KR20230057592A - Welding inspection system and methods of welding inspection using eddy current - Google Patents

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KR20230057592A
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Abstract

The present invention relates to a welding condition inspection system that improves an ability to distinguish between weak welds and normal welds, comprising: an inspection part including a first sensor that irradiates a primary magnetic field to a welding part of a battery cell and a second sensor that detects an eddy current signal induced by the first sensor; and a data processing part that collects the eddy current signal detected by the inspection part and evaluates the welding state of the battery cell weld part, wherein a sinusoidal wave is input to the first sensor, and the data processing part determines the welding state of the welding part based on the amplitude of the eddy current signal.

Description

와전류를 이용한 용접 상태 검사 시스템 및 검사 방법{WELDING INSPECTION SYSTEM AND METHODS OF WELDING INSPECTION USING EDDY CURRENT}Welding condition inspection system and inspection method using eddy current {WELDING INSPECTION SYSTEM AND METHODS OF WELDING INSPECTION USING EDDY CURRENT}

본 발명은 전지셀의 용접부의 용접 상태를 검사하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 와전류를 이용하여 용접부가 정상용접인지, 미용접인지, 약용접인지 여부를 판별할 수 있는 검사 시스템 및 검사 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for inspecting the welding state of a welded portion of a battery cell, and relates to an inspection system and method capable of determining whether a welded portion is normal, cosmetic, or weakly welded using eddy current. will be.

화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격이 상승하고, 환경오염에 대한 관심이 증폭되면서 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있고, 특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있다.As the price of energy sources rises due to the depletion of fossil fuels and interest in environmental pollution increases, the demand for eco-friendly alternative energy sources becomes an indispensable factor for future life. In particular, technology development for mobile devices As the demand for secondary batteries as an energy source increases, the demand for secondary batteries is rapidly increasing.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품등에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness, and in terms of materials, lithium ion batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability, lithium Demand for lithium secondary batteries such as ion polymer batteries is high.

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 같은 전지는, 전지 케이스에 전극 조립체를 내장하는 구조로 마련될 수 있다. 전지는 전극 집전체로부터 돌출된 전극 탭들을 전극 리드에 용접하여 구성된 전극 단자를 포함할 수 있다. Such a battery may be provided with a structure in which an electrode assembly is embedded in a battery case. The battery may include electrode terminals configured by welding electrode tabs protruding from the electrode current collector to electrode leads.

이때, 전지의 탭-리드 연결 영역에서 용접 등의 공정이 정상적으로 이루어지지 않으면 전류가 비정상적으로 흐르거나, 전지에 가해지는 충격 또는 진동에 의해 전기적 연결이 불안해질 수 있으며, 심할 경우 전극 탭과 전극 리드가 분리될 수 있다. At this time, if a process such as welding is not normally performed in the tab-lead connection area of the battery, current may flow abnormally, or electrical connection may become unstable due to shock or vibration applied to the battery, and in severe cases, the electrode tab and the electrode lead can be separated.

따라서 전지의 탭-리드 연결 영역에서 용접부의 용접 상태를 검사함에 있어서, 미용접 및 약용접을 정상 용접과 구분할 수 있는 방법이 요구되고 있다. Therefore, in inspecting the welding state of the welded part in the tab-lead connection area of the battery, a method for distinguishing cosmetic welding and weak welding from normal welding is required.

한국등록특허 제2023739호는 와전류를 이용해 크랙을 검출하는 기술을 개시하고 있다. 상기 문헌은 비파괴적으로 크랙을 검출하기 위한 것으로, 미용접 상태를 검출할 수 있으나, 약용접을 검출하는 데에 한계가 있다. Korean Patent Registration No. 2023739 discloses a technology for detecting cracks using eddy currents. The above document is for nondestructively detecting cracks, and can detect a non-welding state, but has limitations in detecting weak welding.

한국등록특허 2023739호Korea Patent No. 2023739

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 약용접의 검출력을 향상시키는 용접 상태 검사 시스템 및 검사 방법을 제공하고자 한다. The present invention is to solve the above problems, and to provide a welding condition inspection system and inspection method for improving the detection power of weak welding.

