KR20240040615A - 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법 - Google Patents

파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법에 관한 것으로, 파우치 셀이 직립한 상태로 안착되는 다이부; 및 상기 다이부 상부에 위치하여 상기 파우치 셀의 평탄도를 측정하는 측정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법에 관한 것이다.

Description

파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법{Device and method for inspecting deformation of pouch cell}
본 발명은 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파우치형 셀을 활성화하는 과정 또는 활성화과정이 끝난 파우치형 셀에서 벤딩 현상이 발생하였는지를 측정하기 위한 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 관한 것이다.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다.
이차전지는 전극 조립체의 구조에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지로 구분되는데, 그 중 파우치형 이차전지는 고용량, 고밀도의 이차전지를 얻을 수 있고, 저렴한 제조비용, 작은 중량, 다양한 형상을 가질 수 있다는 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다
이러한 파우치형 이차전지는 하부 분리막, 음극, 상부 분리막 및 양극 순으로 적층한 후, 롤(Roll) 라미네이션 공정에 따른 가열과 가압이 진행되고, 이후 절단하여 얻어진 모노셀을 수 십장 적층하는 공정으로 진행된다. 하지만 다양한 원인으로 인해 적층된 전극조립체가 전폭 방향으로 휘는 벤딩(bending) 현상이 발생할 수 있다.
또한, 파우치형 이차전지의 충방전 및 안정화하는 활성화 공정 과정에서도 셀 내부의 전극과 분리막의 접착력 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 벤딩 현상이 발생하기도 한다.
상기와 같은 벤딩 현상이 있는 이차전지는 패키징 등 후속 공정으로 이송되는 과정에서 설비와 충돌하거나, 낙하로 인해 발화되는 등 위험이 도사리고 있기 때문에 변형된 이차전지를 판별하는 일련의 검사 과정이 반드시 필요하다.
이와 관련하여, (특허문헌 1)에는 전지용기의 변형을 검사하는 장치가 개시되어 있다. 즉, 각형 전지용기(10) 양 측면에 위치할 수 있는 종동축(1)과 연결된 한 쌍의 가압판(2)을 구비하고 있으며, 이러한 가압판(2)을 전지용기(10) 표면에 밀착시킴으로써 전지용기(10)의 변형된 두께를 측정하게 된다.
하지만 파우치형 전지 셀의 경우에는 비교적 외형변화가 용이하기 때문에 가압판으로 변형 여부를 판단하는 것이 어렵고, 특히 어느 부위에서 변형이 발생하였는지는 확인이 불가능하다.
일본공개특허공보 제2014-165059호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 외형변화가 쉬운 파우치형 셀의 변형 여부를 검사할 수 있는 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 파우치 셀에서 변형이 발생한 경우 변형된 위치를 확인할 수 있는 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
게다가 본 발명에서는 디가스 공정 전에는 육안으로 확인하기 어려웠던 파우치 셀의 변형 여부까지 확인할 수 있는 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 변형 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우치형 셀의 변형 검사 장치는, 파우치 셀(S)이 직립한 상태로 안착되는 다이부(100); 및 상기 다이부(100) 상부에 위치하여 상기 파우치 셀(S)의 평탄도를 측정하는 측정부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 측정부재(200)는 상기 파우치 셀(S)의 측면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 측정부재(200)는 상기 파우치 셀(S)의 전장방향을 따라 복수개 구비되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 측정부재(200)는 투시창(211)이 마련되며 내부가 비어 있는 수용부(210), 상기 수용부(210)에 수납되는 이동바(220), 상기 이동바(220)에 장착된 도그(230), 상기 수용부(210)에 수납되며 일단은 상기 수용부(210)에 고정되고 타단은 상기 이동바(220) 일측 단부와 연결된 스프링(240), 및 상기 수용부(210) 인근에 위치하는 제1 센싱부(250)를 포함하되, 상기 도그(230)는 상기 