설치되므로, 프로브와 용접부(A)의 접촉 공간도 컴팩트하게 된다. 따라서, 본 발명과 같이 제2 접촉자(120,220)를 제1 접촉자(110,210)의 내부 공간에 수용되도록 하여 동축으로 설치하는 구성은 용접 검사 자동화 및 용접부 접촉의 면에서 유리하다는 장점을 가진다.Therefore, compared to the case where the first contact and the second contact are separately separated, it is possible to facilitate the probe's access to the welding part. If the first and second contacts are installed separately, a total of four probes must be operated to bring them into contact with the welding portion, which increases the number of moving mechanisms and complicates the arrangement, which is very inconvenient when automating welding inspection. As in the present invention, when the
후술하는 바와 같이, 상기 제1 접촉자(110,210)와 제2 접촉자(120,220)는 축방향으로 서로에 대하여 상대이동 가능하게 설치된다. 따라서, 도 3과 같이 제2 접촉부(120,220)가 돌출되어 있는 경우에도 제1,2 프로브를 이동시켜 도 4와 같이 그 선단부를 용접부에 접촉시키면 제2 접촉부(120,220)가 후퇴하여 제1 접촉부(110,210)의 선단부와 동일한 평면에 상기 제2 접촉부(120,220)의 선단부가 위치하게 된다. 이에 의하여, 제1,2 접촉부가 모두 용접부와 접촉하게 되어, 용접부의 전압 등을 측정할 수 있게 된다. 제1,2 접촉부의 상대이동 구성에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.As will be described later, the
본 발명은 제1,2 프로브(100,200)의 접촉자들이 동일한 크기와 직경으로 형성된 종래의 전지 용접 검사장치와 달리, 전지 캔 외측에 위치하는 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210)의 직경을 제1 프로브(100)의 제1 접촉자(110)의 직경보다 크게 하였다. 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210)의 직경을 크게 하면 제1 접촉자(210) 내에 동축으로 설치되는 제2 접촉자(220)의 크기(직경)을 크게 설계할 수 있다. 본 발명은 전압 측정을 위한 제2 프로브(200)의 제2 접촉부(220)가 용접 자국을 대부분 덮거나 완전히 덮도록 하여 안정적인 전압 측정을 목적으로 하고 있다. 따라서, 종래와 같이 제1,2 프로브(100,200)의 제1 접촉자(110,210)의 직경을 동일하게 하면 제2 접촉자의 크기를 확대하기 곤란하였고, 이에 따라 제2 프로브(200)의 제2 접촉자(220)와 용접부(A)의 충분한 접촉 면적을 확보할 수 없다. 상술한 바와 같이, 용접 자국(A1)에 의한 영향은 전지 캔 내측보다 전지 캔 외측에서 두드러진다. 또한, 전지 캔 내측에는 젤리롤 전극 조립체(2)가 위치하고 있으므로, 제1 프로브(100)의 접촉자들의 크기를 늘리는 것은 설치 공간 상의 제약이 있다.Unlike the conventional battery welding inspection apparatus in which the contacts of the first and
따라서, 본 발명은 제2 프로브(200)의 접촉자들의 직경을 크게 하여, 안정적인 전압 측정 및 전류 공급을 도모하고 있다.Accordingly, the present invention seeks stable voltage measurement and current supply by increasing the diameter of the contacts of the
본 발명에서 보다 특징적인 점은, 제2 프로브(200)가 구비한 제2 접촉자(220)의 선단부 면적을 용접부(A) 면적의 90% 이상으로 하고, 제2 프로브(200)의 제1,2 접촉자(210,220)의 선단부 합계 면적을 용접부(A) 면적보다 크게 하였다는 것이다.A more characteristic feature of the present invention is that the front end area of the
도 5는 제2 접촉자와 용접부의 접촉시 용접 자국과의 위치 관계를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic view showing a positional relationship between a second contactor and a welding mark when a welding part contacts.
