KR20230057099A - Battery cell inspection device - Google Patents
Battery cell inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230057099A KR20230057099A KR1020210141112A KR20210141112A KR20230057099A KR 20230057099 A KR20230057099 A KR 20230057099A KR 1020210141112 A KR1020210141112 A KR 1020210141112A KR 20210141112 A KR20210141112 A KR 20210141112A KR 20230057099 A KR20230057099 A KR 20230057099A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- sealing
- inspection device
- ultrasonic waves
- cell inspection
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 97
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4228—Leak testing of cells or batteries
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전지셀 검사 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전지셀의 실링부에 대해 비파괴 검사를 수행하는 전지셀 검사 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a battery cell inspection device, and more particularly, to a battery cell inspection device that performs a non-destructive test on a sealing portion of a battery cell.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. In particular, secondary batteries are of great interest as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles as well as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices.
이러한 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 여기서, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. Depending on the shape of the battery case, these secondary batteries are classified into cylindrical batteries and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case made of an aluminum laminate sheet. do. Here, the electrode assembly embedded in the battery case is a power generating device capable of charging and discharging, consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode. It is classified into a jelly-roll type wound with a separator interposed and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed.
이 중에서도, 특히 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조 비용, 작은 중량, 용이한 변형 형태 등을 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. Among these, in particular, the pouch-type battery having a structure in which a stacked or stacked/folding type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case of an aluminum laminate sheet is gradually being used due to low manufacturing cost, small weight, and easy deformation shape. It is increasing.
특히, 파우치 전지셀의 경우, 파우치형 전지케이스에 전극 조립체를 내장한 상태에서, 전지 케이스의 외주변을 열 융착 혹은 프레스 융착을 밀봉시키게 된다. 다만, 이러한 밀봉 과정에도 불구하고, 전지셀의 밀봉 상태에 불량인 경우가 발생될 수 있고, 전지셀 내부의 전해액 또는 가스가 밀봉이 취약한 부분을 통해 외부로 배출되는 문제가 있다. 그러나, 전지셀의 밀봉 여부를 확인하기 위한 종래의 전지셀 검사 장치는 배터리를 물리적으로 파괴하여 검사하는 것이 일반적이어서, 검사 효율이 떨어지고 검사 과정이 복잡하다는 문제가 있었다.In particular, in the case of a pouch battery cell, in a state where the electrode assembly is built into a pouch-type battery case, the outer periphery of the battery case is sealed by thermal fusion or press fusion. However, despite this sealing process, there is a problem that the sealing state of the battery cell may be defective, and the electrolyte solution or gas inside the battery cell is discharged to the outside through the weak sealing part. However, a conventional battery cell inspection apparatus for checking whether a battery cell is sealed generally has a problem in that the inspection efficiency is low and the inspection process is complicated because the battery is physically destroyed and inspected.
이에 따라, 전지셀의 밀봉 여부를 확인하여 전지셀의 안전성 확보하면서도, 검사 효율을 높이고 검사 과정이 비교적 단순화된 전지셀 검사 장치를 개발할 필요성이 높아지고 있다.Accordingly, there is a growing need to develop a battery cell inspection device that increases inspection efficiency and relatively simplifies the inspection process while ensuring the safety of the battery cell by checking whether or not the battery cell is sealed.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전지셀의 실링부에 대해 비파괴 검사를 수행하는 전지셀 검사 장치를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a battery cell inspection device that performs a non-destructive test on the sealing portion of the battery cell.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. .
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는, 전지셀에서 전지 케이스의 외주변이 밀봉된 실링부를 검사하는 장치로서, 상기 실링부에 초음파를 조사하는 방출부; 상기 실링부를 투과한 초음파를 수신하는 수신부; 및 상기 실링부의 단부에 인접하게 위치하는 누설 방지부를 포함한다.An apparatus for inspecting a battery cell according to an embodiment of the present invention is a device for inspecting a sealing portion in which an outer periphery of a battery case is sealed in a battery cell, comprising: an emission unit for irradiating ultrasonic waves to the sealing portion; a receiver configured to receive ultrasonic waves transmitted through the sealing unit; and a leakage preventing part positioned adjacent to an end of the sealing part.