투시창(211)을 통해 외부로 노출되며, 상기 이동바(220) 타측 단부에는 상기 수용부(210) 외측으로 돌출하는 접촉부(222)가 구비되고, 상기 제1 센싱부(250)는 상기 도그(230)가 투시창(211)을 통해 외부로 노출될 시에만 감지하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 접촉부(222)는 탄성재질로 이루어진 원추형인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 파우치 셀(S) 측면을 향해 상기 수용부(210)를 전진 또는 후진시키는 구동부(300)를 더 포함하되, 상기 구동부(300)는 수직하게 위치하면서 상기 측정부재(200)와 체결되는 제1 고정바(310), 상기 제1 고정바(310) 일측과 체결되며 상기 측정부재(200)와 평행하게 위치하는 제2 고정바(320), 상기 제2 고정바(320)의 이동경로를 제공하는 가이드레일(330), 및 설정된 거리만큼 상기 제2 고정바(320)를 직선으로 왕복시키는 선형 운동 부재(340)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 수용부(210)는 상기 파우치 셀(S) 전폭방향을 따라 일정 간격 이격된 복수개로 이루어지며, 상기 제1 고정바(310)는 상기 복수개의 수용부(210)들과 체결되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 파우치 셀(S)의 전폭방향을 따라 하부 가장자리, 상부 가장자리 및 하부 가장자리와 상부 가장자리 사이에 수용부(210)가 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 파우치 셀(S)의 전장방향을 따라 일측 가장자리, 타측 가장자리 및 일측 가장자리와 타측 가장자리 사이에 수용부(210)가 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치에서, 상기 측정부재(200)는 내부가 비어 있는 수용부(210), 및 상기 수용부(210)에 수납되는 제2 센싱부(260)를 포함하되, 상기 제2 센싱부(260)는 파우치 셀(S)과의 거리를 비접촉식으로 측정할 수 있는 제2 센서(261)가 구비된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법은, 파우치 셀(S)을 수직하게 위치시키는 제1 단계; 및 상기 파우치 셀(S) 측면에 위치한 측정부재(200)를 사용하여 상기 파우치 셀(S)의 평탄도로부터 정상여부를 판단하는 제2 단계;를 포함하되 상기 측정부재(200)는 접촉방식 또는 비접촉방식으로 상기 파우치 셀(S)의 평탄도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법에서, 상기 측정부재(200)는 투시창(211)이 마련되며 내부가 비어 있는 수용부(210), 상기 수용부(210)에 수납되는 이동바(220), 상기 이동바(220)에 장착된 도그(230), 상기 수용부(210)에 수납되며 일단은 상기 수용부(210)에 고정되고 타단은 상기 이동바(220) 일측 단부와 연결된 스프링(240), 및 상기 수용부(210) 인근에 위치하는 제1 센싱부(250)를 포함하며, 상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀(S) 측면과 상기 수용부(210)를 직교하도록 위치시킨 상태에서 상기 파우치 셀(S) 측면을 향해 정해진 위치까지 이동시켜 상기 도그(230)가 투시창(211)을 통해 외부로 노출되어 상기 제1 센싱부(250)가 상기 도그(230)를 감지할 시에는 정상으로 판정하고, 감지하지 않을 시에는 비정상으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법에서, 상기 측정부재(200)는 상기 파우치 셀(S)의 일측면 또는 양측면에 복수개가 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법에서, 상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀(S)의 전장을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부(210)를 상기 파우치 셀(S)의 일측면 또는 양측면으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법에서, 상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀(S)의 전폭을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부(210)를 상기 파우치 셀(S)의 일측면 또는 양측면으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 방법에서, 상기 제2 단계에서 도그(230)가 감지되지 않을 시에는 알람을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 의하면, 파우치형 셀과의 접촉 또는 비접촉 방식을 통해, 파우치형 셀의 변형 여부를 알 수 있다는 이점이 있다.