도 5(a)에는 전압 측정을 위한 제2 프로브(200)의 제2접촉부(210)가 용접 자국(A1) 내의 용접부(A)와 접촉한 상태를 나타내고 있다. 여기서 P는 제2 접촉부의 선단부 면적(P)을 나타낸다. 이 경우에는 제2 접촉부(210)가 용접 자국(A1) 내에 위치하여 용접 자국에 의한 영향을 받지 않으므로, 여러 번 전압을 측정하더라도 측정오차가 그리 크지 않다. 반면, 도 5(b)(도 2(b)와 동일한 도면)와 같이, 용접 자국(A1) 위에 제2 접촉부(210)가 접촉하면 제2 접촉부가 접촉하는 용접 자국 부위에 따라 측정되는 전압값이 변동하게 된다. 이에 따라 측정되는 용접부의 저항값도 변동할 수 밖에 없다. 하지만, 실제 도 5(a)와 같이 작은 면적(P)의 제2 접촉부를 용접 자국 내에 정확히 위치시키는 것은, 기구/설비적인 관점에서 매우 곤란하다. 예컨대, 용접부(A)를 사이에 두고, 제1,2 프로브를 기계적으로 위치 정렬하여 용접 강도를 검사하는 검사 자동화를 고려하면, 도 5(a)와 같은 세밀한 조정은 불가능하고, 대부분 도 5(b)와 같은 접촉상태가 될 가능성이 크다.5(a) shows a state in which the
그러나, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 제2 접촉부가 용접 자국(A1)을 거의 덮거나 완전히 덮도록 용접부와 접촉한다면 용접 자국에 따른 영향을 배제할 수 있고, 보다 안정적인 전압 데이터를 얻을 수 있다. 즉, 보다 구체적으로는 도 5(c)와 같이, 제2 프로브(200)의 제2 접촉자(220)가 용접 자국(A1)을 완전히 덮는다면, 용접 자국에 따라 용착이 잘된 부분과 상대적으로 용착이 잘 되지 않는 부분의 평균에 해당하는 전압값을 검출할 수 있다. 따라서, 도 5(c)의 경우는 도 5(b)와 같은 편차가 모두 흡수된 형태라 볼 수 있다. 본 발명은 도 5(c)와 같은 용접부와의 접촉을 구현하기 위해서 제2 프로브(200)의 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)을 적어도 상기 용접부 면적의 90% 이상으로 하고 있다. 여기서 용접부(A) 면적이란 도 5의 용접 자국(A1)과 그 내부의 면적을 모두 합한 면적을 말한다. 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)이 상기 용접부의 90% 이상이 되면, 상기 도 5(b)와 같이, 용접 자국(A1) 위에 제2 접촉부가 걸쳐질 확률이 작아지며, 용접 자국을 대부분 덮게 되므로, 용접 자국에 따른 측정 편차를 줄일 수 있다. 또한, 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)을 크게 하면, 큰 면적의 제2 접촉자(220)가 용접부(A)를 대부분 혹은 완전히 덮으면서 접촉하므로, 도 5(a)의 경우처럼 세밀하게 제2 접촉자(220)의 위치를 조정할 필요가 없다. 이러한 면에서 제1, 2프로브(100,200)를 용접부(A)와 정렬하여 위치 결정하는 얼라인장치의 설계 자유도가 증가하고, 검사 자동화를 위한 기구 및 설비 제작시에도 유리한 장점이 있다.However, as shown in FIG. 5(c), if the second contact part contacts the welding part to almost or completely cover the welding mark A1, the influence of the welding mark can be excluded and more stable voltage data can be obtained. can That is, more specifically, as shown in FIG. 5(c), if the
구체적으로는, 상기 제2 프로브(200)의 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)은 상기 용접부 면적의 90~150%인 것이 바람직하다. 상기 선단부 면적(P)이 90% 미만인 경우, 용접 자국(A1)에 걸쳐지는 부분이 증가하여 상술한 바와 같은 측정값 편차가 발생할 수 있다. 또한, 선단부 면적(P)이 150%를 초과하면, 용접 자국 내지 용접부가 아닌 부분의 면적이 커져서 측정되는 미세저항이 오히려 커진다. 측정 저항이 커지면 측정 회수에 따른 측정 편차가 더 커지므로, 제2 측정부에 의해 측정된 전압값이 용접 강도와 관련된 저항값을 정확히 반영하지 못하게 된다. 따라서, 상기 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)은 150% 이하로 한다.Specifically, it is preferable that the front end area P of the
한편, 상기 용접부(A)의 용접 자국(A1)은 스폿 용접에 의하여 원형에 가까운 형태를 가진다. 따라서, 상기 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)과 용접부의 면적 관계를 직경 관계로 대체 내지 표현할 수 있다. 즉, 제2 접촉자(220)의 선단부 면적(P)이 용접부 면적의 90~150%인 경우, 제2 접촉자(220)의 직경은 용접부 직경의 대략 0.95~1.60배가 된다. On the other hand, the welding mark A1 of the welding portion A has a shape close to a circular shape by spot welding. Therefore, the relationship between the front end area P of the