본 발명에 따른 용접 상태 검사 시스템은, 전지셀의 용접부에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 포함하는 검사부; 및 상기 검사부가 감지한 와전류 신호를 수집하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 평가하는 데이터 처리부를 포함하며, 상기 제 1 센서는 정현파가 입력되고, 상기 데이터 처리부는, 와전류 신호의 진폭을 기반으로 용접부의 용접 상태를 판단한다. A welding state inspection system according to the present invention includes a first sensor for irradiating a primary magnetic field to a welded portion of a battery cell and a second sensor for detecting an eddy current signal induced by the first sensor; And a data processing unit that collects the eddy current signal detected by the inspection unit and evaluates the welding state of the battery cell welding part, wherein the first sensor receives a sine wave, and the data processing unit determines the welding part based on the amplitude of the eddy current signal. Assess the welding condition.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 정현파는 사인(Sine)파일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the sine wave may be a sine wave.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz이다. In one embodiment of the present invention, the frequency of the sinusoidal wave is 100 to 1000 Hz.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는, 전지셀의 용접부의 상부 및 하부에 각각 대향하여 배치된다.In one embodiment of the present invention, the first sensor and the second sensor are arranged to face each other on the top and bottom of the welded portion of the battery cell.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 전지셀의 용접부로부터 소정 거리 이격되어 있으며, 설정된 주행 경로를 따라 이동하며 용접부와 비접촉 상태로 와전류 검사를 수행하도록 구성된다. In one embodiment of the present invention, the first sensor and the second sensor are spaced apart from the welding part of the battery cell by a predetermined distance, and are configured to move along a set travel path and perform eddy current inspection in a non-contact state with the welding part.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 센서는, 용접부에 1차 자기장을 조사하는 송신 코일을 포함하고, 제 2 센서는 상기 1차 자기장에 의해 용접부에 생선된 와전류에 의해 방사되는 2차 자기장을 수신받아 기전력을 생성하는 수신 코일을 포함한다. In one embodiment of the present invention, the first sensor includes a transmission coil for irradiating a primary magnetic field to a welded portion, and the second sensor is a secondary magnetic field radiated by an eddy current generated by the welded portion by the primary magnetic field. and a receiving coil for receiving and generating electromotive force.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 데이터 처리부는, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단한다. In one embodiment of the present invention, the data processing unit determines normal welding/weak welding/non-welding of the welded part through the shape, symmetry, and area of a graph plotting the amplitude of the eddy current signal.

본 발명의 일 실시예에서, 정상 용접 데이터와 비교하여 약용접 또는 미용접을 판단한다. In one embodiment of the present invention, weak or cosmetic welds are determined by comparison with normal weld data.

본 발명의 용접 상태 검사 방법은, 전지셀의 용접부에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 이용하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 검사하는 방법으로서, 상기 제 1 센서에 소정 범위의 주파수를 가지는 정현파를 입력하고, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단한다. The welding state inspection method of the present invention uses a first sensor for irradiating a primary magnetic field on a welded portion of a battery cell and a second sensor for detecting an eddy current signal induced by the first sensor to check the welding state of a welded portion of a battery cell. As a method of inspection, a sine wave having a frequency in a predetermined range is input to the first sensor, and the normal welding / weak welding / beauty of the welded part through the shape, symmetry and area of a graph plotted with the amplitude of the eddy current signal judge the fold

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 전지셀 용접부로부터 이격된 위치에서 비접촉 상태로, 설정된 주행경로를 따라 와전류 검사를 수행한다.In one embodiment of the present invention, the first sensor and the second sensor perform eddy current inspection along a set driving path in a non-contact state at a position spaced apart from the battery cell welding part.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz이다. In one embodiment of the present invention, the frequency of the sinusoidal wave is 100 to 1000 Hz.

본 발명의 용접 상태 검사 시스템 및 용접 상태 검사 방법은, 약용접과 정상 용접을 구분할 수 있어, 약용접의 검출 능력이 향상된 효과가 있다. The welding state inspection system and the welding state inspection method of the present invention can distinguish between weak welding and normal welding, and thus have an improved ability to detect weak welding.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 와전류 센서가 검사를 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6은 실시예에 따른 와전류 신호의 진폭 그래프이다.
도 7 내지 도 10은 비교예에 따른 와전류 신호의 진폭 그래프이다.
1 is a schematic diagram of an inspection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing how the eddy current sensor of the present invention performs an inspection.
3 to 6 are amplitude graphs of eddy current signals according to embodiments.
7 to 10 are amplitude graphs of eddy current signals according to comparative examples.

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.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where another part is present in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "under" another part, this includes not only the case where it is "directly under" the other part, but also the case where there is another part in between. In addition, in the present application, being disposed "on" may include the case of being disposed not only on the top but also on the bottom.

이하, 본 발명에 따른 용접 상태 검사 시스템에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a welding state inspection system according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 용접 상태 검사 시스템의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 검사 시스템(100)은, 전지셀의 용접부(A)에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서(111) 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서(112)를 포함하는 검사부(100); 및 상기 검사부(100)가 감지한 와전류 신호를 수집하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 평가하는 데이터 처리부(120)를 포함한다. 1 is a schematic diagram of a system for inspecting a welding state of a battery cell according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the inspection system 100 of the present invention, a first sensor 111 for irradiating a primary magnetic field to the welding portion (A) of the battery cell and detecting the eddy current signal induced by the first sensor Inspection unit 100 including a second sensor 112; and a data processing unit 120 that collects the eddy current signal detected by the inspection unit 100 and evaluates the welding state of the battery cell welding part.

본 발명의 검사 시스템은, 전지셀에 포함되는 용접부를 비파괴적으로 검사하기 위해 와전류 센서를 이용하고, 와전류 센서에 정현파가 입력되며, 와전류 센서에 의해 수집한 와전류 신호의 진폭에 기반하여 용접 상태를 판별한다. The inspection system of the present invention uses an eddy current sensor to non-destructively inspect a welded part included in a battery cell, a sinusoidal wave is input to the eddy current sensor, and the welding state is determined based on the amplitude of the eddy current signal collected by the eddy current sensor. Determine

종래에 와전류를 이용하여 용접부의 용접 상태를 검사하는 시스템이나 방법은, 와전류 센서에 의해 수신된 와전류 신호의 위상차(phase difference)를 기반으로 용접 상태를 평가하였다. 그러나 이 같은 방법은, 미용접에 의한 용접 불량을 검출할 수는 있으나, 약용접에 의한 용접 불량을 정상 용접과 구분하기 힘든 단점이 있다. In a conventional system or method for inspecting the welding state of a welded part using eddy current, the welding state is evaluated based on a phase difference of an eddy current signal received by an eddy current sensor. However, this method can detect welding defects due to cosmetic welding, but has a disadvantage in that it is difficult to distinguish welding defects caused by weak welding from normal welding.