또 본 발명에 따른 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 의하면, 파우치 셀의 일측면 또는 양측면으로 이동이 가능한 도그와, 도그를 감지할 수 있는 센싱부를 구비하고 있어, 파우치형 셀의 변형 여부를 쉽게 알 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 의하면, 파우치 셀의 일측면 또는 양측면으로 이동이 가능한 복수개의 도그와, 도그를 감지할 수 있는 센싱부를 구비하고 있어, 변형된 위치를 확인할 수 있다는 장점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 파우치형 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 파우치형 셀의 변형 검사 방법에 의하면, 파우치 셀의 일측면 또는 양측면으로 이동이 가능한 복수개의 도그를 센싱함으로써 변형 정도를 측정할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전지용기의 변형을 검사하는 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 파우치 셀이 장착된 상태의 모습이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 측정부재의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 측정부재의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 변형된 측정부재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에서 측정부재와 구동부의 결합구조를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 측정부재의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 검사 장치에서 정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 도그의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 검사 장치에서 비정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 도그의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 검사 장치에서 정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 제2 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 검사 장치에서 비정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 제2 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 파우치 셀의 변형 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 파우치 셀이 장착된 상태의 모습, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치의 모식도, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 측정부재의 사시도 그리고 도 5는 도 4에 도시한 측정부재의 분해사시도이다.
도 2 내지 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치는, 다이부(100), 측정부재(200), 구동부(300), 및 파지수단(400)를 포함하여 구성된다.
먼저, 다이부(100)는 플레이트 형상의 베이스(110)와 안착부(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 베이스(110)를 가로 지르도록 배치된 안착부(120)는 검사할 대상인 파우치 셀(S)의 정확한 안착위치를 알려주기 위한 것으로 베이스(110) 상면 보다 약간 돌출한 상태인 것이 바람직하다.
측정부재(200)는 파우치 셀(S) 일측면 또는 양측면에 위치하면서 파우치 셀(S)의 평탄도, 즉 벤딩(bending) 현상이 발생하였는지를 물리적으로 판단하기 위한 구성이다.
이러한 측정부재(200)는 내부가 비어 있는 원통 모양의 수용부(210), 수용부(210)에 수납되는 이동바(220), 이동바(220)에 장착된 도그(230), 탄성체인 스프링(240), 및 수용부(210) 인근에 위치하는 제1 센싱부(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 수용부(210)는 도그(230)가 장착된 상태의 이동바(220)를 가이드하기 위한 구성으로, 수용부(210) 소정 영역에는 도그(230)의 위치를 확인할 수 있도록 투시창(211)이 마련되어 있다.
여기서, 투시창(211)은 유리 등 투명한 재질에 의해 외부와 차단된 경우뿐만 아니라 단순히 개방되어 있는 경우도 포함한다.
도그(230)가 장착된 상태의 이동바(220)는 파우치 셀(S)의 평탄도 여부에 따라 이동이 가능하다.
상세하게는 원기둥 형상을 갖는 이동바(220)의 일측 단부는 스프링(240) 일측과 연결되고, 또 스프링(240) 타측은 수용부(210) 일측에 고정되어 있다.
그리고 이동바(220)의 타측 단부에는 수용부(210) 외측으로 돌출하도록 위치하는 접촉부(222)가 구비되어 있다. 따라서 외력이 작용하지 않을 시에는 이동바(220)가 움직이지 않지만, 파우치 셀(S)의 굴곡진 부분, 즉 외측으로 휘어진 부분에 의해 눌릴 시에는 스프링(240)이 위치하는 방향으로 이동하며, 이때 도그(230)도 함께 움직하게 된다.
이동바(220)는 서로 분리가 가능한 2개로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 암수나사 체결방식일 수 있으나 이에 제한하지 않으며, 도그(230)의 탈부착이 용이하도록 체결부위는 연장부(221)에 구비되는 것이 좋다.
부연 설명하면, 이동바(220)의 소정 위치, 예를 들어 서로 연결되는 중앙 부근에는 외경이 줄어든 바 형상의 연장부(221)가 구비될 수 있으며, 이러한 연장부(221)에 도그(230)가 장착된다.
접촉부(222)는 대략 원추형인 것이 바람직하고, 고무나 실리콘과 같은 탄성재질로 이루어지는 것이 보다 바람직한데, 이는 파우치 셀(S)이 손상 받는 것을 방지하기 위함이다. 물론 파우치 셀(S)이 손상 받지 않는 구조라면 스프링, 또는 스프링 외면을 고무가 감싸고 있는 형태 등 다양하게 변경되어도 무방하다.