본 발명은 또한, 상기 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210)와 제2 접촉자(220)의 선단부 합계 면적이 상기 용접부 면적보다 커지도록 하고 있다. 제2 프로브(200)의 제2 접촉자(220) 면적이 증가할 때, 제1 접촉자(210)의 면적이 함께 커지지 않으면, 제1 접촉자(210)가 전류를 안정적으로 공급하지 못할 수 있다. 제1 접촉자가 충분한 접촉 면적을 확보하지 못하면 전류 공급에도 편차가 생길 수 있고, 이 경우 간접적으로 용접부 전후에 인가되는 전위도 변동이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 제2 프로브(200)의 제1,2 접촉자(210,220)의 선단부 합계 면적을 용접부(A) 면적보다 크게 함으로써, 전류 공급 및 전압 측정을 모두 안정적으로 행할 수 있도록 하고 있다.In the present invention, the total area of the tips of the
제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210)의 직경은 제1 프로브(100)의 제1 접촉자(110) 직경보다 클 뿐 아니라, 용접부 면적의 90% 이상으로 제2 접촉자(220)의 선단부 면적이 증가함에 따라서, 용접부 면적보다 더욱 더 크게 확대할 수 있다. 예컨대, 제2 프로브(200)의 상기 제1 접촉자(210)의 직경은 용접부 직경의 300~500%일 수 있다. 제2 프로브(200)의 제1 및 제2 접촉자(210,220)가 상기와 같이 확대되는 것에 의하여, 전류 공급 및 전압 측정의 신뢰성이 상승한다. 다만, 제1 접촉자(210) 역시 지나치게 커지면, 용접부와 관계 없는 전류 성분이 개재되거나 누설 전류가 발생할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 용접부 직경의 500% 이하의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 접촉자(210)의 직경은 제2 접촉자(220)의 직경 및 면적을 고려하여 적절하게 그 직경이나 선단부 면적을 조절할 수 있다.The diameter of the
상술한 바와 같이, 전지 캔 내측의 제1 프로브(100)는 상술한 바와 같이 젤리롤 전극 조립체(2)로 인한 설치 공간 상의 제약이 있다. 따라서, 원통형 전지나 버튼 셀(1)의 경우에는, 상기 제1 프로브(100)의 제1 접촉자(110) 및 제2 접촉자(120)의 직경이, 상기 제2 프로브(200)의 제1 접촉자(210) 및 제2 접촉자(220)의 직경보다 상대적으로 작게 형성된다. 하지만, 제1 프로브(100)는 용접 자국의 영향이 적은 전지 캔(4) 내측에 위치하므로, 그 접촉자들의 직경이 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상대적으로 작아도 용접부 저항을 신뢰성 있게 측정하는데 큰 무리가 없다.As described above, the
상기 측정부(300)는 정전류 전원과 전압 검출수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 즉, 4단자 저항 검출을 위하여, 전류 공급을 위한 정전류 전원을 구비하고 있으며, 상기 제1,2 프로브(100,200)의 제1 접촉자들(110,210)은 상기 정전류 전원과 연결되어 용접부를 개재하여 전류를 공급한다. 이에 따라, 상기 제1,2 프로브(100,200)의 제2 접촉자들(120,220)은 용접부 양단의 전압을 측정할 수 있다. 상기 제2 접촉자들(120,220)은 상기 전압 검출수단에 연결되며, 상기 전압 검출수단은 이로부터 전압값을 측정할 수 있다. 상기 전류값과 전압값으로부터 측정부(300)는 용접부의 미세저항을 계산할 수 있다. 이를 위하여, 상기 측정부(300)는 소정의 연산부 등을 구비할 수 있고, 필요에 따라 데이터 저장을 위한 데이터베이스를 가질 수 있다. 혹은, 상기 측정부(300)는 소정의 연산처리를 실행하는 CPU, 데이터 저장을 위한 RAM 등의 메모리, 소정의 제어 프로그램을 기억하는 기억장치, 기타 주변 회로를 구비할 수 있다. 측정부(300)는 예컨대 마이크로컴퓨터이거나 이를 포함할 수 있다.The
상기 제1,2 프로브(100,200)의 제1,2 접촉자(110,210)(120,220)는 축방향으로 서로에 대하여 상대 이동 가능하게 설치될 수 있다. The first and
도 6은 도 3및 도 4의 실시예의 용접 검사장치의 제1 프로브 및 제2 프로브의 상세도이다.6 is a detailed view of a first probe and a second probe of the welding inspection device of the embodiment of FIGS. 3 and 4 .