상기 실링부는 상기 전지 케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드가 경유하는 부분일 수 있다.The sealing portion may be a portion through which an electrode lead protrudes outward from the battery case.
상기 실링부는 상기 전극 리드의 상면 또는 하면과 접하는 표면 실링부와 상기 전극 리드의 측면과 접하는 단차 실링부를 포함할 수 있다.The sealing part may include a surface sealing part contacting the upper or lower surface of the electrode lead and a stepped sealing part contacting the side surface of the electrode lead.
상기 방출부는 상기 실링부에 대해 상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 따라 초음파를 조사할 수 있다.The emission unit may irradiate ultrasonic waves to the sealing unit along a direction perpendicular to a protruding direction of the electrode lead.
상기 방출부는 상기 실링부에 대해 적어도 2회 이상 초음파를 조사할 수 있다.The emission unit may irradiate the sealing unit with ultrasonic waves at least twice.
상기 누설 방지부는 상기 실링부의 단부로부터 상기 전극 리드의 단부를 향해 연장되어 있을 수 있다.The leakage preventing part may extend from an end of the sealing part toward an end of the electrode lead.
상기 전극 리드는 상기 누설 방지부와 상기 방출부 사이에 위치할 수 있다.The electrode lead may be positioned between the leakage prevention part and the emission part.
상기 누설 방지부는 실리콘, 플라스틱, 금속, 및 고무 중 적어도 하나로 이루어진 패드일 수 있다.The leakage preventing part may be a pad made of at least one of silicon, plastic, metal, and rubber.
상기 방출부에서 조사되는 초음파의 주파수는 650kHz 이상 내지 950kHz 이하일 수 있다.A frequency of the ultrasonic wave irradiated from the emitter may be 650 kHz or more and 950 kHz or less.
상기 방출부에서 조사되는 초음파의 피치(Pitch)는 0.01mm 이상 내지 0.5mm 이하일 수 있다.A pitch of ultrasonic waves emitted from the emission unit may be 0.01 mm or more and 0.5 mm or less.
상기 방출부의 스캔 속도는 10mm/s 이상 내지 50mm/s 이하일 수 있다.A scan speed of the emission unit may be 10 mm/s or more and 50 mm/s or less.
실시예들에 따르면, 본 발명은 전지셀의 실링부에 대해 초음파를 조사하는 방출부및 상기 실링부를 투과한 초음파를 수신하는 수신부를 포함하는 전지셀 검사 장치로서, 전지셀의 실링부에 대해 비파괴 검사를 수행할 수 있다. According to embodiments, the present invention is a battery cell inspection apparatus including an emitter for irradiating ultrasonic waves on the sealing portion of a battery cell and a receiver for receiving ultrasonic waves transmitted through the sealing portion, which is non-destructive to the sealing portion of the battery cell. inspection can be performed.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present invention is not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 검사 장치의 검사체인 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A’ 축을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 전지셀 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 8은 실험예 1에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 실험예 2에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a battery cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a battery cell as an inspection object of the inspection device of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view taken along the A-A' axis of FIG. 2;
4 is a view showing a battery cell inspection device according to a comparative example.
5 to 8 are views showing experimental results according to Experimental Example 1.