계속해서 도그(230)에 관해 설명하기로 한다. 앞서 설명한 바와 같이 도그(230)는 도우넛 형상으로 이동바(220)의 연장부(221)에 장착되어 있으며, 이동바(220)의 접촉부(222)와 파우치 셀(S)이 닿지 않는 상태라면 투시창(211)을 통해 노출되도록 위치한다.
이러한 도그(230)는 제1 센싱부(250)에 의해 감지될 수 있다. 상세하게 제1 센싱부(250)는 수용부(210)와 직교하게 위치하는데 투시창(211)과 서로 대면하는 위치에는 도그(230)를 인식할 수 있는 제1 센서(251)가 구비되어 있다.
따라서 제1 센서(251)는 수용부(210)의 투시창(211)을 통해서만 도그(230)를 감지할 수 있고, 만약 도그(230)가 투시창(211)의 좌우로 이동할 시에는 감지하지 못한다.
예를 들어, 도그(230) 외측면에 유색 잉크로 이루어진 코팅층이 형성되어 있고, 제1 센서(251)는 도그(230)의 코팅층을 감지할 수 있는 컬러 센서일 수 있다. 특히 도그(230) 외측면의 코팅층을 형성하는 잉크가 일정 간격으로 형성된 띠 모양이고 또 색상이 서로 상이한 다수개의 코팅층으로 이루어질 시에는 색상 변화를 통해 도그(230)의 이동거리까지 감지하는 것이 가능하다.
물론 도그(230)를 감지할 수 있다면 도그(230)와 제1 센서(251)는 전술한 예로 한정되지 않는다.
활성화 공정을 거친 파우치 셀(S)은 전폭(W), 즉 전극 리드가 구비된 면을 따라 벤딩(bending) 현상이 발생할 수 있다. 따라서 파우치 셀(S)의 전폭을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부(210)가 위치하는 것이 바람직하고, 파우치 셀(S)의 하부 가장자리, 상부 가장자리, 그리고 하부 가장자리와 상부 가장자리 사이에 수용부(210)가 위치하는 것이 보다 바람직하다.
상기와 같이 수용부(210)가 위치할 경우 전폭(W)의 일정 영역에 대해 벤딩 현상이 발생하였는지를 판단할 수 있다.
특히 전술한 수용부(210)들이 파우치 셀(S)의 전장(L)을 따라 일측 가장자리, 타측 가장자리, 및 일측 가장자리와 타측 가장자리 사이에도 위치할 시에는 파우치 셀(S)의 거의 모든 영역에서의 벤딩 현상 발생여부를 알 수 있다.
한편 측정부재(200)가 파우치 셀(S)의 일측면에만 위치하는 것 보다 파우치 셀(S)의 양측면에 서로 대응하도록 구비되는 것이 더욱 좋은데, 이는 일부 측정부재(200)가 제대로 작동하지 못하는 경우가 발생하더라도 검사 결과의 정확성을 높일 수 있기 때문이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 변형된 측정부재의 사시도이다. 도 6과 같이 변형된 측정부재를 사용하는 것도 가능하다.
즉, 변형된 측정부재에서는 최대 외경이 이동바(220)의 외경 보다 작은 대략 원추형 모양을 갖는 도그(230)가 이동바(220)의 연장부(221)에 구비되는 한편, 제1 센싱부에 장착된 제1 센서는 레이저 센서, 초음파 센서, 적외선 센서 등 근접 변위 센서이다. 이러한 변형된 측정부재에 의하면, 도그(230)가 투시창(211) 부분에 위치하는지 확인이 가능할 뿐만 아니라, 원추형 외형으로 인해 도그(230)의 이동거리도 확인이 가능하다.
다시 도 2 내지 5를 참조하면, 제1 센싱부(250)에는 전술한 제1 센서(251)가 장착되어 있으며, 이때 모든 도그(230)를 센싱할 수 있도록 수용부 (210)의 투시창(211)과 동일한 개수의 제1 센서(251)가 구비되는 것이 바람직하고, 투시창(211)과 동일한 수평선상에 위치하는 것이 보다 바람직하다.