도 3 및 도 6을 참조하면, 제1,2 프로브(100,200)의 제2 접촉자(120,220)는 제1 접촉자(110,210)로부터 돌출되게 위치하고 상기 제2 접촉자(120,220)의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제2 접촉자(120,220)의 선단부가 상기 제1 접촉자(110,210) 선단부 측으로 후퇴하도록 되어 있다. 제2 접촉자(120,220)가 돌출되어 있으므로, 제2 접촉자(120,220)가 용접부와 먼저 접촉하여 가압되며, 이후 제1 접촉자(110,210)가 용접부와 접촉하여 전류를 공급한다. 제2 접촉자(120,220)는 용접부에 가압되어 유지되므로, 제1 접촉자(110,210)가 용접부와 접촉하여 전류를 공급할 경우 용접부에 인가되는 전압을 보다 안정적으로 측정할 수 있다. 제1,2 접촉자(110,210)(120,220)의 상대이동을 위하여 상기 제1 접촉자(110,210) 및 제2 접촉자(120,220) 중 적어도 하나는 축방향으로 탄성적으로 신축하는 신축부를 구비할 수 있다. 도 6에는 제1 접촉자110,210)의 내부에 동축으로 설치된 제2 접촉자(120,220)의 일부에 상기 신축부로서 탄성부재(121,221)가 설치된 것이 도시되어 있다. 이에 의하여 제2 접촉자(120,220)의 선단부는 가압시에 제1 접촉자(110,210) 측으로 후퇴 가능하며, 최종적으로는 용접부와 접촉한 동일 평면에서 제1,2 접촉자(110,210)(120,220)가 모두 용접부와 접촉하게 된다.3 and 6, the
(제2 실시형태)(Second Embodiment)
도 7은 본 발명의 제1 프로브 및 제2 프로브의 다른 예를 나타내는 개략도이다.7 is a schematic diagram showing another example of a first probe and a second probe of the present invention.
본 실시형태는 제1 프로브 및 제2 프로브의 구성이 상기 제1 실시형태와 상이하다. 다만, 측정부 등 다른 구성은 제1 실시형태와 동일한 바, 제1 실시형태와 동일한 구성요소의 설명은 생략하기로 한다.This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the first probe and the second probe. However, since other configurations such as the measurement unit are the same as those of the first embodiment, descriptions of components identical to those of the first embodiment will be omitted.
도 7에 나타난 바와 같이, 본 실시형태에서는 제1,2 프로브(300,400)의 제1 접촉자(310,410)가 제2 접촉자(320,420)로부터 돌출되게 위치하고 상기 제1 접촉자(310,410)의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제1 접촉자(310,410)의 선단부가 상기 제2 접촉자(320,420) 선단부 측으로 후퇴하도록 되어 있다.As shown in FIG. 7 , in the present embodiment, the
제1 접촉자(310,410)의 상대 이동을 위하여, 본 실시형태에서는 제1 접촉자(310,410)의 일단부에 신축부로서 탄성부재(311,411)가 설치되어 있다. 이 경우 상기 탄성부재(311,411)는 제1 접촉자(310,410) 및 제2 접촉자(320,420)가 결합되는 제1,2 프로브 본체부(330,430)에 삽입 장착된다. 돌출된 제1 접촉자(310,410)가 용접부에 먼저 접촉하고, 이 상태에서 계속적인 가압에 의하여 제1 접촉자(310,410)가 후퇴되어 제1 접촉자(310,410)의 선단부와 제2 접촉자(320,420)의 선단부가 동일 평면에서 상기 용접부와 접촉하게 된다. For relative movement of the
본 발명의 본 발명의 전지의 용접 검사장치에 의한 전지의 용접 검사방법을 구체적으로 설명한다.A welding inspection method for a battery using the battery welding inspection apparatus of the present invention will be described in detail.