본 발명은, 제 1 센서에 특정 영역대의 주파수를 가지는 정현파를 입력하여, 제 1 센서가 전지셀의 용접부에 특정 주파수의 정현파를 인가하고, 제 2 센서가 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하며, 데이터 처리부는 제 2 센서에 의해 감지된 와전류 신호의 파형 데이터를 분석해 용접부의 용접 상태가 정상 용접인지, 약용접인지, 미용접인지 여부를 판단함에 그 특징이 있다.In the present invention, a sine wave having a frequency of a specific range is input to a first sensor, the first sensor applies a sine wave of a specific frequency to a welding part of a battery cell, and a second sensor receives an eddy current signal induced by the first sensor. and the data processing unit analyzes the waveform data of the eddy current signal detected by the second sensor to determine whether the welding state of the welding part is normal welding, weak welding, or non-welding.

와전류 신호의 진폭에 기반하여 용접부의 용접 품질을 판단하는 본 발명의 검사 시스템은, 와전류 신호의 위상차(phase difference)를 기반으로 용접 상태를 평가하는 방법과 비교해, 정상 용접과 약용접의 구분이 정확한 효과가 있다. Compared to the method of evaluating the welding state based on the phase difference of the eddy current signal, the inspection system of the present invention, which determines the welding quality of the welded part based on the amplitude of the eddy current signal, accurately distinguishes between normal welding and weak welding. It works.

하나의 구체적 예에서, 상기 제 1 센서에 입력되는 정현파는 사인파일 수 있고, 상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz이다. 본 발명에 있어서 상기 수치 범위가 100 Hz 미만일 경우 검사 속도가 너무 느릴 수 있고, 반대로 1000 Hz를 초과할 경우에는 약용접의 검출력이 저하될 수 있어 바람직하지 않다. In one specific example, the sine wave input to the first sensor may be a sine wave, and the frequency of the sine wave is 100 to 1000 Hz. In the present invention, when the numerical range is less than 100 Hz, the inspection speed may be too slow, and conversely, when it exceeds 1000 Hz, the detecting power of weak welding may be degraded, which is not preferable.

본 발명의 검사 시스템에서, 검사 대상이 되는 전지셀 용접부는, 전지셀에 포함되는 전극 집전체, 전극 탭, 전극 리드 자체일 수도 있고, 전극 집전체, 전극 탭, 전극 리드가 서로 연결되는 연결 영역 등일 수 있다. 구체적으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 집전체에서 돌출된 전극 탭(11)과 외부 장치의 전기 단자에 물리는 전극 리드(12)가 용접 등으로 서로 연결되는 탭-리드 연결 영역(A)일 수 있다. In the inspection system of the present invention, the battery cell welded portion to be inspected may be an electrode current collector, an electrode tab, or an electrode lead included in the battery cell, or a connection area where the electrode current collector, the electrode tab, or the electrode lead are connected to each other. etc. Specifically, as shown in FIG. 1, a tab-lead connection area (A) in which an electrode tab 11 protruding from an electrode current collector and an electrode lead 12 engaged in an electrical terminal of an external device are connected to each other by welding or the like. can be

도 2는 본 발명의 와전류 센서가 검사를 수행하는 모습을 나타낸 도면으로, 도 2를 참조하면, 상기 제 1 센서(111) 및 제 2 센서(112)는, 전지셀(10)의 용접부(A)의 상부 및 하부에 각각 대향하여 배치된다. 이때 상기 제 1 센서(111) 및 제 2 센서(112)는 전지셀의 용접부(A)로부터 소정 거리 이격되어 있다. 구체적으로 상기 제 1 센서(111)는 용접부(A)로부터 상부 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 위치하고, 상기 제 2 센서(112)는, 용접부(A)로부터 하부 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 위치하고 있다. 그리고, 상기 제 1 센서(111) 및 제 2 센서(112)는, 용접부의 영역 내에서, 소정의 주행 경로(점선)를 따라 용접부와 비접촉 상태를 유지하면서, 이동하도록 구성되어 있다. 이렇게 제 1 센서 및 제 2 센서는 상기 주행 경로를 따라 용접부 상을 이동하면서 와전류를 유도하고 유도된 와전류 신호를 감지하며, 와전류 검사를 수행하게 된다. 2 is a view showing how the eddy current sensor of the present invention performs an inspection. Referring to FIG. 2, the first sensor 111 and the second sensor 112 are welded to the battery cell 10 (A ) are disposed facing each other at the top and bottom of the At this time, the first sensor 111 and the second sensor 112 are separated by a predetermined distance from the welded portion A of the battery cell. Specifically, the first sensor 111 is spaced apart from the welded portion A in an upward direction by a predetermined distance, and the second sensor 112 is spaced apart from the welded portion A downward by a predetermined distance. Further, the first sensor 111 and the second sensor 112 are configured to move while maintaining a non-contact state with the welded portion along a predetermined travel path (dotted line) within the region of the welded portion. In this way, the first sensor and the second sensor induce eddy currents, sense the induced eddy current signals, and perform eddy current inspection while moving on the welded portion along the travel path.

