KR20230124719A

KR20230124719A - 편이 검출 방법 및 편이 검출 장치

Info

Publication number: KR20230124719A
Application number: KR1020237025503A
Authority: KR
Inventors: 지웨이 첸; 쉬밍 왕; 위안위안 장
Original assignee: 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2023-08-25
Also published as: JP2024505055A; CN116349035A; WO2023050065A1; EP4261965A1; EP4261965A4; US20240039031A1

Abstract

본 출원은 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 방법 및 편이 검출 장치를 제공하며, 상기 방법은 전극 조립체의 권취 과정에서 촬영 유닛에 의해 복수의 제1 화상과 복수의 제2 화상을 취득하는 화상 취득 단계 - 제1 화상에는 제1 시트가 포함되고 제2 화상에는 제2 시트가 포함됨; 하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상을 매칭시키는 화상 매칭 단계 - 하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상은 동일하거나 대응하는 식별 대상을 포함하며, 식별 대상은 전극 조립체의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -; 한 조의 매칭된 제1 화상 및 제2 화상에서 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 전극 조립체의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 판정 단계를 포함한다. 이로써 동일한 권취층의 동일한 위치에 있는 제1, 제2 시트의 위치 편이를 판정하여 보다 정확하게 위치 편이를 판정할 수 있다.

Description

편이 검출 방법 및 편이 검출 장치

본 출원은 배터리 제조 분야에 관한 것으로, 특히 전극 조립체를 권취하여 제조할 때 전극 조립체의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 방법 및 편이 검출 장치에 관한 것이다.

전극 조립체는 배터리 셀에서 전기 화학 반응을 일으키는 부품으로서 일반적으로 제1 시트, 제2 시트 및 분리막을 권취하거나 적층 배치하여 형성된다. 전극 조립체의 권취 과정에서 제1 시트, 제2 시트 및 분리막은 쉽게 편향 현상이 발생되어 제1 시트, 제2 시트 및 분리막이 정상 위치에서 벗어나기 용이하다. 전극 조립체의 권취가 잘 되었는지 여부는 배터리 셀의 성능에 직접적인 영향을 미친다. 따라서, 전극 조립체의 편이를 어떻게 하면 정확하게 검출할 수 있는지 여부는 배터리 제조에서 매우 중요하다.

상기 문제점을 감안하여, 본 발명은 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 정확하게 검출할 수 있는 편이 검출 방법 및 편이 검출 장치를 제공한다.

제1양태에 있어서, 제1 시트와 제2 시트를 포함하는 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 방법을 제공하며, 상기 편이 검출 방법은 상기 전극 조립체의 권취 과정에서 촬영 유닛에 의해 복수의 제1 화상과 복수의 제2 화상을 취득하는 화상 취득 단계 - 상기 제1 화상에는 상기 제1 시트가 포함되고 상기 제2 화상에는 상기 제2 시트가 포함됨-; 하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상을 매칭시키는 화상 매칭 단계 - 상기 하나의 제1 화상과 상기 하나의 제2 화상은 동일하거나 대응하는 식별 대상을 포함하며, 상기 식별 대상은 상기 전극 조립체의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -; 한 조의 매칭된 제1 화상 및 제2 화상에서 상기 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 판정 단계; 를 포함한다.