먼저, 상기 제1 프로브 및 제2 프로브를 전지 캡의 내측 및 외측에서 상기 전지 캔과 전지 탭의 용접부에 각각 접촉시킨다. 이 경우 제1,2 프로브의 동축으로 설치된 제1 접촉자와 제2 접촉자 중 하나의 접촉자가 돌출되어 용접부에 먼저 접촉되고 프로브의 가압에 의하여 나머지 하나의 접촉자가 용접부에 순차적으로 접촉하게 된다.First, the first probe and the second probe are respectively brought into contact with the welding portion of the battery can and the battery tab on the inside and outside of the battery cap. In this case, one of the first and second contactors installed coaxially with the first and second probes protrudes and contacts the welding part first, and the other contactor sequentially contacts the welding part by pressing the probe.
다음으로, 상기 제1 프로브의 제1 접촉자와 상기 제2 프로브의 제1 접촉자에 전류를 인가하고, 상기 제1 프로브의 제2 접촉자와 상기 제2 프로브의 제2 접촉자로 상기 용접부 양단에 발생하는 전압을 측정한다.Next, a current is applied to the first contact of the first probe and the first contact of the second probe, and the second contact of the first probe and the second contact of the second probe generate current at both ends of the welded part. Measure the voltage.
이를 위하여, 상기 제1 접촉자들은 측정부의 정전류 전원에 연결되어 전류를 공급받을 수 있다. 또한, 상기 제2 접촉자들은 측정부에 구비된 전압 검출수단에 연결되어 제2 접촉자에 의하여 검출된 용접부 양단의 전위차로부터 전압값을 검출할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제2 프로브의 제2 접촉자는 용접부 면적의 90% 이상의 선단부 면적을 가지고 제2 프로브의 제1,2 접촉자의 선단부 합계면적은 상기 용접부 면적보다 크므로, 안정적으로 용접부의 전류 및 전압값을 구할 수 있다.To this end, the first contactors may be connected to a constant current power source of the measuring unit to receive current. In addition, the second contacts may be connected to a voltage detecting means provided in the measurement unit to detect a voltage value from a potential difference between both ends of the welded portion detected by the second contacts. In this case, since the second contact of the second probe of the present invention has a tip area of 90% or more of the area of the welded portion and the total area of the tip of the first and second contacts of the second probe is greater than the area of the welded portion, the current at the welded portion is stable. and voltage values can be obtained.
이후, 상기 전류 및 전압에 기초하여 상기 용접부의 저항을 측정한다. 이를 위하여, 상기 측정부는 저항 계산을 위한 소정의 연산부를 구비할 수 있다.Thereafter, resistance of the welded portion is measured based on the current and voltage. To this end, the measuring unit may include a predetermined arithmetic unit for calculating resistance.
한편, 상기 저항값으로부터 용접부의 용접 강도를 평가할 수 있다. 용접부의 용착이 잘 되어 있다면, 용접부를 이루는 2개의 판이 밀착되므로, 2개의 판을 통과하는 전류값은 커지고 저항값은 작아진다. 반면, 용착불량의 경우 2개의 판 사이에 간극이 생기거나 결함이 발생하므로, 2개의 판을 통과하는 전류값을 작아지고 저항값이 커진다. 따라서, 본 발명의 전지 용접 검사장치 내지 용접 검사방법에 의하여 용접부 저항을 측정하여 용접부의 용접 강도를 평가할 수 있다.On the other hand, the welding strength of the welding part can be evaluated from the resistance value. If the welding of the weld is well done, since the two plates constituting the weld are in close contact, the value of current passing through the two plates increases and the value of resistance decreases. On the other hand, in the case of welding failure, since a gap or defect occurs between the two plates, the value of current passing through the two plates is reduced and the resistance value is increased. Therefore, the welding strength of the welded portion can be evaluated by measuring the resistance of the welded portion according to the battery welding inspection apparatus or welding inspection method of the present invention.