본 발명의 검사 시스템은, 와전류 신호의 진폭에 기반하여 용접 상태를 판별하는바, 제 1 센서 및 제 2 센서의 사이에 검사 대상 용접부가 위치해야, 진폭에 기반한 판별이 가능하다. 즉, 제 1 센서 및 제 2 센서가 모두 용접부의 상부면에 위치한다거나, 제 1 센서 및 제 2 센서가 모두 용접부의 하부면에 위치하는 형태의 와전류 센서로는, 본 발명을 실시하기 곤란하다. In the inspection system of the present invention, the welding state is determined based on the amplitude of the eddy current signal, and the detection target welding portion must be located between the first sensor and the second sensor to be able to determine based on the amplitude. That is, it is difficult to implement the present invention with an eddy current sensor in which both the first sensor and the second sensor are positioned on the upper surface of the welded part or both the first sensor and the second sensor are positioned on the lower surface of the welded part.

하나의 구체적 예에서, 상기 제 1 센서(111)는, 용접부(A)에 1차 자기장을 조사하는 송신 코일(미도시)을 포함하고, 제 2 센서(112)는 상기 1차 자기장에 의해 용접부(A)에 생선된 와전류에 의해 방사되는 2차 자기장을 수신받아 기전력을 생성하는 수신 코일(미도시)을 포함한다. In one specific example, the first sensor 111 includes a transmission coil (not shown) for irradiating a primary magnetic field to the welded portion A, and the second sensor 112 is configured to transmit a primary magnetic field to the welded portion A. (A) includes a receiving coil (not shown) for receiving a secondary magnetic field radiated by the eddy current generated and generating an electromotive force.

상기 송신 코일 및 수신 코일은 각각, 원통형, 사각 기둥형, 다각형 기둥형으로 마련될 수 있으며, 송신 코일 및 수신 코일의 길이 방향으로 자기장이 생성되도록 전선이 권선된 형태일 수 있다. The transmitting coil and the receiving coil may be provided in a cylindrical shape, a rectangular columnar shape, or a polygonal columnar shape, respectively, and may have a wire wound shape such that a magnetic field is generated in a longitudinal direction of the transmitting coil and the receiving coil.

상기 데이터 처리부(120)는, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단한다. The data processing unit 120 determines normal welding/weak welding/non-welding of the welding part through the shape, symmetry, and area of a graph plotting the amplitude of the eddy current signal.

상기 데이터 처리부(120)는, 상기 상기 제 1 센서 및 제 2 센서가 소정의 주행 경로를 따라 이동하며 감지한 와전류 신호를 저장할 수 있고, 이때 이동 경로의 길이에 따른 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)할 수 있다. The data processing unit 120 may store eddy current signals detected while the first sensor and the second sensor move along a predetermined driving path, and plot the amplitude of the eddy current signal according to the length of the moving path ( plotting) can be done.

도 2를 참조하면, 제 1 센서(111) 및 제 2 센서(112)가 용접부(A) 상에서, 점선을 따라 이동을 하며, 와전류에 의한 검사를 수행하는데, 검사부(110)는 검사가 시작되는 지점(B)에서 검사가 종료되는 지점(E)에 이르기까지 실시간으로 와전류 신호를 감지해 이를 데이터 처리부에 송출할 수 있다. 이에 따라 데이터 처리부는 용접부의 길이에 따른 와전류 신호의 진폭을 플롯팅할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first sensor 111 and the second sensor 112 move along the dotted line on the weld A and perform an inspection by eddy current. The eddy current signal can be detected in real time from the point B to the point E where the inspection ends, and sent to the data processing unit. Accordingly, the data processing unit may plot the amplitude of the eddy current signal according to the length of the welded portion.

통상, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅한 그래프는, 상기 용접부(A)가 정상 용접일 때에는 "U"자 형태를 이루며 대칭이다. 반면 용접부(A)의 일부에 미용접 부분이 있을 때에는, 정상 용접과 비교해 미용접 부분에서 와전류 신호의 진폭에 변경이 생기므로, 그래프의 개형이 대칭을 이루지 않게 된다. In general, a graph in which the amplitude of the eddy current signal is plotted forms a “U” shape and is symmetrical when the welded portion A is normally welded. On the other hand, when there is a non-welded portion in a part of the weld A, the amplitude of the eddy current signal changes in the non-welded portion compared to normal welding, so that the open shape of the graph is not symmetrical.

한편, 용접부가 약용접일 경우에는, 그래프 개형에 있어서, 정상 용접과 마찬가지로 대칭의 "U"자형을 가질 수 있지만, 진폭의 값이 전체적으로 상승하므로, "U"자형의 내부 면적이 감소하게 된다. On the other hand, when the welding part is a weak welding, in the graph remodeling, it may have a symmetrical “U” shape like normal welding, but since the value of the amplitude increases as a whole, the internal area of the “U” shape is reduced.

이 같이 본 발명은, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해, 미용접 및 약용접을 정상 용접과 구분할 수 있고, 약용접의 검출력이 향상된 효과가 있는 것이다. As described above, according to the present invention, cosmetic welding and weak welding can be distinguished from normal welding through the shape, symmetry, and area of the graph plotting the amplitude of the eddy current signal, and the detectability of the weak welding is improved.