비록 도면에서는 제1 센싱부(250)가 베이스(110)에 위치하는 것으로 도시하고 있으나 반드시 이에 제한하지 않는다.
한편 파지수단(400)은 검사할 파우치 셀(S)을 이동하고 일시적으로 고정하기 위한 것으로, 파우치 셀(S)에 손상을 주지 않는다면 특별히 제한하지 않으며 일 예로 집게 또는 진공 흡착판일 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에서 수용부와 구동부의 결합구조를 보여주는 사시도이다.
파우치 셀(S)의 벤딩 현상을 확인하기 위해서는 전술한 수용부(210)는 파우치 셀(S) 측면과 직교하도록 위치해야 하고, 벤딩 부위를 확인하기 위해서는 다수개의 수용부(210)를 사용하는 것이 바람직하다.
구동부(300)는 수용부(210)를 파우치 셀(S) 측면과 직교하는 방향으로 이동시키는 기능과 함께 다수개의 수용부(210)를 서로 연결하기 위한 구성이다.
상세하게, 구동부(300)는 수용부(210)와 체결되는 제1 고정바(310), 제1 고정바(310) 일측과 체결되는 제2 고정바(320), 제2 고정바(320)의 이동경로를 제공하는 가이드레일(330), 및 선형 운동 부재(340)를 포함하여 구성된다.
제1 고정바(310)는 파우치 셀(S)의 전폭 방향을 따라 배치되는 다수개의 수용부(210)을 고정 및 지지하기 위한 것으로, 수용부(210)와는 직교하는 방향, 즉 수직하게 세워져 있다. 여기서, 제1 고정바(310)와 수용부(210)가 체결될 수 있다면 체결방법이나 수단은 특별히 제한하지 않으며, 비록 도면에서는 제1 고정바(310)가 2개인 것으로 도시하고 있으나 이는 일 예시일 뿐 변경이 가능하다.
제2 고정바(320)는 수직하게 세워진 제1 고정바(310)를 고정 및 지지하기 위한 것으로, 수용부(210)와 평행하게 위치하며 이들의 체결방법은 특별히 제한하지 않는다. 비록 제1 고정바(310)와 제2 고정바(320)를 구분하여 설명하였지만 이들이 하나의 몸체로 구성되어도 무방하다.
가이드레일(330)은 제2 고정바(320)가 파우치 셀(S)의 측면과 직교하는 방향으로 정확하게 이동할 수 있도록 유도하기 위한 구성으로, 길이 방향을 따라 오목 홈이 형성될 수 있다.
그리고 제2 고정바(320) 일측과 연결되어 있는 선형 운동 부재(340)는 제2 고정바(320)를 직선으로 왕복시키기 위한 구성으로, 설정된 거리만큼 제2 고정바(320)를 선형 운동시킬 수 있다면 특별히 제한하지 않지만 바람직하게는 서보 모터 또는 공압 실린더이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치의 모식도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치 셀 변형 검사 장치에 구비되는 측정부재의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 검사 장치는 측정부재(200)를 제외하고 나머지는 전술한 제1 실시예와 동일한다. 다시 말해, 제2 실시예에의 측정부재는 내부가 비어 있는 수용부(210)와 수용부(210)에 수납되는 제2 센싱부(260)로 구성되며, 이때 제2 센싱부(260)에는 파우치 셀(S)과의 거리를 비접촉식으로 측정할 수 있는 제2 센서(261), 예를 들어 레이저 센서, 초음파 센서, 적외선 센서 등 근접 변위 센서이다.
다음은 전술한 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 검사 장치를 사용하여 파우치 셀의 변형 여부를 검사하는 방법에 관해 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 검사 장치에서 정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 도그의 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 검사 장치에서 비정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 도그의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면을 참조하면서 설명하면, 본 발명에 따른 파우치 셀(S)의 변형여부를 검사하는 방법은, 파우치 셀(S)을 수직하게 위치시키는 제1 단계, 및 파우치 셀(S) 측면에 위치한 측정부재(200)를 사용하여 파우치 셀(S)의 평탄도로부터 정상여부를 판단하는 제2 단계를 포함하여 구성된다.