또한, 본 발명의 전지의 용접 검사방법은 상기 측정된 저항에 기초하여 상기 용접부의 용접 강도의 양부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 양품의 용접 강도에 해당하는 저항값을 알고 있다면, 측정대상 전지의 용접부의 측정 저항값과 대비하여 용접 강도의 양부를 판정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 측정부는 소정의 판정부 내지 판정 프로그램을 구비할 수 있다.In addition, the method for inspecting welding of a battery according to the present invention may further include determining whether welding strength of the welded part is good or bad based on the measured resistance. For example, if the resistance value corresponding to the welding strength of a non-defective product is known, the quality of the welding strength can be determined by comparing it with the measured resistance value of the welded part of the battery to be measured. To this end, the measurement unit may include a predetermined determination unit or determination program.
실시예Example
제2 프로브의 용접부 면적 내지 직경에 따른 저항 측정의 편차를 비교하기 위하여, 소정의 버튼 셀에 대하여 저항 측정을 반복하였다. In order to compare resistance measurement variation according to the area or diameter of the welded part of the second probe, resistance measurement was repeated for a predetermined button cell.
용접부 직경과, 제1 프로브의 제1,2 접촉부의 직경 조건은 다음과 같이 고정하였다. The conditions for the diameter of the welded part and the diameter of the first and second contact parts of the first probe were fixed as follows.
<용접부 직경: 1.3Φ(1.3mm)><Welded part diameter: 1.3Φ (1.3mm)>
<제1 프로브의 제1 접촉부 직경: 1.8mm, 제2 접촉부 직경:0.6mm><Diameter of the first contact part of the first probe: 1.8 mm, diameter of the second contact part: 0.6 mm>
한편, 제2 프로브의 제1 접촉부의 직경은 2.7mm로 하고, 제2 접촉부의 선단부 면적 및 직경을 하기 표 1과 같이 상이하게 하여 버튼 셀의 전지 캔과 전지 탭 용접부의 저항 측정을 반복하였다.On the other hand, the diameter of the first contact part of the second probe was set to 2.7 mm, and the resistance measurement of the battery can and the battery tab welding part of the button cell was repeated with the tip area and diameter of the second contact part being different as shown in Table 1 below.
(접촉자 직경(mm))tip area
(contact diameter (mm))
제품수량measurement
product quantity
반복측정
회수per product
repeat measurement
collect
측정회수gun
number of measurements
표준편차
(mΩ)average
Standard Deviation
(mΩ)
표 1을 참조하면, 제2 프로브의 제2 접촉자의 선단부 면적을 용접부 면적의 90~150%로 하여 100번 미세저항을 측정한 경우의 표준편차가 0.10 mΩ 이하로 우수한 것을 알 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that the standard deviation when microresistance is measured 100 times with the front end area of the second contact of the second probe being 90 to 150% of the area of the welded part is 0.10 mΩ or less, which is excellent.
비교예 1은 제2 프로브의 제2 접촉자의 선단부 면적이 용접부 면적의 90% 미만으로서 제1 프로브의 제1 접촉자와 동일하게 한 것이고, 제2 접촉자의 선단부 면적이 용접부 면적에 비하여 훨씬 작아서 저항측정시 표준편차가 큰 것을 알 수 있다.In Comparative Example 1, the area of the tip of the second contact of the second probe is less than 90% of the area of the welded part, the same as that of the first contact of the first probe, and the area of the tip of the second contact is much smaller than the area of the welded part, so resistance is measured. It can be seen that the standard deviation is large.
비교예 2는 제2 프로브의 제2 접촉자의 선단부 면적이 용접부 면적의 70%로 한 것으로서, 제2 접촉자의 선단부 면적이 용접부 면적에 비하여 작아서 저항측정시 표준편차가 0.10 mΩ 보다 크다.In Comparative Example 2, the area of the tip of the second contact of the second probe was 70% of the area of the welded part, and the area of the tip of the second contact was smaller than the area of the welded part, so that the standard deviation during resistance measurement was greater than 0.10 mΩ.
비교예 3은 제2 프로브의 제2 접촉자의 선단부 면적이 200%를 초과하여 저항측정시 표준편차가 매우 크다. 이는 제2 접촉자가 용접부 외의 면적과 접촉하는 부분이 지나치게 커져서 측정되는 미세저항 자체가 커지고, 이에 따라 측정시의 표준편차도 함께 커지기 때문이다.In Comparative Example 3, the area of the front end of the second contact of the second probe exceeded 200%, so the standard deviation was very large during resistance measurement. This is because the portion where the second contactor contacts the area other than the welded portion becomes too large, so the measured microresistance itself increases, and accordingly, the standard deviation during measurement also increases.