9 is a view showing experimental results according to Experimental Example 2;
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에 대해 설명하고자 한다. Hereinafter, a battery cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 검사 장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 검사 장치의 검사체인 전지셀을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 A-A’ 축을 따라 자른 단면도이다.1 is a view showing a battery cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a battery cell as an inspection object of the inspection device of FIG. 1 . 3 is a cross-sectional view taken along the A-A′ axis of FIG. 2 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는, 전지셀(100)에서 전지 케이스(200)의 외주변이 밀봉된 실링부(250)를 검사하는 장치로서, 실링부(250)에 초음파를 조사하는 방출부(1100); 실링부(250)를 투과한 초음파를 수신하는 수신부(1200); 및 실링부(250)의 단부에 인접하게 위치하는 누설 방지부(1300)를 포함한다.1 and 2, the battery cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for inspecting the
방출부(1100)와 수신부(1200)는 전지셀(100)을 사이에 둔 채로 서로 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 방출부(1100)와 수신부(1200)는 전지셀(100)의 실링부(250)를 사이에 둔 채로 서로 대향하는 위치에 배치될 수 있다.The
또한, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에서, 방출부(1100)가 실링부(250)를 향해 초음파를 조사하고, 수신부(1200)는 실링부(250)를 투과한 초음파를 수신할 수 있다. 즉, 수신부(1200)는 실링부(250)를 투과한 초음파의 파형을 기초로 실링부(250)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 수신부(1200)에 수신되는 초음파는 실링부(250) 내부의 밀도 차이에 따라 초음파 투과량이 달라질 수 있고, 이를 기초로 실링부(250) 내부의 불량 여부를 판단할 수 있다.In addition, in the battery cell inspection device according to the present embodiment, the
일 예로, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는, 방출부(1100)와 수신부(1200) 사이에 위치하는 공기를 커플링제(Coupling agent)로 사용하는 공중 초음파 장치일 수 있다. For example, the battery cell inspection device according to the present embodiment may be an aerial ultrasonic device using air located between the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는, 방출부(1100) 및 수신부(1200)를 통해 실링부(250)에 대하여 비파괴적으로 검사를 수행할 수 있다.Accordingly, the battery cell inspection apparatus according to the present embodiment may non-destructively test the
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치의 검사체인 전지셀(100)은, 전극 조립체(110)가 수납부(210)에 장착되되, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부(250)를 포함하는 전지 케이스(200); 및 전극 조립체(110)에 포함된 전극 탭(115)과 전기적으로 연결되되, 실링부(250)를 경유하여 전지 케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(300)를 포함한다.2 and 3, the
전지 케이스(200)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트일 수 있다. 보다 구체적으로, 전지 케이스(200)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 최외각을 이루는 외측 수지층, 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층, 및 밀봉을 위한 내측 수지층으로 구성될 수 있다. The
전극 조립체(110)는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 전극 조립체(110)는 양극, 음극, 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어질 수 있다. The
전극 리드(300)는 전극 조립체(110)에 포함된 전극 탭(미도시됨)과 전기적으로 연결되고, 실링부(250)를 경유하여 전지 케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치한다. The
이에 따라, 리드 필름(400)은 실링부(250)와 함께 열 융착 또는 프레스 융착 시 전극 리드(300)에서 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서도, 실링부(250)와 전극 리드(300)의 밀봉성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에서, 방출부(1100)가 초음파를 조사하는 실링부(250)는 전지 케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(300)가 경유하는 부분일 수 있다. 다르게 말하면, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치의 검사체는 전극 리드(300)가 경유하는 실링부(250)일 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , in the battery cell inspection device according to the present embodiment, the sealing