본 발명의 검사 시스템에 의한 검사 대상이 되는 전지셀은 양극, 분리막 및 음극이 교대로 적층된 구조의 전극 조립체가 전지 케이스 내부에 수납된 구조일 수 있다. 상기 양극 및 음극은 각각 집전체에 전극 활물질을 포함하는 전극 슬러리가 도포된 후 건조 및 압연 과정을 거쳐 활물질층이 형성된 구조이다. 전지 케이스에 전극 조립체가 수납되면 내부에 전해액을 주입하고 밀봉하여 전지셀을 제조할 수 있다. A battery cell to be inspected by the inspection system of the present invention may have a structure in which an electrode assembly having a structure in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are alternately stacked is accommodated in a battery case. The positive and negative electrodes each have a structure in which an active material layer is formed through a drying and rolling process after an electrode slurry containing an electrode active material is applied to a current collector. When the electrode assembly is accommodated in the battery case, a battery cell may be manufactured by injecting an electrolyte into the battery case and sealing the battery case.

여기서, 집전체는 양극 집전체 또는 음극 집전체일 수 있고, 상기 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다. 또한 상기 전극 슬러리는 전극 활물질 외에 도전재 및 바인더를 더 포함할 수 있다.Here, the current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and the electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. In addition, the electrode slurry may further include a conductive material and a binder in addition to the electrode active material.

본 발명에서, 양극 집전체의 경우 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.In the present invention, the cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, or aluminum or stainless steel. A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics are possible.

음극 집전체용 시트의 경우, 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.In the case of a negative electrode current collector sheet, it is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and for example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, copper or stainless steel. For example, a surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like may be used. In addition, like the positive electrode current collector, fine irregularities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics.

본 발명에서 양극 활물질은, 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the positive electrode active material is a material that can cause an electrochemical reaction, and is a lithium transition metal oxide, including two or more transition metals, for example, lithium cobalt oxide substituted with one or more transition metals (LiCoO 2 ), layered compounds such as lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 (Where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn, or Ga, including at least one of the above elements, 0.01≤y≤0.7) Lithium nickel-based oxide represented by; Li 1+z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , Li 1+z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , etc. Li 1+z Ni b Mn c Co 1-(b+c+d ) M d O (2-e) A e (where -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl); Formula Li 1+x M 1-y M' y PO 4-z X z where M = transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti and X = F, S, or N, and -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1), olivine-based lithium metal phosphates, etc., but are not limited thereto.

음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitizing carbon and graphite-based carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal composite oxides such as Al, B, P, Si, elements of groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogens, 0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloys; tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , metal oxides such as Bi 2 O 5 ; conductive polymers such as polyacetylene; A Li-Co-Ni-based material or the like can be used.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in the binding of the active material and the conductive material and the binding to the current collector, and is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, poly propylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluororubber, various copolymers, and the like.

한편, 상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다.Meanwhile, the separator is interposed between an anode and a cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 μm, and the thickness is generally 5 to 300 μm. Examples of such a separator include olefin-based polymers such as chemical-resistant and hydrophobic polypropylene; A sheet or non-woven fabric made of glass fiber or polyethylene is used.

한편, 전극 조립체에서, 전극의 일측에는 전극 탭이 형성되며, 상기 전극 탭은 양극 탭 또는 음극 탭일 수 있다. 상기 양극 탭 및 음극 탭에는 각각 양극 리드와 음극 리드가 연결된다. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 전지 케이스 외부로 인출되어 외부와 전기적으로 연결되는 단자 역할을 수행하게 된다. 이 때 상기 양극 리드 및 음극 리드는 각각 양극 탭 및 음극 탭과 용접으로 접합될 수 있다. 용접 방법으로는 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 초음파 용접 또는 레이저 용접을 사용할 수 있다.Meanwhile, in the electrode assembly, an electrode tab is formed on one side of the electrode, and the electrode tab may be a positive electrode tab or a negative electrode tab. A positive lead and a negative lead are respectively connected to the positive and negative tabs. The positive and negative leads are drawn out of the battery case and serve as terminals electrically connected to the outside. In this case, the anode lead and the anode lead may be bonded to the anode tab and the cathode tab, respectively, by welding. A known welding method can be used, and for example, ultrasonic welding or laser welding can be used.

이 때, 상기 전지 케이스는 전지의 포장을 위한 외장재로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 원통형, 각형 또는 파우치형이 사용될 수 있으나, 상세하게는 파우치형 전지 케이스가 사용될 수 있다. 파우치형 전지 케이스는 통상적으로 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 밀봉을 위한 내부 실란트층, 물질의 침투를 방지하는 금속층, 및 케이스의 최외곽을 이루는 외부 수지층으로 구성될 수 있다. 전지셀은 파우치형 전지 케이스 내부에 전극 조립체가 수납된 후 전극 리드가 인출된 상태에서 상부 케이스 및 하부 케이스를 열융착 실링함으로써 제조되는바, 전지 케이스의 단부에 열융착 실링부가 형성될 수 있다. 이하 전지 케이스에 대한 구체적인 내용은 통상의 기술자에게 공지된 사항이므로 자세한 설명을 생략한다. At this time, the battery case is not particularly limited as long as it is used as an exterior material for packaging the battery, and a cylindrical, prismatic or pouch type may be used, but in detail, a pouch type battery case may be used. A pouch-type battery case is usually made of an aluminum laminate sheet, and may be composed of an inner sealant layer for sealing, a metal layer to prevent penetration of materials, and an outer resin layer forming the outermost part of the case. The battery cell is manufactured by heat-sealing the upper case and the lower case in a state in which the electrode lead is drawn out after the electrode assembly is accommodated in the pouch-type battery case, and a heat-sealing portion may be formed at the end of the battery case. Hereinafter, detailed descriptions of the battery case are omitted because they are known to those skilled in the art.