본 출원 실시예의 기술적 해결수단에서, 전극 조립체의 권취 기기의 권취 속도 및 촬영 유닛의 위치 등의 영향을 받아 동시에 취득된 제1 화상 중의 제1 시트와 제2 화상 중의 제2 시트가 서로 대응관계를 갖지 않을 수 있다. 즉, 동시에 취득된 제2 화상 중의 제2 시트는 제1 화상 중의 제1 시트보다 먼저 전극 조립체 권취 기기에 들어갔을 수 있다. 본 출원의 실시예의 기술적 해결수단에서는 제1 화상과 제2 화상을 매칭시킴으로써, 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중의 제1 시트와 제2 시트가 서로 대응되도록 확보하며, 즉, 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중의 제1 시트와 제2 시트는 권취된 전극 조립체에서 동일한 권취층에 위치한다. 이로써 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 보다 정확하게 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 편이 판정 단계에서 상기 식별 대상에 따라 비교 영역을 설정하고, 상기 제1 화상의 상기 비교 영역 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상의 상기 비교 영역 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체의 편이 발생 여부를 판정한다. 판정된 제1 화상과 제2 화상이 동일한 권취층의 2매의 화상임을 화상 매칭 단계에 의해 확보할 수 있다. 식별 대상에 의해 결정된 비교 영역은 편이 판정을 진행하는 영역이 동일한 권취층에서 서로 중첩된 제1 시트와 제2 시트의 동일한 영역임을 추가적으로 확보할 수 있다. 이로써 전극 조립체의 권취시의 위치 편이를 보다 정확하게 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 화상은 상기 전극 조립체가 와인딩 니들에 권취되기 전의 화상이고, 상기 제2 화상은 상기 전극 조립체가 상기 와인딩 니들에 권취된 후의 화상이다. 시트는 와인딩 니들에 권취되는 과정에서 쉽게 편이가 발생한다. 제1 화상과 제2 화상에 의해 시트의 권취 전 상태와 권취 후 상태를 각각 얻을 수 있어 권취 과정에서 전극 조립체의 위치 편이 발생 여부를 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 화상 취득 단계에서 상기 와인딩 니들이 미리 설정된 각도를 회전시 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상을 취득한다. 미리 설정된 각도를 설정하여, 출력된 제1 화상과 제2 화상 각각에 하나의 식별 대상만이 포함되도록 확보함으로써, 제1 화상과 제2 화상에서 식별 대상을 이용하여 비교 영역을 결정할 수 있도록 확보할 수 있다. 또한, 회전하는 동시에 화상을 취득하므로 실시간으로 편이 판정을 할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 촬영 유닛은 제1 카메라와 제2 카메라를 포함하며, 상기 제1 카메라는 상기 제1 화상을 촬영하고 상기 제2 카메라는 상기 제2 화상을 촬영하며, 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 상기 전극 조립체의 상반되는 양면을 각각 촬영한다. 전극 조립체(100)는 와인딩 니들에 권취되는 과정에서 쉽게 편이가 발생한다. 전극 조립체(100)의 상반되는 양면의 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 비교함으로써, 제1 시트(1)와 제2 시트(2)가 와인딩 니들에 권취되는 과정에서의 편이 발생 여부를 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 화상 매칭 단계에서는 상기 화상 취득 단계에서 취득된 제(n+1)매의 제2 화상과 상기 제n매의 제1 화상을 매칭시킨다. 전극 조립체 권취 기기의 권취 속도 및 촬영 유닛 등의 위치의 영향을 받아, 동시에 취득된 제2 화상의 전극 조립체는 제1 화상의 제1 전극 조립체보다 이전이고, 제2 화상(T2)의 제1매의 화상에는 식별 대상이 없다. 제(n+1)매의 제2 화상과 상기 제n매의 제1 화상을 매칭시킴으로써, 한 조의 매칭된 제2 화상과 제1 화상 중의 전극 조립체가 서로 대응되도록 확보할 수 있으며, 즉, 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중의 제1 시트와 제2 시트가 권취된 전극 조립체에서 동일한 권취층에 위치함으로써 전극 조립체의 권취시의 위치 편이를 보다 정확하게 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 식별 대상은 동일한 권취층에서의 상기 제1 시트의 탭 및/또는 상기 제2 시트의 탭이다. 제1 시트의 탭 및/또는 제2 시트의 탭이 전극 조립체의 각 권취층의 부분에 주기적으로 형성되므로 전극 조립체에 별도의 마커를 설치할 필요 없이 제1 시트의 탭 및/또는 제2 시트의 탭에만 의해 제1 화상과 제2 화상에서 비교 영역을 결정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 편이 판정 단계에서, 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중, 상기 제1 화상에서 제1 거리를 취득하고 상기 제2 화상에서 제2 거리를 취득하며, 상기 제1 거리는 제1 기준점에서 상기 제1 시트의 경계까지의 거리이고 상기 제2 거리는 제2 기준점에서 상기 제2 시트의 경계까지의 거리이며, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에서 상기 제1 시트의 경계와 상기 제2 시트의 경계의 미리 설정된 거리를 감하여 취득된 차이값이 제1임계값보다 클 경우 상기 전극 조립체에 편이가 발생한 것으로 판단한다. 이로써, 제1 거리와 제2 거리를 비교함으로써 제1 시트와 제2 시트의 상대적 위치관계를 판정하며, 이로써 전극 조립체의 권취시의 위치 편이 발생 여부를 판정할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 편이 판정 단계에서, 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중, 상기 제1 화상에서 제1 거리를 취득하고 상기 제2 화상에서 제2 거리를 취득하며, 상기 제1 거리는 제1 기준점에서 상기 제1 시트의 경계까지의 거리이고 상기 제2 거리는 제2 기준점에서 상기 제2 시트의 경계까지의 거리이며, 상기 제1 거리와 상기 제1 거리의 미리 설정된 값을 비교함으로써 상기 전극 조립체의 제1 시트의 편이 발생 여부를 판정하며, 상기 제2 거리와 제2 거리의 미리 설정된 값을 비교함으로써 상기 전극 조립체의 제2 시트의 편이 발생 여부를 판정한다. 따라서, 제1 거리, 제2 거리 및 미리 설정된 값을 비교함으로써 제1 시트와 제2 시트의 위치 편이 발생 여부를 판정할 수 있으며, 제1 거리와 제2 거리 사이의 관계를 판정하기보다는 더 정확하게 어느 시트에 편이가 발생하는지를 판정할 수 있다.

제2양태에 있어서, 제1 시트와 제2 시트를 포함하는 전극 조립체의 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 장치를 제공하며, 상기 편이 검출 장치는 상기 전극 조립체의 권취 과정에서 복수의 제1 화상과 복수의 제2 화상을 취득하는 화상 취득 유닛 - 상기 제1 화상에는 상기 제1 시트가 포함되고 상기 제2 화상에는 상기 제2 시트가 포함됨 -; 하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상을 매칭시키는 화상 매칭 유닛 - 상기 하나의 제1 화상과 상기 하나의 제2 화상은 동일하거나 대응하는 식별 대상을 포함하며, 상기 식별 대상은 상기 전극 조립체의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -; 한 조의 매칭된 제1 화상 및 제2 화상에 대하여, 상기 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 판정 유닛; 을 포함한다.