참고예는 도 5(a)와 같이 제2 프로브의 제2 접촉부가 용접 자국 내의 중앙부에 위치하는 경우이고, 측정 표준편차가 0.08 mΩ 으로 작다. 하지만, 작은 면적의 제2 접촉부를 참고예와 같이 세밀하게 위치 조정하여 용접부와 접촉시키는 것은 기구 및 설비의 한계상 곤란한 것이고, 검사 자동화에도 부합하지 않으므로, 참고예로 하였다.As a reference example, as shown in FIG. 5(a), the second contact part of the second probe is located at the center of the welding mark, and the measurement standard deviation is as small as 0.08 mΩ. However, it is difficult to finely adjust the position of the small area second contact portion and contact the welded portion as in the reference example due to limitations in equipment and equipment, and does not conform to inspection automation, so it was used as a reference example.
한편, 실시예 1~5의 경우는 인장강도 시험기로 측정한 인장력과 대비하였을 때, 0.6 이상의 상관성(상관관계)를 가지는 것을 확인하였다. On the other hand, in the case of Examples 1 to 5, when compared with the tensile force measured by the tensile strength tester, it was confirmed that they had a correlation (correlation) of 0.6 or more.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In the above, the present invention has been described in more detail through drawings and examples. However, since the configurations described in the drawings or embodiments described in this specification are only one embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents and equivalents that can replace them at the time of this application It should be understood that variations may exist.
1: 전지(버튼셀)
2: 전극조립체
3: 전지 탭
4: 전지 캔
A: 용접부
A1: (전지 캔 외측면) 용접 자국
100,300: 제1 프로브
110,310: 제1 접촉부
120,320: 제2 접촉부
121,221: 탄성부재
130,330: 제1 프로브 본체
P: 제2 접촉부 선단부 면적
200,400: 제2 프로브
210,410: 제1 접촉부
220,420: 제2 접촉부
230,430: 제1 프로브 본체
311,411: 탄성부재1: battery (button cell)
2: electrode assembly
3: battery tab
4: battery can
A: Weld
A1: (outer surface of battery can) welding mark
100,300: first probe
110,310: first contact
120,320: second contact
121,221: elastic member
130,330: first probe body
P: Area of the front end of the second contact part
200,400: second probe
210,410: first contact
220,420: second contact
230,430: first probe body
311,411: elastic member
Claims (14)
상기 제1 프로브 및 제2 프로브는, 통형상의 제1 접촉자와, 상기 제1 접촉자의 내부 공간에 동축으로 설치되는 제2 접촉자를 각각 구비하고,
상기 제2 프로브의 제1 접촉자 직경은 상기 제1 프로브의 제1 접촉자 직경보다 크며,
상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 선단부 면적은 상기 용접부 면적의 90% 이상이며 상기 제2 프로브의 제1 접촉자와 제2 접촉자의 선단부 합계 면적은 상기 용접부 면적보다 큰 전지의 용접 검사장치.
During inspection, a first probe and a second probe contacting the welding portion from the inside and outside of the battery can, respectively, with the welding portion of the battery can and the battery tab interposed therebetween; Including a measuring unit for measuring resistance,
The first probe and the second probe each include a tubular first contact and a second contact coaxially installed in an inner space of the first contact,
The first contactor diameter of the second probe is greater than the first contactor diameter of the first probe;
The area of the tip of the second contact of the second probe is 90% or more of the area of the weld, and the total area of the tip of the first and second contacts of the second probe is larger than the area of the weld.
상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 선단부 면적은 상기 용접부 면적의 90~150% 인 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The welding inspection device of the battery, wherein the area of the front end of the second contact of the second probe is 90 to 150% of the area of the welding part.
상기 제2 프로브의 상기 제2 접촉자의 직경은 상기 용접부 직경의 0.95~1.60배인 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The welding inspection device of the battery, wherein the diameter of the second contact of the second probe is 0.95 to 1.60 times the diameter of the welded part.