또한, 본 발명은, 용접 상태 검사 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a welding state inspection method.

본 발명에 따른 용접 상태 검사 방법은, 전지셀의 용접부에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 이용하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 검사하는 방법으로서, 상기 제 1 센서에 소정 범위의 주파수를 가지는 정현파를 입력하고, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단한다. The welding state inspection method according to the present invention uses a first sensor for irradiating a primary magnetic field on a welded portion of a battery cell and a second sensor for detecting an eddy current signal induced by the first sensor to determine the welding state of a welded portion of a battery cell. As a method of inspecting, a sine wave having a frequency in a predetermined range is input to the first sensor, and normal welding/weak welding/ Evaluate cosmetic surgery.

종래에 와전류를 이용하여 용접부의 용접 상태를 검사하는 방법은, 와전류 센서에 의해 수신된 와전류 신호의 위상차(phase difference)를 기반으로 용접 상태를 평가하였다. 그러나 이 같은 방법은, 약용접에 의한 용접 불량을 정상 용접과 구분하기 힘든 단점이 있다. In a conventional method of inspecting the welding state of a welded part using eddy current, the welding state is evaluated based on a phase difference of an eddy current signal received by an eddy current sensor. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to distinguish welding defects due to weak welding from normal welding.

본 발명은, 제 1 센서에 특정 영역대의 주파수를 가지는 정현파를 입력하여, 제 1 센서가 전지셀의 용접부에 특정 주파수의 정현파를 인가하고, 제 2 센서가 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하며, 제 2 센서에 의해 감지된 와전류 신호의 파형 데이터를 분석해 용접부의 용접 상태가 정상용접인자, 약용접인지, 미용접인지 여부를 판단함에 그 특징이 있다. In the present invention, a sine wave having a frequency of a specific range is input to a first sensor, the first sensor applies a sine wave of a specific frequency to a welding part of a battery cell, and a second sensor receives an eddy current signal induced by the first sensor. and analyzes the waveform data of the eddy current signal detected by the second sensor to determine whether the welding state of the weld is a normal welding factor, weak welding, or non-welding.

본 발명의 검사 방법은, 와전류 신호의 위상차(phase difference)를 기반으로 용접 상태를 평가하는 방법과 비교해, 정상 용접과 약용접의 구분이 정확한 효과가 있다.Compared with the method of evaluating the welding state based on the phase difference of the eddy current signal, the inspection method of the present invention has an accurate distinction between normal welding and weak welding.

하나의 구체적 예에서, 상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz이다. 상기 수치 범위가 100 Hz 미만일 경우 검사 속도가 너무 느릴 수 있고, 반대로 1000 Hz를 초과할 경우에는 약용접의 검출력이 저하될 수 있어 바람직하지 않다. In one specific example, the frequency of the sine wave is 100 to 1000 Hz. If the numerical range is less than 100 Hz, the inspection speed may be too slow, and conversely, if it exceeds 1000 Hz, the detecting power of weak welding may be degraded, which is not preferable.

하나의 구체적 예에서, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 전지셀 용접부로부터 이격된 위치에서 비접촉 상태로, 설정된 주행경로를 따라 와전류 검사를 수행한다. In one specific example, the first sensor and the second sensor perform the eddy current test along a set driving path in a non-contact state at a position spaced apart from the battery cell welding part.

본 발명의 검사 방법은, 와전류 신호의 진폭에 기반하여 용접 상태를 판별하는바, 검사 대상 용접부가 제 1 센서 및 제 2 센서의 사이에 위치해야, 진폭에 기반한 판별이 가능하다. 즉, 제 1 센서 및 제 2 센서가 모두 용접부의 상부면에 위치한다거나, 제 1 센서 및 제 2 센서가 모두 용접부의 하부면에 위치하는 형태의 와전류 센서로는, 본 발명을 실시하기 곤란하다. In the inspection method of the present invention, the welding state is determined based on the amplitude of the eddy current signal, and the detection based on the amplitude is possible only when the welded portion to be inspected is located between the first sensor and the second sensor. That is, it is difficult to implement the present invention with an eddy current sensor in which both the first sensor and the second sensor are positioned on the upper surface of the welded part or both the first sensor and the second sensor are positioned on the lower surface of the welded part.

실시예 1Example 1

전극 탭과 전극 리드가 정상으로 용접된 전지셀의 용접부에 대해, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 센서 및 제 2 센서에 의해 와전류 검사를 수행하였다. 이때 제 1 센서에 입력되는 사인파의 주파수는 500Hz이다. As shown in FIG. 1, the eddy current test was performed by the first sensor and the second sensor on the welded portion of the battery cell where the electrode tab and the electrode lead were normally welded. At this time, the frequency of the sine wave input to the first sensor is 500 Hz.