여기에 설명된 도면은 본 출원에 대한 추가 이해를 제공하기 위한 것이고 본 출원을 구성하는 일부이며, 본 출원의 예시적인 실시예 및 이에 대한 설명은 본 출원을 해석하는 데 사용되며, 본 출원에 대한 부당한 제한은 구성되지 않는다. 도면에서:
도 1은 본 출원의 일 실시예의 전극 조립체 제조기기를 포함하는 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예의 권취된 전극 조립체의 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예의 권취된 전극 조립체의 X-Y단면을 포함하는 단면도이다.
도 4는 전개된 본 출원의 일 실시예의 전극 조립체의 모식도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예의 편이 검출 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시형태의 한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상의 모식도이다.

본 출원 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 보다 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 출원 실시예의 첨부 도면을 결부하여 본 출원 실시예의 기술적 해결수단을 명확하게 기술할 것이며, 명백하게, 기술된 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아니다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 창조적 노동을 하지 않았다는 전제 하에 얻은 다른 모든 실시예는 본 출원의 청구 범위에 속하다.

별다른 정의가 없는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술과 과학적 용어는 본 출원의 기술 분야에 속하는 기술자가 통상적으로 이해하는 뜻과 동일하고, 본 출원에 있어서, 출원되는 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 기술하기 위한 목적일 뿐, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니고, 본 출원의 명세서와 특허청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명 중의 용어 “포함하다”와“구비하다” 및 이들의 임의의 변형은, 비배타성 포함을 커버하려는 의도이다. 본 출원의 명세서와 특허청구범위 또는 상기 도면 중의 용어 “제 1”, “제 2”등은 상이한 대상을 구별하기 위한 것이고, 특정된 순서 또는 주된 것과 부차적인 관계를 기술하기 위한 것이 아니다.

본 출원에서 언급된 “실시예”는 실시예에서 기술되는 특정된 특징, 구조 또는 특성을 결합하여, 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 중의 각 위치에 상기 단어가 나타났다고 해서 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니고, 다른 실시예와 서로 배척되는 독립되거나 예비된 실시예도 아니다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해하는 것은 본 출원에 기술된 실시예는 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것이다.

본 출원의 기재에서 설명이 필요한 것은, 별다른 명확한 규정과 한정이 없는 한, 용어“장착”, “접속”, “연결”, “부착”을 광범위하게 이해해야 하며, 예를 들어, 고정적 연결일 수도 있고, 탈착가능한 연결일 수도 있거나 또는 일체적 연결일 수도 있으며; 직접적인 접속일 수도 있고, 중간 매개체를 통한 간접적인 접속일 수도 있으며 두 개의 소자 내부의 연통일 수도 있다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원 중에서의 상기 용어의 구체적인 뜻을 이해할 수 있다.

본 출원에서 용어“및/또는”은, 단지 관련대상을 기술하는 연관관계일 뿐, 세가지 관계가 존재할 수 있으며, 예를 들어, A및/또는 B는 단독적으로 A가 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, 단독적으로 B가 존재하는 경우, 이 세가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원에서 부호“/”는, 일반적으로 전후 관련 대상이 “또는”의 관계임을 표시한다.

본 출원에서 나타난 "복수 개"는 두 개 이상(두 개를 포함)을 의미하며, 마찬가지로 "복수 군"는 두 군 이상(두 군을 포함)을 의미하고, "복수 편"은 두 편 이상(두 편을 포함)을 의미한다.

도 1은 본 출원의 일 실시예의 전극 조립체 제조기기를 포함하는 모식도이다. 도 2에는 권취하여 형성된 전극 조립체(100)가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체의 제조 장치는 수송 장치와 권취 장치(와인딩 니들(5))를 포함한다. 수송 장치에 의해 띠 모양의 제1 시트(1), 제2 시트(2) 및 분리막(3)을 권취 장치(와인딩 니들(5))로 수송하고, 제1 시트(1), 분리막(3), 제2 시트(2) 및 분리막(3)을 순차적으로 적층하고 권취 장치(와인딩 니들(5))에 권취하여 전극 조립체(100)를 성형한다(도 2 참조). 도 1의 와인딩 니들(5)은 예시일 뿐, 배터리 셀의 유형과 배터리 케이스의 형상에 따라 전극 조립체를 원통형 전극 조립체 또는 타원형 전극 조립체로 권취할 수 있다(도 2, 도 3에 나타낸 바와 같다).

와인딩 니들(5)이 한 바퀴(360°) 회전할 때마다 전극 조립체(100)가 한 층씩 추가된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 와인딩 니들(5)이 회전함에 따라 전극 조립체(100)의 X방향의 두께가 점차 증가한다. 또한, 띠 모양의 제1 시트(1), 제2 시트(2)와 분리막(3)의 폭은 전극 조립체(100)의 Z축 방향의 높이를 결정한다. 도 3은 도 2에 도시된 전극 조립체(100)의 X-Y 평면의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각 권취층에 있어서, X 방향을 따라 외부에서 내부로 분리막(3), 제2 시트(2), 분리막(3) 및 제1 시트(1)가 순차적으로 배열된다. 따라서, 각 권취층에 있어서, 분리막(3)은 제2 시트(2)와 제1 시트(1)를 분리한다.

전극 조립체를 권취하는 과정에서 보다 중요한 매개변수는 권취된 전극 조립체(100)의 Z축 방향의 정렬도이다. 구체적으로, 권취된 전극 조립체(100)의 Z축 방향의 정렬도는 제2 시트(2)와 제1 시트(1)의 Z축 방향의 상대적 위치이다. 도 4는 적층 권취된 전극 조립체(100)의 Y방향의 전개도이다. 도에 도시된 바와 같이, Z축 방향(즉, 전개된 전극 조립체(100)의 폭 방향)에서 외부에서 내부로 분리막(3), 제2 시트(2), 다른 분리막(3) 및 제1 시트(1)가 순차적으로 배열되어야 한다. 즉, Z축 방향에서 분리막(3)은 가장 외측에 위치하고, 제1 시트(1)는 가장 내측에 위치하며, 제2 시트(2)는 제1 시트(1)의 규정된 거리를 초과한다. 전극 조립체(100)를 권취하는 과정에서 제2 시트(2), 제1 시트(1)에 쉽게 편향 현상이 발생되어 제2 시트(2)와 제1 시트(1)의 상대적 위치에 편이가 발생하며, 이로써 제조된 배터리 셀의 품질과 성능에 영향을 미친다. 따라서, 제2 시트(2)와 제1 시트(1)의 상대적 위치 편이 상황을 모니터링하기 위해, 전극 조립체의 제조 장치는 촬영 유닛(4)을 더 포함한다.

이상적으로는, 촬영 유닛에 의해 권취된 전극 조립체(100)를 촬영하고, 취득된 화상에서 제2 시트(2)와 제1 시트(1)를 식별하여, 제2 시트(2)와 제1 시트(1)의 상대적 위치 관계를 판정하는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 전극 조립체의 각 권취층에 있어서, 제1 시트(1)를 촬영하기 위해서는 분리막(3), 제2 시트(2) 및 제2 시트(2)와 제1 시트(1) 사이에 위치하는 다른 분리막(3)을 투과해야 한다. 예하면 적외선 촬영 유닛과 같은 투과 능력이 매우 제한적인 등 기존 촬영 유닛의 제한성으로 인해, 권취된 전극 조립체(100)가 촬영된 화상에서 제2 시트(2)와 제1 시트(1)를 동시에 식별하고 상대적 위치 관계를 판정하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 제1 시트(1)와 제2 시트(2)가 각각 촬영된 화상(제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)에 각각 대응)을 이용하여 시트 위치 편이를 판정해야 한다.

제1 시트(1)를 촬영하기 위해서는 권취 전의 화상(이때, 제2 시트(2), 두 층의 분리막(3)은 아직 제1 시트(1)에 적층되지 않음)을 이용해야 한다. 또한, 상술한 바와 같이, 위치 편이는 권취 과정에서 용이하게 발생된다. 따라서 제2 시트(2)가 촬영된 사진은 권취 후의 화상을 이용해야 한다. 한편, 동시에 취득된 제1 화상(T1) 중의 제1 시트(1)와 제2 화상(T2) 중의 제2 시트(2)는 서로 대응 관계를 갖지 않는다. 즉, 동시에 취득된 제2 화상(T2) 중의 제2 시트(2)는 제1 화상(T1) 중의 제1 시트(1)보다 먼저 전극 조립체의 권취 장치(와인딩 니들(5))에 들어간 것이다. 이로써, 어떻게 촬영 유닛(4)을 이용하여 제2 시트(2)와 제1 시트(1) 사이의 상대적 위치 편이를 정확하게 판정하는가 하는 문제가 발생한다.

상기 고려 사항에 기초하여, 발명자는 심층 연구를 거쳐 편이 검출 방법을 제안하였다. 도 5는 본 출원의 일 실시예의 편이 검출 방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 편이 검출 방법(200)은 전극 조립체(100)의 권취 과정에서 촬영 유닛(4)에 의해 복수의 제1 화상(T1)과 복수의 제2 화상(T2)을 취득하는 화상 취득 단계(210) - 제1 화상(T1)에는 상기 제1 시트(1)가 포함되고 제2 화상(T2)에는 상기 제2 시트(2)가 포함됨-; 하나의 제1 화상(T1)과 하나의 제2 화상(T2)을 매칭시키는 화상 매칭 단계(220) - 하나의 제1 화상(T1)과 하나의 제2 화상(T2)은 동일하거나 대응하는 식별 대상(6)을 포함하며, 식별 대상(6)은 전극 조립체(100)의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -;, 한 조의 매칭된 제1 화상(T1) 및 제2 화상(T2)에서, 제1 화상(T1) 중의 제1 시트(1)의 경계 및/또는 제2 화상(T2) 중의 제2 시트(2)의 경계에 따라 전극 조립체(100)에 편이가 발생하는지 여부를 판정하는 편이 판정 단계(230);를 포함한다.

제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 이용하여 권취된 전극 조립체(100)에서 동일한 권취층의 동일한 위치에 있는 제2 시트(2)와 제1 시트(1)의 상대적 위치를 비교하기 위하여, 본 출원의 일 실시예의 방법에서는 식별 대상을 정의하였으며, 해당 식별 대상은 상기 전극 조립체(100)의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분이다. 따라서, 각 층에 대해 촬영된 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)에는 모두 식별 대상이 포함된다.

식별 대상을 식별하여 동일하거나 대응하는 식별 대상을 촬영한 한 조의 화상 T1 및 T2를 매칭시킨다. 한 조의 매칭된 화상 T1 및 T2를 이용하여 편이 판정 단계(230)를 수행한다. 이로써, 편이 판정 단계(230)에서 판정된 것은 권취된 전극 조립체(100)의 동일한 권취층의 동일한 위치에 있는 제1 시트(1)와 제2 시트(2)임을 확보하여 전극 조립체(100)의 위치 편이를 정확하게 판정할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 식별 대상(6)은 동일한 권취층에서의 제1 시트(1)의 탭(11) 및/또는 제2 시트(2)의 탭(22)이다. 제1 시트(1)의 탭(11) 및/또는 제2 시트(2)의 탭(22)이 전극 조립체의 각 권취층의 부분에 주기적으로 형성되므로 전극 조립체(100)에 별도의 마커를 설치할 필요 없이 제1 시트의 탭(11) 및/또는 제2 시트의 탭(22)에만 의해 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 매칭시킬 수 있다. 또한, 식별 대상(6)은 제1 시트(1)의 탭(11), 상기 제2 시트(2)의 탭(22)에 국한되지 않으며, 각 매의 제1 화상(T1), 제2 화상(T2)에서 나타날 수 있으면 된다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 편이 판정 단계에서 식별 대상에 따라 비교 영역(S)을 설정하고, 제1 화상(T1)의 비교 영역(S) 중의 제1 시트(1)의 경계 및/또는 제2 화상(T2)의 비교 영역(S) 중의 제2 시트(2)의 경계에 따라 전극 조립체(100)의 편이 발생 여부를 판정한다.

도 6에 도시된 바와 같이, Y 방향에 있어서, 제1 화상(T1)의 비교 영역(S)에서 식별 대상(6)까지의 거리는 제2 화상(T2)의 비교 영역(S)에서 동일하거나 대응하는 식별 대상(6)까지의 거리와 같다. 이로써, 제1 화상(T1)에서의 식별 대상(6)과 제2 화상(T2)에서의 식별 대상(6)이 서로 대응되도록 확보하기만 하면, 제1 화상(T1)에서의 비교 영역(S)과 제2 화상(T2)에서의 비교 영역(S)이 동일한 권취층에서 서로 중첩된 제1 시트(1)와 제2 시트(2)의 동일한 영역임을 확보할 수 있다. 이로써 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 보다 정확하게 판정할 수 있다. 또한 비교 영역(S)은 Y 방향에서 규정된 길이를 갖는 영역이다. 상기 규정된 길이는 일 권취층의 전개된 길이보다 작다. 전체 전개된 길이에 의해 위치 편이를 판정하는 것이 아니라 상기 규정된 길이에 의해 제1 시트(1)와 제2 시트(2)의 상대적 위치 편이를 판정하여 편이 판정 속도를 높일 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제1 화상(T1)은 전극 조립체(100)가 와인딩 니들(5)에 권취되기 전의 화상이고, 제2 화상(T2)은 전극 조립체(100)가 와인딩 니들(5)에 권취된 후의 화상이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 권취 전의 전극 조립체(100)가 촬영된 제1 화상(T1)에서, 제1 시트(1)는 X축 방향을 따라 가장 외측에 위치하며, 제1 시트(1)의 아래는 순차적으로 분리막(3), 제2 시트(2) 및 다른 분리막(3)이다. 촬영 유닛(4)의 투과 능력에 따라 제1 화상(T1)에서 제1 시트(1)와 분리막(3)을 식별할 수 있다. 권취 후의 전극 조립체(100)가 촬영된 제2 화상(T2)에서, 분리막(3)은 X축 방향을 따라 가장 외측에 위치하며, 분리막(3)의 아래는 순차적으로 제2 시트(2), 다른 분리막(3) 및 제1 시트(1)이다. 촬영 유닛(4)의 투과 능력에 따라 제2 화상(T2)에서 분리막(3)과 제2 시트(2)를 식별할 수 있다. 또한, 제1 화상(T1) 중의 제1 시트(1)는 권취 전의 전극 조립체(100)의 상태이고, 제2 화상(T2) 중의 제2 시트(2)는 권취 후의 전극 조립체(100)의 상태이다.

전극 조립체(100)는 와인딩 니들에 권취되는 과정에서 쉽게 편이가 발생한다. 따라서 권취 후의 전극 조립체(100)가 촬영된 제2 화상(T2) 및 권취 전의 전극 조립체(100)의 상태가 촬영된 제1 화상(T1)을 비교함으로써, 제1 시트(1)와 제2 시트(2)가 권취 과정에서 편이가 발생하는지 여부를 판정할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 화상 취득 단계(210)에서 와인딩 니들(5)이 미리 설정된 각도(α)를 회전할 때 제1 화상(T1) 및 제2 화상(T2)을 취득한다.

도 1을 참조하면, 와인딩 니들(5)이 미리 설정된 각도(α)(예를 들어,α=360°)를 회전할 때마다 한 매의 제1 시트(1)를 포함하는 제1 화상(T1)과 한 매의 제2 시트(2)를 포함하는 제2 화상(T2)을 출력한다. α의 각도는 360°로 제한되지 않으며 출력된 각 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)에 동일하거나 대응하는 식별 대상(6)만 포함되도록 확보하면 된다. 또한, 회전하는 동시에 화상을 취득하므로 실시간으로 편이 판정을 할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 1을 참조하면, 촬영 유닛(4)은 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)를 포함하며, 제1 카메라(41)는 제1 화상(T1)을 촬영하고 제2 카메라(42)는 제2 화상(T2)을 촬영하며, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)는 전극 조립체(100)의 상반되는 양면을 각각 촬영한다.

촬영 유닛(4)의 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)는 라인 스캔 카메라일 수 있으며, 제2 카메라(42)가 출력하는 제2 화상(T2)은 권취 후의 전극 조립체(100)가 Y 방향을 따른 전개도에 해당된다.

전극 조립체(100)는 와인딩 니들에 권취되는 과정에서 쉽게 편이가 발생한다. 따라서 전극 조립체(100)의 상반되는 양면의 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 비교함으로써, 제1 시트(1)와 제2 시트(2)가 권취 과정에서 편이가 발생하는지 여부를 판정할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 상기 화상 매칭 단계(220)에서, 화상 취득 단계(210)에서 취득된 제(n+1)매의 제2 화상(T2)과 제n매의 제1 화상(T1)을 매칭시킨다.

상술한 바와 같이, 와인딩 니들(5)이 미리 설정된 각도(α)(예를 들어, α=360°)를 회전할 때마다 한매의 제1 화상(T1)과 한매의 제2 화상(T2)을 출력하고 출력된 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 카운트한다. 미리 설정된 각도(α)를 360°이하로 설정함으로써 각 제1 화상(T2)과 제1 화상(T1)에 하나의 식별 대상(6)만 있도록 확보한다. 또한, 도1을 참조하면, 출력된 제2 화상(T2) 중의 전극 조립체(100)는 제1 화상(T1) 중의 전극 조립체(100)보다 먼저 와인딩 니들(5)에 권취된다. 또한 제2 화상(T2)의 제1매의 사진에는 식별 대상(6)이 없다. 따라서 제(n+1)매의 제2 화상(T2)과 제n매의 제1 화상(T1)은 동일한 권취층의 전극 조립체(100)이다. 또한, 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)의 매칭 원칙은 촬영 유닛(4)에서 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)의 배치 위치에 따라 결정된다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 제1 카메라(41)와 제2 카메라(42)가 멀리 떨어져 있을 때 제(n+2)매의 제2 화상(T2)과 제n매의 제1 화상(T1)이 매칭될 수도 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 편이 판정 단계(230)에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 한 조의 매칭된 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2) 중, 제1 화상(T1)에서 제1 거리(d1)를 취득하고 상기 제2 화상(T2)에서 제2 거리(d2)를 취득하며, 제1 거리(d1)는 제1 기준점(A1)에서 제1 시트(1)의 경계까지의 거리이고 제2 거리는 제2 기준점(A2)에서 제2 시트(2)의 경계까지의 거리이며, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)의 차에서 제1 시트(1)의 경계와 제2 시트(2)의 경계의 미리 설정된 거리를 감하여 취득된 차이값이 제1임계값보다 클 경우 전극 조립체(100)에 편이 가 발생한 것으로 판단한다.

제1 기준점(A1)과 제2 기준점(A2)에 대한 선택은 제한되지 않으며, 제1 기준점(A1)에 의해 결정된 제1 거리(d1)와 제2 기준점(A2)에 의해 결정된 제2 거리(d2)에 고정된 대응 관계가 있으면 된다. Z이로써, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 비교함으로써 제1 시트(1)와 제2 시트(2)의 상대적 위치관계를 판정하며, 이로써 전극 조립체(100)의 권취시의 위치 편이 발생 여부를 판정할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 편이 판정 단계(230)에서, 한 조의 매칭된 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2) 중, 제1 화상(T1)에서 제1 거리(d1)를 취득하고 제2 화상(T2)에서 제2 거리(d2)를 취득하며, 제1 거리(d1)는 제1 기준점(A1)에서 제1 시트(1)의 경계까지의 거리이고 제2 거리(d1)는 제2 기준점(A2)에서 제2 시트(2)의 경계까지의 거리이며, 제1 거리(d1)와 제1 거리의 미리 설정된 값(d1_ref)을 비교함으로써 전극 조립체(100)의 제1 시트(1)의 편이 발생 여부를 판정하며, 제2 거리(d2)와 제2 거리의 미리 설정된 값(d2_ref)을 비교함으로써 전극 조립체(100)의 제2 시트(2)의 편이 발생 여부를 판정한다.

제1 거리(d1), 제2 거리(d2) 및 미리 설정된 값을 비교함으로써 제1 시트(1)와 제2 시트(2)의 위치 편이 발생 여부를 판정할 수 있으며, 위치 편이의 발생이 확정된 경우, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2) 사이의 관계를 판정하기보다 보다 정확하게 어느 시트에 편이가 발생하였는지를 판정할 수 있다.

또한, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2) 사이의 관계를 먼저 판정하여 전극 조립체(100)의 권취시 위치 편이가 발생하였는지 여부를 판정할 수 있다. 전극 조립체(100)가 권취시 위치 편이가 발생되었다고 판정되면, 추가적으로 제1 거리(d1)와 제1 거리의 미리 설정된 값(d1_ref) 및 제2 거리(d2)와 제2 거리의 미리 설정된 값(d2_ref)을 비교함으로써 어느 시트에 위치 편이가 발생하였는지를 보다 정확하게 안다. 전극 조립체(100)가 권취시 위치 편이가 발생되지 않은 것으로 판단되면, 후속적인 편이 판정을 수행할 필요가 없으며, 이로써 편이 판정 효율을 향상시킬 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제1 시트(1)와 제2 시트(2)를 포함하는 전극 조립체(100)의 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 장치를 제공하며, 해당 편이 검출 장치는 전극 조립체(100)의 권취 과정에서 복수의 제1 화상(T1)과 복수의 제2 화상(T2)을 취득하는 화상 취득 유닛 - 제1 화상(T1)은 제1 시트(1)를 포함하고 제2 화상(T2)은 제2 시트(2)를 포함함 -; 하나의 제1 화상(T1)과 하나의 제2 화상(T2)을 매칭시키는 매칭 유닛 - 하나의 제1 화상(T1)과 하나의 제2 화상(T2)은 동일하거나 대응하는 식별 대상(6)을 포함하며, 식별 대상(6)은 상기 전극 조립체(100)의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -; 한 조의 매칭된 제1 화상(T1) 및 제2 화상(T2)에 대하여, 상기 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 전극 조립체(100)의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 판정 유닛; 을 포함한다. 편이 검출 장치에 의해 동일한 권취층의 동일한 위치에 있는 제1 시트(1)와 제2 시트(2) 사이의 상대적 위치관계를 판정하여 권취 과정에서의 전극 조립체(100)의 위치 편이 발생 여부를 보다 정확하게 판정할 수 있다.

본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 출원은 다음 단계를 포함하는 편이 검출 방법(200)을 제공한다.

화상 취득 단계(210)에 있어서, 상기 전극 조립체(100)의 권취 과정에서 와인딩 니들(5)이 미리 설정된 각도(α)를 회전할 때마다 촬영 유닛(4)에 의해 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)을 취득하고, 제1 화상(T1)은 권취 전의 제1 시트(1)를 포함한다. 제2 화상(T2)은 권취 후의 제2 시트(2)를 포함한다.

화상 매칭 단계(220)에 있어서, 제(n+1)매의 제2 화상(T2)과 제n매의 제1 화상(T1)을 매칭시키며, 이로써 제(n+1)매의 제2 화상(T2) 중의 제2 시트(2)와 제n매의 제1 화상(T1)이 전극 조립체(100)의 동일한 권취층에 있도록 확보하고, 하나의 제1 화상(T1)과 하나의 제2 화상(T2)은 동일하거나 대응하는 식별 대상(6)(제1탭(11) 및/또는 제2탭(22))을 포함한다.

편이 판정 단계(230)에 있어서, 우선, 한 조의 매칭된 제1 화상(T1)과 제2 화상(T2)에서 식별 대상(6)을 식별하고, 식별 대상(6)에 의해 비교 영역(S)을 결정하며, 이로써 편이 판정을 하는 제1 시트(1)의 비교 영역(S)과 제2 시트(2)의 비교 영역(S)을 전극 조립체(100)의 동일한 권취층의 동일한 영역으로 결정한다. 다음, 비교 영역에서 제1 기준점(A1)과 제2 기준점(A2)을 정의하며, 이로써 제1 거리(d1)(제1 기준점(A1)과 제1 시트(1)의 경계까지의 거리)와 제2 거리(d2)(제2 기준점(A2)과 제2 시트(2)의 경계까지의 거리)를 얻는다. d1과 d2의 거리 차를 제1임계값과 비교함으로써 전극 조립체(100)의 편이 발생 여부를 판단한다. 전극 조립체(100)에 편이가 발생되었다고 판단할 경우, 추가적으로 d1과 제1 거리의 미리 설정된 값(d1_ref) 및 d2와 제2 거리 미리 설정된 값(d2_ref)을 비교함으로써 제1 시트(1)와 제2 시트(2) 중 어느 시트에 편이가 발생하는지를 보다 정확하게 판단한다.

마지막으로, 본 출원은 상기 실시예에 국한되지 않음을 유의해야 한다. 상기 실시예는 예시일 뿐이며, 본 출원의 기술적 해결수단의 범위 내에서 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 효과를 발휘하는 실시예는 모두 본 출원의 기술 범위에 포함된다. 또한, 본 출원의 취지를 이탈하지 않는 범위 내에서 실시예에 대하여 본 분야 통상의 지식을 가진 자가 생각할 수 있는 각종 변형을 가하고, 실시예에서의 일부 구성요소를 조합하여 구축하는 다른 방식도 본 출원의 범위에 포함된다.본 출원 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 보다 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 출원 실시예의 첨부 도면을 결부하여 본 출원 실시예의 기술적 해결수단을 명확하게 기술할 것이며, 명백하게, 기술된 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아니다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 창조적 노동을 하지 않았다는 전제 하에 얻은 다른 모든 실시예는 본 출원의 청구 범위에 속하다.

마지막으로, 본 출원은 상기 실시예에 국한되지 않음을 유의해야 한다. 상기 실시예는 예시일 뿐이며, 본 출원의 기술적 해결수단의 범위 내에서 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 효과를 발휘하는 실시예는 모두 본 출원의 기술 범위에 포함된다. 또한, 본 출원의 취지를 이탈하지 않는 범위 내에서 실시예에 대하여 본 분야 통상의 지식을 가진 자가 생각할 수 있는 각종 변형을 가하고, 실시예에서의 일부 구성요소를 조합하여 구축하는 다른 방식도 본 출원의 범위에 포함된다.

100 전극 조립체
1 제1 시트
11 제1탭
2 제2 시트
22 제2탭
3 분리막
4 촬영 유닛
41 제1 카메라
42 제2 카메라
5 와인딩 니들
6 식별 대상
α 미리 설정된 각도
T1 제1 화상
T2 제2 화상
S 비교 영역
A1 제1 기준점
A2 제2 기준점
d1 제1 거리
d2 제2 거리
200 편이 검출 방법
210 화상 취득 단계
220 화상 매칭 단계
230 편이 판정 단계

Claims

제1 시트와 제2 시트를 포함하는 전극 조립체의 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 방법으로서,
상기 전극 조립체의 권취 과정에서 촬영 유닛에 의해 복수의 제1 화상과 복수의 제2 화상을 취득하는 화상 취득 단계 - 상기 제1 화상에는 상기 제1 시트가 포함되고 상기 제2 화상에는 상기 제2 시트가 포함됨 -;
하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상을 매칭시키는 화상 매칭 단계 - 상기 하나의 제1 화상과 상기 하나의 제2 화상은 동일하거나 대응하는 식별 대상을 포함하며, 상기 식별 대상은 상기 전극 조립체의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -;
한 조의 매칭된 제1 화상 및 제2 화상에서 상기 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체에 편이가 발생하는지 여부를 판정하는 편이 판정 단계; 를 포함하는 편이 검출 방법.
제1항에 있어서,
편이 판정 단계에서 상기 식별 대상에 따라 비교 영역을 설정하고, 상기 제1 화상의 상기 비교 영역 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상의 상기 비교 영역 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체에 편이가 발생하는지 여부를 판정하는 편이 검출 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 화상은 상기 전극 조립체가 와인딩 니들에 권취되기 전의 화상이고, 상기 제2 화상은 상기 전극 조립체가 상기 와인딩 니들에 권취된 후의 화상인 편이 검출 방법.
제3항에 있어서,
상기 화상 취득 단계에서 상기 와인딩 니들이 미리 설정된 각도를 회전시 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상을 취득하는 편이 검출 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 촬영 유닛은 제1 카메라와 제2 카메라를 포함하며,
상기 제1 카메라는 상기 제1 화상을 촬영하고, 상기 제2 카메라는 상기 제2 화상을 촬영하며,
상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라는 상기 전극 조립체의 상반되는 양면을 각각 촬영하는 편이 검출 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화상 매칭 단계에서는 상기 화상 취득 단계에서 취득된 제(n+1)매의 제2 화상과 상기 제n매의 제1 화상을 매칭시키는 편이 검출 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 식별 대상이 동일한 권취층에서의 상기 제1 시트의 탭 및/또는 상기 제2 시트의 탭인 편이 검출 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편이 판정 단계에서,
한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중, 상기 제1 화상에서 제1 거리를 취득하고 상기 제2 화상에서 제2 거리를 취득하며, 상기 제1 거리는 제1 기준점에서 상기 제1 시트의 경계까지의 거리이고 상기 제2 거리는 제2 기준점에서 상기 제2 시트의 경계까지의 거리이며,
상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에서 상기 제1 시트의 경계와 상기 제2 시트의 경계의 미리 설정된 거리를 감하여 취득된 차이값이 제1임계값보다 클 경우 상기 전극 조립체에 편이가 발생한 것으로 판단하는 편이 검출 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편이 판정 단계에서,
한 조의 매칭된 제1 화상과 제2 화상 중, 상기 제1 화상에서 제1 거리를 취득하고 상기 제2 화상에서 제2 거리를 취득하며, 상기 제1 거리는 제1 기준점에서 상기 제1 시트의 경계까지의 거리이고 상기 제2 거리는 제2 기준점에서 상기 제2 시트의 경계까지의 거리이며,
상기 제1 거리와 제1 거리의 미리 설정된 값을 비교함으로써 상기 전극 조립체의 제1 시트의 편이 발생 여부를 판정하며,
상기 제2 거리와 제2 거리의 미리 설정된 값을 비교함으로써 상기 전극 조립체의 제2 시트의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 검출 방법.
제1 시트와 제2 시트를 포함하는 전극 조립체 권취시의 위치 편이를 검출하기 위한 편이 검출 장치로서,
상기 편이 검출 장치는
상기 전극 조립체의 권취 과정에서 복수의 제1 화상과 복수의 제2 화상을 취득하는 화상 취득 유닛 - 상기 제1 화상에는 상기 제1 시트가 포함되고 상기 제2 화상에는 상기 제2 시트가 포함됨 -;
하나의 제1 화상과 하나의 제2 화상을 매칭시키는 화상 매칭 유닛 - 상기 하나의 제1 화상과 상기 하나의 제2 화상은 동일하거나 대응하는 식별 대상을 포함하며, 상기 식별 대상은 상기 전극 조립체의 각 권취층에 주기적으로 형성된 부분임 -;
한 조의 매칭된 제1 화상 및 제2 화상에 대하여, 상기 제1 화상 중의 제1 시트의 경계 및/또는 상기 제2 화상 중의 제2 시트의 경계에 따라 상기 전극 조립체의 편이 발생 여부를 판정하는 편이 판정 유닛을 포함하는 편이 검출 장치.