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치의 검사체로서, 실링부(250)는 전극 리드(300)의 상면 또는 하면과 접하는 표면 실링부(300a)와 전극 리드(300)의 측면과 접하는 단차 실링부(400a)를 포함할 수 있다.More specifically, referring to FIG. 3 , as a test object of the battery cell inspection apparatus according to the present embodiment, the sealing
여기서, 표면 실링부(300a)는 전극 리드(300)의 표면과 대응되는 위치에 실링되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 일 예로, 표면 실링부(300a)는 파우치 스크랩 등의 이물로 인해 리크(leak) 부분이 발생될 수 있다.Here, the
또한, 단차 실링부(400a)는 전극 리드(300)의 단부의 단차 영역과 대응되는 위치에 실링되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 일 예로, 단차 실링부(400a)는 실링부(250) 형성에 사용되는 상부 금형 및 하부 금형의 정렬이 틀어짐으로 인하여 리크(leak) 부분이 발생될 수 있다.In addition, the stepped sealing
또한, 방출부(1100)는 실링부(250)에 대해 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향을 따라 초음파를 조사할 수 있다. 다르게 말하면, 방출부(1100)는 전극 리드(300)가 경유하는 실링부(250)에 대해 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향을 따라 초음파를 조사할 수 있다. In addition, the
이 경우, 방출부(1100)는 실링부(250)에 대해 적어도 2회 이상 초음파를 조사할 수 있다. 일 예로, 방출부(1100)는 실링부(250)의 중심부를 기준으로 서로 다른 위치에 대해 초음파를 각각 조사할 수 있다. In this case, the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는 실링부(250)에 대한 검사 결과에 대한 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.Accordingly, the battery cell inspection apparatus according to the present embodiment can further improve the accuracy of the inspection result of the sealing
또한, 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 주파수는 650kHz 이상 내지 950kHz 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 주파수는 675kHz 이상 내지 925kHz 이하일 수 있다. 일 예로, 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 주파수는 700kHz 이상 내지 900kHz 이하일 수 있다.In addition, the frequency of ultrasonic waves emitted from the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에서, 방출부(1100)는 상술한 범위의 주파수를 가지는 초음파가 방출되어, 실링부(250)에 대한 초음파 투과율 및 분해능이 모두 우수할 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부의 검출 성능이 향상될 수 있다.Accordingly, in the battery cell inspection device according to the present embodiment, the
이와 달리, 방출부(1100)에서 상술한 범위보다 지나치게 작은 주파수의 초음파가 조사되는 경우, 분해능이 저하될 수 있고, 실링부(250)에 대한 검출 성능이 크게 저하될 수 있다. 또한, 방출부(1100)에서 상술한 범위보다 지나치게 큰 주파수의 초음파가 조사되는 경우, 실링부(250)에 대한 초음파 투과율이 저하될 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부 검출이 어렵다는 문제가 있다. On the other hand, when ultrasonic waves having a frequency that is too small than the above-described range are irradiated from the
또한, 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 피치(Pitch)는 0.01mm 이상 내지 0.5mm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 피치(Pitch)는 0.02mm 이상 내지 0.3mm 이하일 수 있다. 방출부(1100)에서 조사되는 초음파의 피치(Pitch)는 0.05mm 이상 내지 0.15mm 이하일 수 있다. In addition, a pitch of ultrasonic waves irradiated from the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에서, 방출부(1100)는 상술한 범위의 피치를 가지는 초음파가 조사되어, 검사 시간이 효율적이며, 실링부(250)에 대한 분해능이 우수할 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부의 검출 성능이 향상될 수 있다.Accordingly, in the battery cell inspection device according to the present embodiment, the
이와 달리, 방출부(1100)에서, 상술한 범위보다 지나치게 작은 피치의 초음파가 조사되는 경우, 검사 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 방출부(1100)에서 상술한 범위보다 지나치게 큰 피치의 초음파가 조사되는 경우, 실링부(250)에 대한 분해능이 저하될 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부의 검출이 어렵다는 문제가 있다.In contrast, when ultrasonic waves having an excessively smaller pitch than the above range are irradiated from the
