KR20230140283A - 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 - Google Patents
이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 에 관한 것으로서 보다 상세하게는 파우치 타입의 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법에 관한 것이다.
본 발명은 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치에 있어서, 본체부; 상기 본체부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 처리부를 포함하는 이차전지 검사장치를 제공한다.
본 발명은 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치에 있어서, 본체부; 상기 본체부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 처리부를 포함하는 이차전지 검사장치를 제공한다.
Description
본 발명은 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 에 관한 것으로서 보다 상세하게는 파우치 타입의 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법에 관한 것이다.
이차전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치 타입의 전지로 분류된다. 이차전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 구조의 파우치 타입의 이차전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
이러한, 상기 파우치 타입의 이차전지는 전지케이스 내부에 전해액과 함께 전극조립체를 수납하는 조립 공정; 전지케이스를 밀봉하는 실링 공정; 전극조립체를 활성화시키는 활성화 공정 등을 거쳐 제조된다.
한편 상기 실링 공정은 전지케이스 외주변의 적어도 일부를 가압 및/또는 가열시킴으로써 전지케이스의 밀봉을 수행하게 되며, 여기서 전지케이스에는 가압 및/또는 가열되어 융착되는 실링 영역이 형성된다. 이때, 상기한 실링 영역의 폭 및 두께는 이차전지의 품질에 영향을 미치므로 일반적으로 상기 실링 공정 수행 이후, 실링 영역의 폭 및 두께를 검사하는 검사 단계가 수행된다.
그러나 종래에는 검사자가 육안으로 실링 영역의 폭 및 두께를 검사하였으므로 Human error로 인한 검사 신뢰성 저하 및 검사자간 검사결과 편차 발생하였으며, 검사결과에 대한 검사 정보 데이터화가 어려운 문제가 있었다.
이에 상기한 문제를 해결하기 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 기준 좌표를 바탕으로 이차전지 검사영역을 특정하여 복수의 이차전지의 검사 결과를 보다 정확하게 도출할 수 있는 이차전지 검사장치 및 이를 이용한 이차전지 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치에 있어서, 본체부; 상기 본체부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 처리부를 포함하는 이차전지 검사장치를 제공한다.
상기 처리부는, 상기 감지부의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출부; 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 상기 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출부; 및 상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지의 검사 항목 별 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출부를 포함할 수 있다.
상기 전지케이스는, 외주변의 적어도 일부가 밀봉되어 형성되는 실링영역을 포함하며; 상기 감지부는, 상기 실링영역에 대응되는 위치에서 상기 이차전지와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
상기 이차전지는, 상기 전지케이스로부터 돌출형성되는 전극 리드를 더 포함하며; 상기 전지케이스는, 상기 전극조립체를 수납하는 수납부; 및 상기 수납부의 테두리로부터 연결되는 테두리부를 포함하고; 상기 감지부는, 상기 수납부 및 상기 전극 리드 사이에서 상기 이차전지와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
상기 감지부는, 상기 이차전지의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 마련될 수 있다.
상기 감지부는, 상기 이차전지의 상면을 마주보게 배치되는 상부 감지부; 및
상기 이차전지의 저면을 마주보게 배치되는 하부 감지부를 포함할 수 있다.
상기 기준 좌표는, 상기 상부 감지부로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 상부 기준 좌표; 및 상기 하부 감지부로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 하부 기준 좌표를 포함할 수 있다.
상기 상부 기준 좌표는, 제1 상부 기준 좌표; 및 상기 제1 상부 기준 좌표에서보다 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 상부 기준 좌표를 포함하고; 상기 하부 기준 좌표는, 상기 제1 하부 기준 좌표; 및 상기 제1 하부 기준 좌표에서보다 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 하부 기준 좌표를 포함할 수 있다.
상기 검사 결과 도출부는, 상기 상부 기준 좌표의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값과 상기 하부 기준 좌표의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값의 차이를 도출할 수 있다.