먼저 제1 단계에서는 파지수단(400)을 사용하여 지면 또는 베이스에 대해 파우치 셀(S)을 수직하게 위치시킨 후 고정한다. 물론 전극 리드가 베이스에 부딪히지 않도록 파우치 셀(S)의 전장과 베이스가 평행한 상태이다.
제2 단계에서는 수용부(210)를 파우치 셀(S) 측면과 직교하도록 위치시킨 상태에서 파우치 셀(S) 측면을 향해 정해진 위치, 보다 상세하게는 파우치 셀(S)과 밀착하거나 근접할 때까지 이동시킨다. 이때 측정부재(200)와 파우치 셀(S)의 이격 거리는 사전에 측정해 두어야 함은 자명하다.
선형 운동 부재(340)는 파우치 셀(S)의 전장 및 전폭을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부(210)들을 파우치 셀(S)의 일측면을 향해 이동시키는 것이 바람직하고, 파우치 셀(S)의 양 측면으로 이동시키는 것이 보다 바람직하고, 모든 수용부(210)들을 동일한 거리만큼 이동시키는 것이 가장 바람직하다.
파우치 셀(S)의 정상여부는 도그(230)의 위치로부터 판단한다. 도 10과 같이, 파우치 셀(S)이 정상, 즉 벤딩 현상이 없는 경우라면 파우치 셀(S) 양측에서 이동한 수용부(210)의 접촉부(222)는 파우치 셀(S) 측면과 단순히 접촉하거나 매우 근접한 정도이므로, 모든 도그(230)는 투시창(211)을 통해 노출되어 제1 센서(251)가 감지할 수 있다.
반면 도 11과 같이 파우치 셀(S)이 비정상, 즉 일부 위치에 벤딩 현상이 발생한 경우라면 파우치 셀(S) 양측에서 이동한 수용부(210)의 접촉부(222) 중 일부는 정해진 위치까지 이동하지 못한다.
다시 말해 수용부(210)가 접근하는 방향으로 휘어진 부분은 수용부(210)에 수납된 접촉부(222)를 가압하기 때문에 해당 도그(230)는 투시창(211)에 위치하지 못하게 되어 제1 센서(251)가 감지할 수 없거나, 투시창(211)에 위치하더라도 설정된 범위 이상으로 도그(230)가 이동함으로써 도그(230)의 일부분만 위치하게 된다.
상기와 같이 모든 도그(230)가 감지될 시에는 해당 파우치 셀(S)은 벤딩 현상이 없는 정상에 해당되고, 감지되지 못한 도그(230)가 있거나 감지되더라도 정해진 범위 이상으로 도그(230)가 이동하였을 시에는 비정상으로 판정되는 것이다.
파우치 셀(S)이 비정상으로 판정될 시에는 작업자 쉽게 인식할 수 있도록 소리 등 알람을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편 도 6에 도시한 구성을 갖는 원추형 모양을 갖는 도그(230)가 구비된 측정부재(200)를 사용할 시에는 도그(230)와 제1 센서(251)와의 거리 측정을 통해 파우치 셀(S)의 불량여부를 판단할 수 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 검사 장치에서 정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 제2 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 검사 장치에서 비정상 상태의 파우치 셀이 장착된 경우 제2 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
제2 실시예에 따른 검사 장치를 사용할 시에는, 제2 센서(261)가 파우치 셀(S)과 일정거리 이격된 상태를 유지하도록 위치시킨 후, 파우치 셀(S)과 제2 센서(261)와의 거리를 측정한다. 측정한 모든 결과가 설정한 범위 이내이면 정상으로 판단으로, 하나 이상의 결과가 설정한 범위를 벗어나면 불량으로 판단한다.
제2 실시예에 따른 검사 장치는 제1 실시예의 검사 장치와 비교할 때, 파우치 셀(S)과 밀착하거나 근접할 때까지 이동시키지 않아도 된다는 이점이 있다.