또한, 방출부(1100)의 스캔 속도는 10mm/s 이상 내지 50mm/s 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 방출부(1100)의 스캔 속도는 15mm/s 이상 내지 45mm/s 이하일 수 있다. 일 예로, 방출부(1100)의 스캔 속도는 20mm/s 이상 내지 40mm/s 이하일 수 있다.Also, the scan speed of the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치에서, 방출부(1100)의 스캔속도가 상술한 범위 이내여서, 검사 시간이 효율적이며, 실링부(250)에 대한 분해능이 우수할 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부의 검출 성능이 향상될 수 있다.Accordingly, in the battery cell inspection apparatus according to the present embodiment, the scan speed of the
이와 달리, 방출부(1100)의 스캔 속도가 상술한 범위보다 지나치게 느린 경우, 검사 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 방출부(1100)의 스캔 속도가 상술한 범위보다 지나치게 빠른 경우, 실링부(250)에 대한 분해능이 저하될 수 있고, 실링부(250)에 대한 불량 여부의 검출이 어렵다는 문제가 있다.On the other hand, if the scanning speed of the
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 누설 방지부(1300)는 실링부(250)의 단부와 인접하게 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 누설 방지부(1300)는 실링부(250)의 단부로부터 전극 리드(300)의 단부를 향해 연장되어 있을 수 있다. 여기서, 실링부(250)는 전극 리드(300)가 경유하는 부분일 수 있다. 또한, 전극 리드(300)는 누설 방지부(1300)와 방출부(1100) 사이에 위치할 수 있다. Also, referring to FIGS. 1 and 2 , the
일 예로, 누설 방지부(1300)는 실리콘, 플라스틱, 금속, 및 고무 중 적어도 하나로 이루어진 패드일 수 있다. 다만, 누설 방지부(1300)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 초음파가 공기 중으로 누설되는 것을 방지할 수 있는 재질이라면 본 실시예에 포함될 수 있다. For example, the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀 검사 장치는, 누설 방지부(1300)가 실링부(250)의 단부에 인접하게 위치하여, 방출부(1100)에서 실링부(250)를 향해 조사되는 초음파가 공기 중으로 누설되는 것을 방지할 수 있고, 검사 영역이 확장되면서도 검사 성능 또한 보다 향상될 수 있다.Accordingly, in the battery cell inspection apparatus according to the present embodiment, the
도 4는 비교예에 따른 전지셀 검사 장치를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a battery cell inspection device according to a comparative example.
도 4를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀 검사 장치는 방출부(11) 및 수신부(12)를 포함하여, 도 1의 전지셀 검사 장치와 달리 누설 방지부(1300, 도 1)를 포함하지 않는다. Referring to FIG. 4 , the battery cell inspection apparatus according to the comparative example includes a
이에 따라, 비교예에 따른 전지셀 검사 장치의 경우, 도 1의 전지셀 검사 장치와 달리, 방출부(11)에서 조사되는 초음파 중 일부가 공기 중으로 누설될 수 있어, 검사 영역이 축소되면서도 검사 정확도가 저하되는 문제가 있다.Accordingly, in the case of the battery cell inspection device according to the comparative example, unlike the battery cell inspection device of FIG. 1, some of the ultrasonic waves irradiated from the
이하에서는, 보다 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 내용을 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the content of the present invention will be described through more specific examples, but the following examples are intended to illustrate the present invention by way of example, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예><Example>
방출부 및 수신부를 포함하는 전지셀 검사 장치를 준비하였다. 여기서, 방출부는 800kHz의 주파수, 0.1mm의 피치(pitch), 및 30mm/s인 속도인 초음파를 검사체에 조사하였다. A battery cell inspection device including an emitter and a receiver was prepared. Here, the emitter irradiated the test object with ultrasonic waves having a frequency of 800 kHz, a pitch of 0.1 mm, and a speed of 30 mm/s.
<비교예><Comparative example>
방출부는 400kHz의 주파수인 초음파를 검사체에 조사하는 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 전지셀 검사 장치를 준비하였다.The same battery cell inspection device as in the embodiment was prepared, except that the emitter irradiated the test object with ultrasonic waves having a frequency of 400 kHz.