제 2 센서에 의해 감지된 와전류 신호에 기반하여, X축에 용접 길이, Y축에 진폭 값을 플롯팅하여 그 결과를 도 3에 나타내었다. Based on the eddy current signal sensed by the second sensor, the welding length was plotted on the X axis and the amplitude value was plotted on the Y axis, and the results are shown in FIG. 3 .

실시예 2Example 2

전극 탭과 전극 리드가 미용접된 부분을 포함하는 전지셀의 용접부에 대해, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 센서 및 제 2 센서에 의해 와전류 검사를 수행하였다. 이때 제 1 센서에 입력되는 사인파의 주파수는 500Hz이다. The eddy current test was performed by the first sensor and the second sensor, as shown in FIG. At this time, the frequency of the sine wave input to the first sensor is 500 Hz.

제 2 센서에 의해 감지된 와전류 신호에 기반하여, X축에 용접 길이, Y축에 진폭 값을 플롯팅하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. Based on the eddy current signal sensed by the second sensor, the welding length was plotted on the X-axis and the amplitude value was plotted on the Y-axis, and the results are shown in FIG. 4 .

실시예 3Example 3

전극 탭과 전극 리드가 약용접된 전지셀의 용접부에 대해, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 센서 및 제 2 센서에 의해 와전류 검사를 수행하였다. 이때 제 1 센서에 입력되는 사인파의 주파수는 500Hz이다. As shown in FIG. 1 , the eddy current test was performed using the first sensor and the second sensor on the welded portion of the battery cell where the electrode tab and the electrode lead were weakly welded. At this time, the frequency of the sine wave input to the first sensor is 500 Hz.

제 2 센서에 의해 감지된 와전류 신호에 기반하여, X축에 용접 길이, Y축에 진폭 값을 플롯팅하여 그 결과를 도 5에 나타내었다. Based on the eddy current signal sensed by the second sensor, the welding length was plotted on the X-axis and the amplitude value was plotted on the Y-axis, and the results are shown in FIG. 5 .

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서, 제 1 센서에 입력되는 사이판의 주파수를 20kHz로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 플롯팅 그래프를 얻었다. 그 결과를 도 7에 나타내었다. In Example 1, a plotting graph was obtained in the same manner as in Example 1, except that the frequency of the saipan input to the first sensor was changed to 20 kHz. The results are shown in FIG. 7 .

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 2에서, 제 1 센서에 입력되는 사이판의 주파수를 20kHz로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로, 플롯팅 그래프를 얻었다. 그 결과를 도 8에 나타내었다. In Example 2, a plotting graph was obtained in the same manner as in Example 2, except that the frequency of the saipan input to the first sensor was changed to 20 kHz. The results are shown in FIG. 8 .

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 3에서, 제 1 센서에 입력되는 사이판의 주파수를 20kHz로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로, 플롯팅 그래프를 얻었다. 그 결과를 도 9에 나타내었다. In Example 3, a plotting graph was obtained in the same manner as in Example 3, except that the frequency of the saipan input to the first sensor was changed to 20 kHz. The results are shown in FIG. 9 .

상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 수득한 도 3 내지 도 5의 그래프를 합쳐 도 6에 도시하였고, 상기 비교예 1 내지 비교예 3에서 수득한 도 7 내지 9의 그래프를 합쳐 도 10에 도시하였다. The graphs of FIGS. 3 to 5 obtained in Examples 1 to 3 are combined and shown in FIG. 6, and the graphs of FIGS. 7 to 9 obtained in Comparative Examples 1 to 3 are combined and shown in FIG. 10 .

도 3 내지 도 5를 참조하면, 정상 용접 및 약용접의 진폭 그래프는 "U"자형의 대칭을 이루는 그래프 형태를 나타내고, 미용접의 진폭 그래프는 도 4에 나타난 바와 같이 일정 부위가 대칭을 이루지 못하고 있다. Referring to FIGS. 3 to 5, the amplitude graphs of normal welding and weak welding show a “U”-shaped symmetrical graph, and the amplitude graph of cosmetic welding does not have symmetry in certain parts as shown in FIG. there is.

도 6을 참조하면, 약용접의 그래프는 정상 용접의 그래프와 비교해, 진폭 값이 전체적으로 상승하여, 정상 용접 그래프의 "U"자 보다 작다. 따라서 본 발명의 검사 시스템 및 검사 방법에 따르면 미용접은 물론이고, 약용접도 정상 용접과 구분이 가능하다. Referring to FIG. 6 , compared to the normal welding graph, the amplitude value of the weak welding graph is generally higher and is smaller than the “U” shape of the normal welding graph. Therefore, according to the inspection system and inspection method of the present invention, cosmetic welding as well as weak welding can be distinguished from normal welding.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 도 8에 도시된 미용접의 진폭 그래프는, 일정 부위가 대칭을 이루지 못하고 있다. 도 10을 참조하면, 정상 용접 그래프와 약용접 그래프가 완전히 겹치는바, 정상 용접과 약용접을 구분할 수 없다. Referring to FIGS. 7 to 9 , in the amplitude graph of the cosmetic welding shown in FIG. 8 , certain parts are not symmetrical. Referring to FIG. 10 , since the normal welding graph and the weak welding graph completely overlap, normal welding and weak welding cannot be distinguished.