상기 제2 프로브의 제2 접촉자의 직경은, 상기 제1 프로브의 제2 접촉자의 직경보다 크게 형성되는 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
A welding inspection device for a battery in which a diameter of the second contact of the second probe is formed larger than a diameter of the second contact of the first probe.
상기 제1 접촉자는 전류 공급용 접촉자이고, 상기 제2 접촉자는 전압 측정용 접촉자인 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The first contactor is a contactor for supplying current, and the second contactor is a contactor for measuring voltage.
상기 측정부는 정전류 전원과 전압 검출수단을 구비한 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The measuring unit is a welding inspection device for a battery having a constant current power source and a voltage detection means.
상기 제1 접촉자는, 상기 측정부의 정전류 전원과 연결되는 전류 공급용 접촉자이고, 상기 제2 접촉자는 상기 측정부의 전압 검출수단과 연결되는 전압 측정용 접촉자인 전지의 용접 검사장치.
According to claim 6,
The first contactor is a contactor for supplying current connected to the constant current power source of the measuring unit, and the second contactor is a contactor for measuring voltage connected to the voltage detecting means of the measuring unit.
상기 제1 접촉자 및 제2 접촉자는 축방향으로 서로에 대하여 상대 이동가능하게 설치되는 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The first contactor and the second contactor are installed to be relatively movable with respect to each other in the axial direction.
상기 제2 접촉자는 상기 제1 접촉자로부터 돌출되게 위치하고 상기 제2 접촉자의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제2 접촉자의 선단부가 상기 제1 접촉자 선단부 측으로 후퇴하는 전지의 용접 검사장치.
According to claim 8,
The second contactor is positioned to protrude from the first contactor, and the protruding front end of the second contactor comes into contact with the welding portion and is pressed, so that the front end of the second contactor retreats toward the front end of the first contactor. inspection device.
상기 제1 접촉자는 상기 제2 접촉자로부터 돌출되게 위치하고 상기 제1 접촉자의 돌출된 선단부가 상기 용접부와 접촉하여 가압되는 것에 의하여, 상기 제1 접촉자의 선단부가 상기 제2 접촉자 선단부 측으로 후퇴하는 전지의 용접 검사장치.
According to claim 8,
The first contactor is positioned to protrude from the second contactor, and the protruding front end of the first contactor comes into contact with the welding part and is pressed, so that the front end of the first contactor retreats toward the front end of the second contactor. inspection device.
상기 제1 접촉자 및 제2 접촉자 중 적어도 하나는, 축방향으로 탄성적으로 신축하는 신축부를 구비한 전지의 용접 검사장치.
According to claim 8,
At least one of the first contactor and the second contactor has an extension and contraction portion that elastically expands and contracts in an axial direction.
상기 전지는 버튼셀 또는 원통형 전지인 전지의 용접 검사장치.
According to claim 1,
The battery is a button cell or cylindrical battery welding inspection device.
상기 제1 프로브 및 제2 프로브를 전지 캡의 내측 및 외측에서 상기 전지 캔과 전지 탭의 용접부에 각각 접촉시키는 단계;
상기 제1 프로브의 제1 접촉자와 상기 제2 프로브의 제1 접촉자에 전류를 인가하고, 상기 제1 프로브의 제2 접촉자와 상기 제2 프로브의 제2 접촉자로 상기 용접부 양단에 발생하는 전압을 측정하는 단계; 및
상기 전류 및 전압에 기초하여 상기 용접부의 저항을 측정하는 단계를 포함하는 전지의 용접 검사방법.
A welding inspection method of a battery by the welding inspection device of claim 1,
contacting the first probe and the second probe to the welding portion of the battery can and the battery tab, respectively, on the inside and outside of the battery cap;
A current is applied to the first contact of the first probe and the first contact of the second probe, and the voltage generated at both ends of the weld is measured with the second contact of the first probe and the second contact of the second probe. doing; and
Welding inspection method of a battery comprising the step of measuring the resistance of the welded portion based on the current and voltage.
상기 측정된 저항에 기초하여 상기 용접부의 용접 강도의 양부를 판정하는 단계를 더 포함하는 전지의 용접 검사방법.According to claim 13,
The welding inspection method of the battery further comprising the step of determining whether the welding strength of the welded portion is good or bad based on the measured resistance.
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