<실험예 1-실시예에 따른 검사 결과><Experimental Example 1 - Inspection results according to Examples>
정상 전지셀 및 3개의 불량 전지셀에 대하여, 전지셀의 실링부 중 전극 리드가 위치한 부분을 중심으로 불량 여부를 실시예의 전지셀 검사 장치를 통해 2회 측정하였다. 정상 전지셀에 대한 검사 결과는 도 5에 나타내었고, 3개의 불량 전지셀에 대한 검사 결과는 각각 도 6 내지 도 8에 나타내었다.With respect to the normal battery cell and the three defective battery cells, defects were measured twice using the battery cell inspection device of Example centering on the portion where the electrode lead was located among the sealing parts of the battery cell. The inspection results for the normal battery cells are shown in FIG. 5, and the inspection results for the three defective battery cells are shown in FIGS. 6 to 8, respectively.
도 5를 참조하면, 실시예의 전지셀 검사 장치로 정상 전지셀의 실링부 중 전극 리드가 위치한 부분을 검사한 결과, 전극 리드와 대응되는 위치에 피크가 일정하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5 , as a result of inspecting the portion where the electrode lead is located among the sealing parts of the normal battery cell with the battery cell inspection device of the embodiment, it can be confirmed that a peak appears constantly at a position corresponding to the electrode lead.
이와 달리, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 실시예의 전지셀 검사 장치로 3개의 불량 전지셀의 실링부 중 전극 리드가 위치한 부분을 각각 검사한 결과, 전극 리드와 대응되는 위치에 피크가 불균일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, referring to FIGS. 6 to 8 , as a result of inspecting the portion where the electrode lead is located among the sealing parts of the three defective battery cells with the battery cell inspection device of the embodiment, the peak is uneven at the position corresponding to the electrode lead. You can see what appears.
보다 구체적으로, 도 6의 불량 전지셀의 경우에는 전극 리드의 양 단부와 대응되는 위치에 피크가 불균일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 6의 불량 전지셀의 경우, 실링부 중 전극 리드의 단차 부분과 대응되는 위치에 리크(leak)가 발생한 것을 확인할 수 있다.More specifically, in the case of the defective battery cell of FIG. 6 , it can be confirmed that peaks appear non-uniformly at positions corresponding to both ends of the electrode leads. That is, in the case of the defective battery cell of FIG. 6 , it can be confirmed that a leak has occurred at a position corresponding to the stepped portion of the electrode lead among the sealing parts.
또한, 도 7의 불량 전지셀의 경우에는 전극 리드의 중심부와 대응되는 부분 중 특정 위치에 피크가 불균일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 7의 불량 전지셀의 경우, 실링부 중 전극 리드의 표면과 대응되는 위치에 리크(leak)가 발생한 것을 확인할 수 있다.In addition, in the case of the defective battery cell of FIG. 7 , it can be confirmed that peaks appear non-uniformly at specific positions among parts corresponding to the center of the electrode lead. That is, in the case of the defective battery cell of FIG. 7 , it can be confirmed that a leak has occurred at a position corresponding to the surface of the electrode lead among the sealing parts.
또한, 도 8의 불량 전지셀의 경우에는 전극 리드의 중심부와 대응되는 부분에 전반적으로 피크가 불균일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 8의 불량 전지셀의 경우, 실링부 중 전극 리드의 표면과 대응되는 위치에 이물이 삽입된 것을 확인할 수 있다.In addition, in the case of the defective battery cell of FIG. 8 , it can be seen that peaks are generally non-uniformly displayed in a portion corresponding to the center of the electrode lead. That is, in the case of the defective battery cell of FIG. 8 , it can be confirmed that a foreign material is inserted at a position corresponding to the surface of the electrode lead among the sealing parts.