이 같이 본 발명의 검사 시스템 및 검사 방법은, 약용접 상태를 검출할 수 있는 검출 능력이 향상되는 효과가 있다. As described above, the inspection system and inspection method of the present invention have an effect of improving detection capability capable of detecting weak welding conditions.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art do not deviate from the spirit and technical scope of the present invention described in the claims. It will be understood that the present invention can be variously modified and changed within the scope not specified.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10: 전지셀
11: 전극 탭
12: 전극 리드
100: 용접 상태 검사 시스템
110: 검사부
111: 제 1 센서
112: 제 2 센서
120: 데이터 처리부
A: 용접부
10: battery cell
11: electrode tab
12: electrode lead
100: welding condition inspection system
110: inspection unit
111: first sensor
112: second sensor
120: data processing unit
A: Weld

Claims (11)

전지셀의 용접부에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 포함하는 검사부; 및
상기 검사부가 감지한 와전류 신호를 수집하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 평가하는 데이터 처리부를 포함하며,
상기 제 1 센서는 정현파가 입력되고,
상기 데이터 처리부는, 와전류 신호의 진폭을 기반으로 용접부의 용접 상태를 판단하는 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
An inspection unit including a first sensor for irradiating a primary magnetic field to a welded portion of a battery cell and a second sensor for detecting an eddy current signal induced by the first sensor; and
A data processing unit for collecting the eddy current signal detected by the inspection unit and evaluating the welding state of the battery cell welding unit,
The first sensor receives a sinusoidal wave,
The data processing unit, the welding state inspection system of the battery cell for determining the welding state of the welded part based on the amplitude of the eddy current signal.
제 1 항에 있어서, 상기 정현파는 사인(Sine)파인 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
The system of claim 1, wherein the sine wave is a sine wave.
제 1 항에 있어서,
상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz인 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The frequency of the sine wave is 100 to 1000 Hz of the battery cell welding state inspection system.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센서 및 제 2 센서는, 전지셀의 용접부의 상부 및 하부에 각각 대향하여 배치되는 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The first sensor and the second sensor are welded state inspection system of a battery cell disposed opposite to the upper and lower portions of the welded portion of the battery cell, respectively.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 전지셀의 용접부로부터 소정 거리 이격되어 있으며,
설정된 주행 경로를 따라 이동하며 용접부와 비접촉 상태로 와전류 검사를 수행하도록 구성된 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 4,
The first sensor and the second sensor are spaced apart from the welding part of the battery cell by a predetermined distance,
A welding condition inspection system of a battery cell configured to move along a set driving path and perform an eddy current inspection in a non-contact state with a welding part.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센서는, 용접부에 1차 자기장을 조사하는 송신 코일을 포함하고,
제 2 센서는 상기 1차 자기장에 의해 용접부에 생선된 와전류에 의해 방사되는 2차 자기장을 수신받아 기전력을 생성하는 수신 코일을 포함하는 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The first sensor includes a transmitting coil for irradiating a primary magnetic field to the welding portion,
The second sensor is a welding state inspection system of a battery cell including a receiving coil for receiving a secondary magnetic field radiated by an eddy current generated in a welded portion by the primary magnetic field and generating an electromotive force.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터 처리부는, 와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단하는 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 1,
The data processing unit, the welding state inspection system of the battery cell for determining the normal welding / weak welding / non-welding of the welding part through the shape, symmetry and area of the graph plotting the amplitude of the eddy current signal.
제 7 항에 있어서,
정상 용접 데이터와 비교하여 약용접 또는 미용접을 판단하는 전지셀의 용접 상태 검사 시스템.
According to claim 7,
A welding condition inspection system of a battery cell that determines weak welding or non-welding by comparing with normal welding data.
전지셀의 용접부에 1차 자기장을 조사하는 제 1 센서 및 상기 제 1 센서에 의해 유도된 와전류 신호를 감지하는 제 2 센서를 이용하여 전지셀 용접부의 용접 상태를 검사하는 방법으로서,
상기 제 1 센서에 소정 범위의 주파수를 가지는 정현파를 입력하고,
와전류 신호의 진폭을 플롯팅(ploting)한 그래프의 형태, 대칭성 및 면적을 통해 용접부의 정상 용접/약용접/미용접을 판단하는 전지셀의 용접 상태 검사 방법.
A method for inspecting the welding state of a welded portion of a battery cell using a first sensor for irradiating a primary magnetic field on a welded portion of a battery cell and a second sensor for detecting an eddy current signal induced by the first sensor,
Inputting a sine wave having a frequency in a predetermined range to the first sensor;
A method for inspecting the welding condition of a battery cell for determining normal welding / weak welding / non-welding of a welded part through the shape, symmetry and area of a graph plotting the amplitude of an eddy current signal.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 전지셀 용접부로부터 이격된 위치에서 비접촉 상태로, 설정된 주행경로를 따라 와전류 검사를 수행하는 전지셀의 용접 상태 검사 방법.
10. The method of claim 9, wherein the first sensor and the second sensor perform the eddy current inspection along a set travel path in a non-contact state at a location spaced apart from the battery cell welding part.
제 9 항에 있어서, 상기 정현파의 주파수는 100 내지 1000 Hz인 전지셀의 용접 상태 검사 방법.
The method of claim 9, wherein the frequency of the sine wave is 100 to 1000 Hz.
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