지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100: 다이부
110: 베이스
120: 안착부
200: 측정부재
210: 수용부 211: 투시창
220: 이동바
221: 연장부 222: 접촉부
230: 도그
240: 스프링
250: 제1 센싱부 251: 제1 센서
260: 제2 센싱부 261: 제2 센서
300: 구동부
310: 제1 고정바
320: 제2 고정바
330: 가이드레일
340: 선형 운동 부재
400: 파지수단
S: 파우치 셀
L: 전장
W: 전폭

Claims (16)

  1. 파우치 셀이 직립한 상태로 안착되는 다이부; 및
    상기 다이부 상부에 위치하여 상기 파우치 셀의 평탄도를 측정하는 측정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부재는 상기 파우치 셀의 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정부재는 상기 파우치 셀의 전장방향을 따라 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정부재는 투시창이 마련되며 내부가 비어 있는 수용부, 상기 수용부에 수납되는 이동바, 상기 이동바에 장착된 도그, 상기 수용부에 수납되며 일단은 상기 수용부에 고정되고 타단은 상기 이동바 일측 단부와 연결된 스프링, 및 상기 수용부 인근에 위치하는 제1 센싱부를 포함하되,
    상기 도그는 상기 투시창을 통해 외부로 노출되며, 상기 이동바 타측 단부에는 상기 수용부 외측으로 돌출하는 접촉부가 구비되고, 상기 제1 센싱부는 상기 도그가 투시창을 통해 외부로 노출될 시에만 감지하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접촉부는 탄성재질로 이루어진 원추형인 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 파우치 셀 측면을 향해 상기 수용부를 전진 또는 후진시키는 구동부를 더 포함하되, 상기 구동부는 수직하게 위치하면서 상기 측정부재와 체결되는 제1 고정바, 상기 제1 고정바 일측과 체결되며 상기 측정부재와 평행하게 위치하는 제2 고정바, 상기 제2 고정바의 이동경로를 제공하는 가이드레일, 및 설정된 거리만큼 상기 제2 고정바를 직선으로 왕복시키는 선형 운동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 파우치 셀 전폭방향을 따라 일정 간격 이격된 복수개로 이루어지며, 상기 제1 고정바는 상기 복수개의 수용부들과 체결되는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파우치 셀의 전폭방향을 따라 하부 가장자리, 상부 가장자리 및 하부 가장자리와 상부 가장자리 사이에 수용부가 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 파우치 셀의 전장방향을 따라 일측 가장자리, 타측 가장자리 및 일측 가장자리와 타측 가장자리 사이에 수용부가 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 측정부재는 내부가 비어 있는 수용부, 및 상기 수용부에 수납되는 제2 센싱부를 포함하되,
    상기 제2 센싱부는 파우치 셀과의 거리를 비접촉식으로 측정할 수 있는 제2 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 장치.
  11. 파우치 셀을 수직하게 위치시키는 제1 단계; 및
    상기 파우치 셀 측면에 위치한 측정부재를 사용하여 상기 파우치 셀의 평탄도로부터 정상여부를 판단하는 제2 단계;를 포함하되
    상기 측정부재는 접촉방식 또는 비접촉방식으로 상기 파우치 셀의 평탄도를 측정하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측정부재는 투시창이 마련되며 내부가 비어 있는 수용부, 상기 수용부에 수납되는 이동바, 상기 이동바에 장착된 도그, 상기 수용부에 수납되며 일단은 상기 수용부에 고정되고 타단은 상기 이동바 일측 단부와 연결된 스프링, 및 상기 수용부 인근에 위치하는 제1 센싱부를 포함하며,
    상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀 측면과 상기 수용부를 직교하도록 위치시킨 상태에서 상기 파우치 셀 측면을 향해 정해진 위치까지 이동시켜 상기 도그가 투시창을 통해 외부로 노출되어 상기 제1 센싱부가 상기 도그를 감지할 시에는 정상으로 판정하고, 감지하지 않을 시에는 비정상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정부재는 상기 파우치 셀의 일측면 또는 양측면에 복수개가 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀의 전장을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부를 상기 파우치 셀의 일측면 또는 양측면으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 단계에서는 상기 파우치 셀의 전폭을 따라 일정 간격 이격된 복수개의 수용부를 상기 파우치 셀의 일측면 또는 양측면으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2 단계에서 도그가 감지되지 않을 시에는 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 파우치 셀의 변형 검사 방법.
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