이처럼, 실시예의 전지셀 검사 장치로 전지셀의 실링부를 검사하는 경우, 정상 전지셀 및 불량 전지셀을 구분할 수 있으면서, 불량 전지셀에 발생된 불량 타입에 대해서도 확인할 수 있다.In this way, when inspecting the sealing part of the battery cell with the battery cell inspection device of the embodiment, it is possible to distinguish between normal and defective battery cells, and also check the defective type of the defective battery cell.
<실험예 2-비교예에 따른 검사 결과><Test results according to Experimental Example 2-Comparative Example>
전지셀의 실링부 중 전극 리드가 위치한 부분을 중심으로 불량 여부를 비교예의 전지셀 검사 장치로 측정하였고, 그 결과는 도 9에 나타내었다.Among the sealing parts of the battery cell, defects were measured centering on the portion where the electrode lead was located, using the battery cell inspection device of the comparative example, and the results are shown in FIG. 9 .
도 9를 참조하면, 비교예의 전지셀 검사 장치로 전지셀의 실링부 중 전극 리드가 위치한 부분을 검사한 결과, 전극 리드와 대응되는 위치에 대한 피크가 정확하게 측정되지 않는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9 , as a result of inspecting the portion where the electrode lead is located among the sealing parts of the battery cell with the battery cell inspection device of the comparative example, it can be confirmed that the peak at the position corresponding to the electrode lead is not accurately measured.
이처럼, 비교예의 전지셀 검사 장치로 전지셀의 실링부를 검사하는 경우, 정상 전지셀 및 불량 전지셀을 구분하기 어렵다는 것을 확인할 수 있다.As such, when inspecting the sealing portion of the battery cell with the battery cell inspection device of the comparative example, it can be confirmed that it is difficult to distinguish between a normal battery cell and a defective battery cell.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It falls within the scope of the right of invention.
100: 전지셀
110: 전극 조립체
115: 전극 탭
200: 전지 케이스
210: 수납부
250: 실링부
300: 전극 리드
300a: 표면 실링부
400: 리드 필름
400a: 단차 실링부
1100: 방출부
1200: 수신부
1300: 누설 방지부
100: battery cell
110: electrode assembly
115: electrode tab
200: battery case
210: storage unit
250: sealing part
300: electrode lead
300a: surface sealing part
400: lead film
400a: step sealing part
1100: emission unit
1200: receiver
1300: leak prevention unit
Claims (11)
상기 실링부에 초음파를 조사하는 방출부;
상기 실링부를 투과한 초음파를 수신하는 수신부; 및
상기 실링부의 단부에 인접하게 위치하는 누설 방지부를 포함하는 전지셀 검사 장치.A device for inspecting a sealing part in which the outer periphery of a battery case is sealed in a battery cell,
an emission unit irradiating ultrasonic waves to the sealing unit;
a receiver configured to receive ultrasonic waves transmitted through the sealing unit; and
Battery cell inspection device including a leakage prevention portion positioned adjacent to the end of the sealing portion.
상기 실링부는 상기 전지 케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드가 경유하는 부분인 전지셀 검사 장치.In paragraph 1,
The sealing portion is a battery cell inspection device that is a portion through which an electrode lead protrudes outwardly of the battery case.
상기 실링부는 상기 전극 리드의 상면 또는 하면과 접하는 표면 실링부와 상기 전극 리드의 측면과 접하는 단차 실링부를 포함하는 전지셀 검사 장치.In paragraph 2,
The sealing part includes a surface sealing part in contact with the upper or lower surface of the electrode lead and a step sealing part in contact with the side surface of the electrode lead.
상기 방출부는 상기 실링부에 대해 상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 따라 초음파를 조사하는 전지셀 검사 장치.In paragraph 3,
The battery cell inspection device for irradiating ultrasonic waves along the direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead with respect to the sealing portion.
상기 방출부는 상기 실링부에 대해 적어도 2회 이상 초음파를 조사하는 전지셀 검사 장치.In paragraph 3,
The battery cell inspection device for irradiating the emission unit with ultrasonic waves at least twice or more to the sealing unit.