상기 검사 결과 도출부는, 상기 제2 상부 기준 좌표로부터 상기 제1 상부 기준 좌표까지의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 영역과; 상기 제2 하부 기준 좌표로부터 상기 제1 하부 기준 좌표까지의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 영역에서 상호 중첩되는 영역의 너비를 도출할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 검사장치는 상기 본체부로부터 상방으로 연장 형성되며; 상기 감지부를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체부 및 상기 감지부는, 상기 이차전지를 사이에 두고 한 쌍으로 마련될 수 있다.
상기 감지부는, 레이저 변위 센서를 포함할 수 있다.
본 발명은 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사방법에 있어서, 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부가 상기 변위 값을 획득하는 변위값 획득단계; 상기 감지부의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출단계; 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출단계; 및 상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출단계를 포함하는 이차전지 검사방법을 제공한다.
본 발명은 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부; 및 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 처리부를 이용하여 이차전지 검사영역을 미리 설정된 기준에 따라 일률적으로 특정하여 이차전지의 검사 결과를 보다 정확하게 도출할 수 있고 불량품의 유출을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 감지부를 통해 획득한 변위 값 및 상기 변위 값을 바탕으로 도출된 검사 결과 등을 데이터베이스화 가능하고, 이차전지 품질 검사를 자동화함으로써 검사 신뢰성을 향상시키고 공정 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 일반적인 파우치 타입의 이차전지의 모습을 보여주는 정면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 검사장치를 위에서 내려다본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 3은, 도 2의 이차전지 검사장치를 측면에서 바라본 모습을 보여주는 측면도이다.
도 4는, 도 2의 이차전지 검사장치에서 처리부를 보다 구체적으로 보여주는 개념도이다.
도 5는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 검사장치에서 감지부가 이동한 거리 대비 상부 감지부 및 하부 감지부가 감지한 변위 값의 변화를 각각 보여주는 그래프이다.
도 6은, 도 5에서의 감지부가 이동한 거리 대비 변위 값의 변화를 이차전지 검사 대상 영역의 폭(Width) 대비 이차전지 검사 대상 영역의 두께(Thichness)로 데이터 처리하여 보여주는 그래프이다.
도 7은, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 검사방법의 순서를 보여주는 순서도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 검사장치를 위에서 내려다본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 3은, 도 2의 이차전지 검사장치를 측면에서 바라본 모습을 보여주는 측면도이다.
도 4는, 도 2의 이차전지 검사장치에서 처리부를 보다 구체적으로 보여주는 개념도이다.
도 5는, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 검사장치에서 감지부가 이동한 거리 대비 상부 감지부 및 하부 감지부가 감지한 변위 값의 변화를 각각 보여주는 그래프이다.
도 6은, 도 5에서의 감지부가 이동한 거리 대비 변위 값의 변화를 이차전지 검사 대상 영역의 폭(Width) 대비 이차전지 검사 대상 영역의 두께(Thichness)로 데이터 처리하여 보여주는 그래프이다.
도 7은, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차전지 검사방법의 순서를 보여주는 순서도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이차전지 검사장치
본 발명은 전극조립체(미도시) 및 상기 전극조립체(미도시)를 수용하는 전지케이스(11)를 포함하는 이차전지(10)를 검사하는 이차전지 검사장치(100)에 있어서, 본체부(110); 상기 본체부(110)에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부(120); 및 상기 감지부(120)로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지(10)의 검사 결과를 도출하는 처리부(140)를 포함하는 이차전지 검사장치(100)를 제공한다.
먼저 상기 이차전지 검사장치(100)를 설명하기 이전에, 상기 이차전지 검사장치(100)에 의하여 검사되는 이차전지(10)에 대하여 설명한다.
상기 이차전지(10)는, 전극조립체(미도시) 및 상기 전극조립체(미도시)를 수용하는 전지케이스(11)를 포함하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
여기서 전극조립체(미도시)는, 양극 및 음극의 전극과 분리막이 교대로 배치되는 구성일 수 있다. 구체적으로 상기 전극조립체(미도시)는 양극 집전체/ 양극 활물질층/ 분리막/ 음극 활물질층/ 음극 집전체 순으로 적층되어, 분리막의 일 면의 양극 활물질층이, 다른 일 면에 음극 활물질층이 대면하고 있는 구조를 가질 수 있다.
그리고 전지케이스(11)는 상기 전극조립체(미도시)를 수용하는 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극조립체(미도시)를 수납하는 수납부(11a); 및 상기 수납부(11a)의 테두리로부터 연결되는 테두리부(11b)를 포함할 수 있다.
이러한 구조의 전지케이스(11)는 수납부(11a)에 수납된 전극조립체(미도시)가 외부의 수분 및 공기 등에 노출되어 손상됨을 방지하기 위하여 밀폐된 구조를 가질 수 있다. 이에 상기 전지 케이스는 도 1에 도시된 바와 같이, 외주변의 적어도 일부가 밀봉되어 형성되는 실링영역(S)을 포함할 수 있다. 이때 도 1에서 실링영역(S)은 상기 테두리부(11b) 상에 형성된 영역이며, 실링영역(S) 형성 위치의 이해를 돕기 위해서 빗금친 영역으로 표현되었을 뿐, 상기 테두리부(11b)와 분리된 구성이 아님에 유의한다.
이러한 실링영역(S)은 일반적으로 실온 초과 온도의 가압 프레스로 전지케이스(11)의 상면 및/또는 저면을 전지케이스(11)의 두께 방향(도 2 기준 Z 방향)으로 가압함으로써 형성된다. 이에 상기 실링영역(S)은 주변부보다 상대적으로 얇은 두께로 평평하게 형성될 수 있다.
한편 상기와 같은 이차전지(10)는, 상기 전지케이스(11)로부터 돌출형성되는 전극 리드(12)를 더 포함할 수 있다. 상기한 전극 리드(12)의 일단은 전지케이스(11) 내부의 전극조립체(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있고, 타단은 상기 전지케이스(11)로부터 돌출 형성되어 다른 이차전지(10) 또는 외부 전기장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 전극 리드(12)는 전지케이스(11)가 밀봉을 위하여 외주변이 실링되는 경우, 전지케이스(11)와 함께 열융착 실링될 수 있다. 그리고 상기 전극 리드(12)와 전지케이스(11) 간의 전기적 절연을 위하여 전극 리드 필름(12')이 추가로 마련된 경우, 상기 전극 리드 필름(12') 역시 상기 전지케이스(11)와 함께 열융착 실링될 수 있다.
한편, 상기와 같은 이차전지(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트 상에서 이송되면서 본 발명에 따른 이차전지 검사장치(100)에 의하여 검사될 수 있다.
이때 상기 이차전지 검사장치(100)는 이차전지(10) 검사에 소요되는 시간을 단축하여 공정 효율을 향상시킬 수 있도록 컨베이어 벨트가 이차전지(10)를 이송하는 이송 경로상에 위치될 수 있다.
예를 들어 상기 이차전지 검사장치(100)는 상기 컨베이어 벨트를 사이에 두고 한 쌍으로 마련될 수 있다. 이 경우, 이차전지 검사장치(100)를 구성하는 본체부(110) 및 감지부(120)는, 상기 이차전지(10)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련될 수 있다.
이러한 이차전지 검사장치(100)는 전술한 바와 같이 본체부(110); 상기 본체부(110)에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부(120)를 포함할 수 있다.
여기서 본체부(110)는 감지부(120) 및/또는 후술할 지지부(130)를 이동 가능하게 지지할 수 있는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어 상기 본체부(110)는 내부에 공간이 마련된 하우징을 포함할 수 있으며, 상기 내부 공간에는 서보 모터(Servo motor), 엔코더(Encorder)등이 마련될 수 있다.
한편, 상기 감지부(120)는, 상기 본체부(110)에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다. 이때 상기 감지부(120)는 상기 변위 값을 감지하기 위하여 레이저 변위 센서 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 감지부(120)는 상기 이차전지(10)를 마주보게 배치된 상태에서 상기 이차전지(10)의 길이 방향(도 2 기준 X방향)을 따라 이동함으로써 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
이때 상기 감지부(120)와 이차전지(10)의 이격 거리는 상기 전지케이스(11) 상에서 수납부(11a) 및 테두리부(11b)의 형성 위치, 실링영역(S)의 형성 위치 및 전극 리드(12)의 배치 위치 등에 따라 이차전지(10)의 두께가 달라짐으로써 변화될 수 있다.
한편, 상기 감지부(120)가 상기 이차전지(10)를 마주보게 배치되는 위치 및 이동 방향 등은 사용자가 검사하고자 하는 검사항목에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 이차전지(10)에 형성된 실링영역(S)의 폭 및 실링영역(S)의 두께 등을 측정하고자 하는 경우, 상기 감지부(120)는 상기 실링영역(S)에 대응되는 위치에서 상기 이차전지(10)의 길이 방향(도 2 기준 X방향)을 따라 이동하도록 마련되어 상기 이차전지(10)와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
보다 상세하게 사용자가 이차전지(10)에 형성된 실링영역(S) 중 수납부(11a)와 전극 리드(12) 사이에 형성된 실링영역(S)의 폭 및 실링영역(S)의 두께 등을 측정하고자 하는 경우, 상기 감지부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수납부(11a) 및 상기 전극 리드(12) 사이에 형성된 실링영역(S)에 대응되는 위치에서 상기 이차전지(10)의 길이 방향(도 3 기준 X방향)을 따라 이동하도록 마련되어 상기 이차전지(10)와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
이러한 상기 감지부(120)는 상기 본체부(110)로부터 상방으로 연장 형성되는 지지부(130)에 의하여 지지될 수 있다. 이때 지지부(130)는 상기 감지부(120)가 상기 이차전지(10)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 상기 본체부(110)로부터 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 본체부(110) 내부에 마련된 서보 모터(Servo motor) 등에 의하여 구동 제어될 수 있다.
한편, 상기와 같은 감지부(120)는, 상기 이차전지(10)의 상면을 마주보게 배치되는 상부 감지부(120a); 및 상기 이차전지(10)의 저면을 마주보게 배치되는 하부 감지부(120b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 상부 감지부(120a)는 상기 이차전지(10)의 상면을 마주보면서 이차전지(10)의 길이 방향을 따라 이동함으로써 이차전지(10) 상면으로부터의 이격거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있으며, 상기 하부 감지부(120b)는 이차전지(10)의 저면을 마주보면서 이차전지(10)의 길이 방향을 따라 이동함으로써 이차전지(10) 저면으로부터의 이격거리 변화에 따른 변위 값을 감지할 수 있다.
이러한 상기 상부 감지부(120a) 및 하부 감지부(120b)는 상기 지지부(130)의 연장 방향(도 3 기준 Z방향)을 따라 서로 상하로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지 검사장치(100)는 상기 감지부(120)로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지(10)의 검사 결과를 도출하는 처리부(140)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 감지부(120)는 상기 처리부(140)로 유/무선 통신을 이용하여 상기 변위 값을 송신할 수 있다.
구체적으로, 상기 처리부(140)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 감지부(120)의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출부(141); 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 상기 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출부(142); 및 상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지(10)의 검사 항목 별 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출부(143)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 그래프 도출부(141)는, 상기 감지부(120)의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어 상기 그래프 도출부(141)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부 감지부(120a)의 이동 거리 대비 상기 상부 감지부(120a)가 획득한 변위 값의 변화 그래프(Data 1)와, 상기 하부 감지부(120b)의 이동 거리 대비 상기 하부 감지부(120b)가 획득한 변위 값의 변화 그래프(Data 2)를 도출할 수 있다. 이때 상기 감지부(120)의 이동 거리는 상기 이차전지(10) 상에서 검사 대상이 되는 영역의 폭(또는 길이)로도 이해될 수 있다.
여기서 도 5에 도시된 그래프는 상기 상부 감지부(120a) 및 하부 감지부(120b)가 이차전지(10)의 수납부(11a) 및 상기 전극 리드(12) 사이에 형성된 실링영역(S)에 대응되는 위치에서 상기 이차전지(10)의 길이 방향(도 3 기준 X방향)을 따라 이동하여 획득된 변위 값에 대한 그래프이다.
한편, 상기 기준 좌표 추출부(142)는 상기 그래프 도출부(141)에서 도출된 그래프를 바탕으로 사용자가 원하는 검사 영역을 특정시킬 수 있는 기준 좌표를 추출할 수 있다. 여기서 상기 기준 좌표는 미리 설정된 기준에 따라 일률적으로 추출되어 검사 영역을 특정시키므로 검사의 정확성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
구체적으로 기준 좌표 추출부(142)는, 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에 속한 좌표들 중 적어도 어느 하나의 좌표를 선택함으로써 상기 기준 좌표를 추출할 수 있다. 여기서 상기 미리 설정된 기울기 값은 사용자에 선택에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.
한편 상기 감지부(120)가 상기 이차전지(10)의 상면을 마주보게 배치되는 상부 감지부(120a); 및 상기 이차전지(10)의 저면을 마주보게 배치되는 하부 감지부(120b)를 포함하는 경우, 상기 기준 좌표 추출부(142)는, 상기 상부 감지부(120a)로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 상부 기준 좌표; 및 상기 하부 감지부(120b)로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 하부 기준 좌표를 각각 추출할 수 있다.
특히, 이차전지(10)에 형성된 실링영역(S)의 폭 및 두께를 도출하고자 하는 경우, 상기 상부 기준 좌표는 이차전지(10) 상면에서 실링 공정이 수행된 영역을 특정하기 위하여 제1 상부 기준 좌표(U1) 및 제2 상부 기준 좌표(U2)를 포함할 수 있고, 상기 하부 기준 좌표는 이차전지(10) 저면에서 실링 공정이 수행된 영역을 특정하기 위하여 제1 하부 기준 좌표(D1) 및 제2 하부 기준 좌표(D2)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 상부 기준 좌표는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 상부 기준 좌표(U1); 및 상기 제1 상부 기준 좌표(U1)에서보다 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 상부 기준 좌표(U2)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 하부 기준 좌표는, 상기 제1 하부 기준 좌표(D1); 및 상기 제1 하부 기준 좌표(D1)에서보다 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 하부 기준 좌표(D2)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제2 상부 기준 좌표(U2)로부터 상기 제1 상부 기준 좌표(U1)까지의 상기 감지부(120)의 이동거리는 이차전지(10) 상면에서 실링을 위해 가압된 영역의 폭으로 특정될 수 있다. 그리고 상기 제2 하부 기준 좌표(D2)로부터 상기 제1 하부 기준 좌표(D1)까지의 상기 감지부(120)의 이동거리는 이차전지(10) 저면에서 실링을 위해 가압된 영역의 폭으로 특정될 수 있다.
한편, 검사 결과 도출부(143)는, 상기 기준 좌표 추출부(142)로부터 추출된 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지(10)의 검사 항목별 검사 결과를 도출할 수 있다.
먼저, 이차전지(10)에 실링영역(S) 형성 시, 이차전지(10) 상면에서 실링을 위해 가압된 영역 및 이차전지(10) 저면에서 실링을 위해 가압된 영역 간의 위치 오차 등으로 인하여 상부 기준 좌표 및 하부 기준 좌표의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값이 서로 다르게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 검사 결과 도출부(143)는, 상기 상부 기준 좌표의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값과 상기 하부 기준 좌표의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값의 차이를 도출할 수 있다.
구체적으로, 상기 검사 결과 도출부(143)는 제1 상부 기준 좌표(U1)와 제1 하부 기준 좌표(D1)의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값의 차이 및 제2 상부 기준 좌표(U2)와 제2 하부 기준 좌표(D2)의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 좌표값의 차이 값을 도출할 수 있다.
이를 통해 상기 검사 결과 도출부(143)는, 이차전지(10) 상면에서 실링을 위해 가압된 영역 및 이차전지(10) 저면에서 실링을 위해 가압된 영역 간의 위치 오차의 정도를 정량적으로 도출할 수 있다.
한편, 상기 검사 결과 도출부(143)는, 상기 이차전지(10)의 검사 항목이 이차전지(10) 수납부(11a) 및 전극 리드(12) 사이에 형성된 실링영역(S)의 폭인 경우, 상기 제1 상부 기준 좌표(U1), 상기 제2 상부 기준 좌표(U2), 상기 제1 하부 기준 좌표(D1) 및 상기 제2 하부 기준 좌표(D2)를 바탕으로 실링영역(S)의 폭을 도출할 수 있다.
구체적으로 상기 검사 결과 도출부(143)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 상부 기준 좌표(U2)로부터 상기 제1 상부 기준 좌표(U1)까지의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 영역과; 상기 제2 하부 기준 좌표(D2)로부터 상기 제1 하부 기준 좌표(D1)까지의 상기 감지부(120)의 이동거리에 대응되는 영역에서 상호 중첩되는 영역을 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 상호 중첩되는 영역을 실링영역(S)으로 특정할 수 있으며, 상기 상호 중첩되는 영역의 너비를 도출하여 실링영역(S)의 폭의 결과값을 획득할 수 있다.
즉, 이해를 돕기 위해서 도 6을 참고하면, 상기 검사 결과 도출부(143)는, 상기 제2 상부 기준 좌표(U2)로부터 상기 제1 상부 기준 좌표(U1)까지의 이차전지(10) 검사 대상 영역의 폭에 대응되는 영역과 상기 제2 하부 기준 좌표(D2)로부터 상기 제1 하부 기준 좌표(D1)까지의 이차전지(10) 검사 대상 영역의 폭에 대응되는 영역에서 상호 중첩되는 영역의 너비를 도출하여 실링영역(S)의 폭(w)의 결과값을 획득할 수 있다.
또한, 검사 결과 도출부(143)는 상기와 같이 실링영역(S)이 특정된 경우, 실링영역(S)의 두께 또한 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 실링영역(S)의 폭에 대응되는 영역에서 상기 이차전지(10) 검사 대상 영역의 폭(Width)의 중간 값(평균 값)을 도출하고, 상기 중간 값(평균 값)에 대응되는 그래프(Data1, Data2)의 좌표 값 중 이차전지(10) 검사 대상 영역의 두께(Thichness)의 평균을 구함으로서 실링영역(S)의 두께를 도출할 수 있다.
이차전지 검사방법
한편, 본 발명은 전극조립체(미도시) 및 상기 전극조립체(미도시)를 수용하는 전지케이스(11)를 포함하는 이차전지(10)를 검사하는 이차전지(10) 검사방법에 있어서, 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부(120)가 상기 변위 값을 획득하는 변위값 획득단계(S10); 상기 감지부(120)의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출단계(S20); 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출단계(S30); 및 상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지(10)의 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출단계(S40)를 포함하는 이차전지(10) 검사방법을 제공한다.
먼저 변위값 획득단계(S10)는, 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부(120)가 상기 변위 값을 획득하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
예를 들어 상기 변위값 획득단계(S10)는, 상기 감지부(120)가 상기 이차전지(10)의 적어도 일 영역을 마주본 상태에서 상기 이차전지(10)의 길이 방향(도 2 기준 X방향)을 따라 이동함으로써 상기 이차전지(10)와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지함으로써 수행될 수 있다.
여기서 감지부(120)에 대한 보다 구체적인 설명은 전술한 내용으로 갈음할 수 있다.
한편, 상기 변위값 획득단계(S10) 이후에는 그래프 도출단계(S20)가 수행될 수 있다. 구체적으로 그래프 도출단계(S20)는, 상기 감지부(120)의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 그래프 도출단계(S20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부 감지부(120a)의 이동 거리 대비 상기 상부 감지부(120a)가 획득한 변위 값의 변화 그래프(Data 1)와, 상기 하부 감지부(120b)의 이동 거리 대비 상기 하부 감지부(120b)가 획득한 변위 값의 변화 그래프(Data 2)를 도출함으로써 수행될 수 있다. 이때 상기 감지부(120)의 이동 거리는 상기 이차전지(10) 상에서 검사 대상이 되는 영역의 폭(또는 길이)로도 이해될 수 있다.
한편, 상기 그래프 도출단계(S20) 이후에는 기준 좌표 추출단계(S30)가 수행될 수 있다. 상기 기준 좌표 추출단계(S30)는, 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
예를 들어 상기 기준 좌표 추출단계(S30)는, 상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에 속한 좌표들 중 적어도 어느 하나의 좌표를 선택함으로써 상기 기준 좌표를 추출함으로써 수행될 수 있다.
그리고 상기 기준 좌표 추출단계(S30) 이후에는 검사 결과 도출단계(S40)가 수행될 수 있다. 상기 검사 결과 도출단계(S40)는, 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지(10)의 검사 결과를 도출하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
여기서 상기 기준 좌표 추출단계(S30)는, 상기 이차전지(10)의 검사 항목이 이차전지(10) 수납부(11a) 및 전극 리드(12) 사이에 형성된 실링영역(S)의 폭인 경우, 상기 검사 결과 도출부(143)는, 상기 제1 상부 기준 좌표(U1), 상기 제2 상부 기준 좌표(U2), 상기 제1 하부 기준 좌표(D1) 및 상기 제2 하부 기준 좌표(D2)를 바탕으로 실링영역(S)의 폭을 도출할 수 있다
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10: 이차전지
11: 전지케이스
11a: 수납부
11b: 테두리부
12: 전극 리드
12': 전극 리드 필름
100: 이차전지 검사장치
110: 본체부
120: 감지부
120a: 상부 감지부
120b: 하부 감지부
130: 지지부
140: 처리부
141: 그래프 도출부
142: 기준 좌표 추출부
143: 결과 도출부
S10: 변위값 획득단계
S20: 그래프 도출단계
S30: 기준 좌표 추출단계
S40: 결과 도출단계
S: 실링영역
U1: 제1 상부 기준 좌표
U2: 제2 상부 기준 좌표
D1: 제1 하부 기준 좌표
D2: 제2 하부 기준 좌표
11: 전지케이스
11a: 수납부
11b: 테두리부
12: 전극 리드
12': 전극 리드 필름
100: 이차전지 검사장치
110: 본체부
120: 감지부
120a: 상부 감지부
120b: 하부 감지부
130: 지지부
140: 처리부
141: 그래프 도출부
142: 기준 좌표 추출부
143: 결과 도출부
S10: 변위값 획득단계
S20: 그래프 도출단계
S30: 기준 좌표 추출단계
S40: 결과 도출단계
S: 실링영역
U1: 제1 상부 기준 좌표
U2: 제2 상부 기준 좌표
D1: 제1 하부 기준 좌표
D2: 제2 하부 기준 좌표
Claims (14)
- 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사장치에 있어서,
본체부;
상기 본체부에 이동 가능하게 마련되며, 상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부; 및
상기 감지부로부터 상기 변위 값을 수신받고, 상기 변위 값의 변화량을 기반으로 추출된 기준 좌표를 이용하여 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 처리부를 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리부는,
상기 감지부의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출부;
상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 상기 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출부; 및
상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지의 검사 항목 별 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출부를 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 전지케이스는, 외주변의 적어도 일부가 밀봉되어 형성되는 실링영역을 포함하며;
상기 감지부는, 상기 실링영역에 대응되는 위치에서 상기 이차전지와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 이차전지는, 상기 전지케이스로부터 돌출형성되는 전극 리드를 더 포함하며;
상기 전지케이스는,
상기 전극조립체를 수납하는 수납부; 및 상기 수납부의 테두리로부터 연결되는 테두리부를 포함하고;
상기 감지부는,
상기 수납부 및 상기 전극 리드 사이에서 상기 이차전지와의 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 감지부는, 상기 이차전지의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 이차전지 검사장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 감지부는,
상기 이차전지의 상면을 마주보게 배치되는 상부 감지부; 및
상기 이차전지의 저면을 마주보게 배치되는 하부 감지부를 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 기준 좌표는,
상기 상부 감지부로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 상부 기준 좌표; 및
상기 하부 감지부로부터 획득한 상기 변위 값으로부터 도출된 하부 기준 좌표를 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 상부 기준 좌표는,
제1 상부 기준 좌표; 및
상기 제1 상부 기준 좌표에서보다 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 상부 기준 좌표를 포함하고;
상기 하부 기준 좌표는,
상기 제1 하부 기준 좌표; 및
상기 제1 하부 기준 좌표에서보다 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값이 작은 제2 하부 기준 좌표를 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 검사 결과 도출부는,
상기 상부 기준 좌표의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값과 상기 하부 기준 좌표의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 좌표값의 차이를 도출하는 이차전지 검사장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 검사 결과 도출부는,
상기 제2 상부 기준 좌표로부터 상기 제1 상부 기준 좌표까지의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 영역과;
상기 제2 하부 기준 좌표로부터 상기 제1 하부 기준 좌표까지의 상기 감지부의 이동거리에 대응되는 영역에서 상호 중첩되는 영역의 너비를 도출하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 본체부로부터 상방으로 연장 형성되며; 상기 감지부를 지지하는 지지부를 더 포함하는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 본체부 및 상기 감지부는, 상기 이차전지를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 이차전지 검사장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 감지부는, 레이저 변위 센서를 포함하는 이차전지 검사장치. - 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지를 검사하는 이차전지 검사방법에 있어서,
상기 이차전지와의 이격 거리 변화에 따른 변위 값을 감지하는 감지부가 상기 변위 값을 획득하는 변위값 획득단계;
상기 감지부의 이동 거리 대비 상기 변위 값의 변화를 나타내는 그래프를 도출하는 그래프 도출단계;
상기 그래프 상에서 상기 변위 값들이 형성하는 기울기가 미리 설정된 기울기 값을 형성하는 영역에서 기준 좌표를 적어도 하나 이상 추출하는 기준 좌표 추출단계; 및
상기 기준 좌표를 바탕으로 상기 이차전지의 검사 결과를 도출하는 검사 결과 도출단계를 포함하는 이차전지 검사방법.
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| KR1020220039235A KR20230140283A (ko) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220039235A KR20230140283A (ko) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230140283A true KR20230140283A (ko) | 2023-10-06 |
Family
ID=88296411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220039235A KR20230140283A (ko) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 이차전지 검사장치 및 이를 이용하는 이차전지 검사방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230140283A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102659097B1 (ko) * | 2024-02-21 | 2024-04-19 | 주식회사 정안시스템 | 파우치형 이차전지 셀의 단선위치 및 단선길이 검사 시스템 |
-
2022
- 2022-03-29 KR KR1020220039235A patent/KR20230140283A/ko unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102659097B1 (ko) * | 2024-02-21 | 2024-04-19 | 주식회사 정안시스템 | 파우치형 이차전지 셀의 단선위치 및 단선길이 검사 시스템 |
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