상기 누설 방지부는 상기 실링부의 단부로부터 상기 전극 리드의 단부를 향해 연장되어 있는 전지셀 검사 장치.In paragraph 2,
The battery cell inspection device wherein the leakage preventing portion extends from an end of the sealing portion toward an end of the electrode lead.
상기 전극 리드는 상기 누설 방지부와 상기 방출부 사이에 위치하는 전지셀 검사 장치.In paragraph 6,
The electrode lead is a battery cell inspection device positioned between the leakage preventing portion and the emission portion.
상기 누설 방지부는 실리콘, 플라스틱, 금속, 및 고무 중 적어도 하나로 이루어진 패드인 전지셀 검사 장치.In paragraph 6,
The battery cell inspection device wherein the leakage preventing portion is a pad made of at least one of silicon, plastic, metal, and rubber.
상기 방출부에서 조사되는 초음파의 주파수는 650kHz 이상 내지 950kHz 이하인 전지셀 검사 장치.In paragraph 1,
The frequency of the ultrasonic waves irradiated from the emitter is a battery cell inspection device of 650 kHz or more to 950 kHz or less.
상기 방출부에서 조사되는 초음파의 피치(Pitch)는 0.01mm 이상 내지 0.5mm 이하인 전지셀 검사 장치.In paragraph 8,
A battery cell inspection device in which the pitch of ultrasonic waves irradiated from the emitter is 0.01 mm or more to 0.5 mm or less.
상기 방출부의 스캔 속도는 10mm/s 이상 내지 50mm/s 이하인 전지셀 검사 장치.
In paragraph 1,
Battery cell inspection device wherein the scan speed of the emitter is 10 mm / s or more to 50 mm / s or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210141112A KR20230057099A (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Battery cell inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210141112A KR20230057099A (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Battery cell inspection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230057099A true KR20230057099A (en) | 2023-04-28 |
Family
ID=86143186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210141112A KR20230057099A (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Battery cell inspection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230057099A (en) |
-
2021
- 2021-10-21 KR KR1020210141112A patent/KR20230057099A/en active Search and Examination
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8603194B2 (en) | Battery, manufacturing method of battery, and check method of electrolyte leakage | |
US20110027645A1 (en) | Sealed type cell manufacturing method | |
KR20160120322A (en) | Fuel cell, fuel cell manufacturing device | |
US9466824B2 (en) | Sealed battery | |
JP2009026569A (en) | Airtight inspection method for sealed battery, and sealed battery | |
JP5481766B2 (en) | Method for producing film-clad battery | |
KR102443461B1 (en) | Method for inspecting all-solid cell quality using thermal imaging inspection | |
US20110104523A1 (en) | Cap assembly of cylindrical rechargeable battery and cylindrical rechargeable battery | |
US20140285208A1 (en) | Method for inspecting battery | |
CN1160821C (en) | Cell and cell inspecting method | |
CN109477817B (en) | Non-destructive testing and judging system for aluminum bag sealing by utilizing ultrasonic waves | |
KR20230057099A (en) | Battery cell inspection device | |
JP2018181544A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2007265738A (en) | Battery equipped with liquid leak detecting function | |
KR20190048863A (en) | Sealing device and sealing method of pouch for secondary battery | |
CN114628828B (en) | Battery and method for manufacturing same | |
KR102612573B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US20230318101A1 (en) | Battery Cell and Battery Module Including the Same | |
KR20090076278A (en) | Secondary battery with excellent sealability | |
CN114690048A (en) | Inspection device and manufacturing method for thin film battery | |
JP6387092B2 (en) | Electrode plate, and method for manufacturing and testing electrode plate | |
JP2018147849A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
KR101583409B1 (en) | Apparatus of inspecting leakage of cap-assembly and inspecting method thereof | |
JP2005310671A (en) | Sealed battery | |
KR20210142493A (en) | The secondary battery and the method for repairing thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |