KR20240053436A - 저측정압 캘리퍼스를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법 - Google Patents

저측정압 캘리퍼스를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법 Download PDF

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Abstract

본원발명은 직육면체 형태의 전지셀이 곡면으로 변형된 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있는 저측정압 캘리퍼스를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법에 관한 것이다.
본원발명은 곡면 전지셀의 형태에 맞춘 원호 형태의 지그를 사용하여 곡면 전지셀을 바닥에 대해서 수직으로 고정하고, 고정된 위치의 저측정압 캘리퍼스를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있다.

Description

저측정압 캘리퍼스를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법{Curved battery cell thickness measurement apparatus comprising a lower static pressure callipers and a curved cell thickness measurement method using the same}
본원발명은 저측정압 캘리퍼스를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법에 관한 것이다. 구체적으로 직육면체 형태의 전지셀이 곡면으로 변형된 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용한 곡면 전지셀 두께 측정방법에 관한 것이다.
리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 원통형 또는 각형의 금속 캔에 전극조립체가 내장되어 있는 원통형 이차전지 및 각형 이차전지, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다. 파우치형 케이스는 형태 변형이 자유롭기 때문에 비정형 형태의 전지셀 제조에 활용될 수 있다. 제품의 형태에 맞추어 전극조립체의 형태를 변형하고 이를 파우치형 케이스에 내장시켜 비정형 형태의 전지셀을 제조할 수 있다.
통상적으로 제조된 직육면체의 파우치형 전지셀의 장변을 원호와 같은 형태로 변형한 곡면 전지셀에 대한 수요가 증가하고 있다. 손목에 차는 스마트 기기, VR 기기와 같이 제품이 외면이 원기둥의 외면과 유사하고 장치 내부의 공간적 제약이 크거나, 전지 용량을 증가할 필요가 있을 때, 곡면 전지셀을 사용하는 것이 유리하다.
곡면 전지셀은 곡면 형태의 전극조립체를 사용하여 제조된다. 공간을 최대한 활용하기 위해서 곡면 전지셀의 형태를 변형한 것인바, 곡면 전지셀의 내경, 외경, 및 두께 등의 수치를 정확하게 측정할 필요가 있다.
전지셀은 금속 등에 대비하여 경도가 약하기 때문에 저측정압 캘리퍼스를 사용하여 수치를 측정한다.
도 1은 저측정압 캘리퍼스에 대한 모식도이다. 특히 도 1은 눈금 형태의 캘리퍼스가 아닌 눈금을 디지털로 표시하는 디지털 저측정압 캘리퍼스를 나타내고 있다. 눈금 형태로서 사람이 직접 수치를 읽거나 디지털로 표시하는 것은 캘리퍼스 관련 분야에서 이미 널리 알려진 기술인바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 도 1에서는 디지털 저측정압 캘리퍼스를 개시하였으나, 이는 아날로그 저측정압 캘리퍼스에도 적용이 될 수 있다.
도 1을 참고하며, 저측정압 캘리퍼스(100)는 어미자(130), 어미자(130)의 일단에 고정된 외측용 조(120A), 외측용 조(120A)의 내측에 배치되며 어미자(130)를 따라서 특정거리(DJ)만큼 이동이 가능한 어미자 조(132), 상기 어미자 조(132)에 걸리는 압력을 측정하고 표시하는 정압장치(110), 어미자(130)를 따라서 이동하는 외측용 조(120B), 외측용 조(120B)와 같이 이동하면서 측정치를 표시하는 디지털표시부(170), 외측용 조(120B)의 이동을 제한하는 스토퍼(140), 깊이를 측정할 수 있는 깊이측정팁(150), 외측용 조(120B)를 임시로 고정하는 고정나사(160), 외측용 조(120B)의 이동을 돕는 썸롤러(180)를 포함한다.
저측정압 캘리퍼스(100)는 측정 시 가해지는 측정압의 영향으로 일반적인 표준 캘리퍼스로는 정확히 측정할 수 없는 플라스틱이나 고무와 같이 탄력이 있는 물체를 측정하는데 사용된다. 외측용 조(120A, 120B) 사이에, 정확히는 어미자 조(132)와 외측용 조(120B)에 측정하려는 물체를 놓고 외측용 조(120B)를 이동하여 측정하려는 물체의 양 끝에 어미자 조(132)와 외측용 조(120B)를 닿게 한다. 이때 썸롤러(180)를 사용하여 외측용 조(120B)를 쉽게 이동할 수 있다.
가해지는 압력이 높을 경우 어미자 조(132)는 일정 거리(DJ)를 이동할 수 있으며, 통상적으로 0.3㎜ 이내로 이동할 수 있다. 가해지는 압력은 정압장치(110)의 정압표시부(115)에 나타나며, 측정하려는 물체에 가해지는 압력이 정압 영역의 범위에 있는 것을 정압표시부(115)에서 확인하고 이때 디지털표시부(170)에 나타난 표시값을 통해서 곡면 전지셀의 두께(DC)를 측정할 수 있다.
도 1에서 점선 A를 확대한 확대도를 참고하면, 정압표시부(115)는 바늘(116)이 기준이 된다. 정압에 못 미치는 압력이 가해질 때는 바늘(116)은 하압영역(118)에 위치하게 되고, 정압보다 높은 압력이 가해질 때는 바늘(116)은 상압영역(119)에 위치한다. 정압(50gf)이 되면 정압영역(117)에 위치한다. 바늘(116)이 정압영역(117)에 있을 때 디지털표시부(170)에 나타난 표시값을 읽어야 한다.
리셋버튼(170)을 통해서 측정의 초기 위치 등을 리셋할 수 있다.
도 2는 저측정압 캘리퍼스를 사용하여 물체를 측정하는 방법에 대한 모식도이다. 도 2는 도 1에서 점선 B 부분을 확대한 것이다.
물체의 외측을 측정할 때 일반적인 캘리퍼스는 2개의 외측용 조(120A, 120B) 사이, 저측정압 캘리퍼스의 경우에는 어미자 조(132)와 외측용 조(120B) 사이에 물체를 배치하고 물체에 2개의 조가 닿게 하여 물체의 외측을 측정(DC)한다.
일반적으로 물체의 외측이란 2개의 조에 닿을 경우의 최단 거리를 측정한다. 직육면체의 전지셀의 경우 서로 마주되는 외측 2면 사이의 거리를 누구나 정확하고 일관되게 측정하는데 별 어려움이 없다.
도 3은 본원발명에서 측정하고자 하는 곡면 전지셀(200)의 예시이다. 곡면 전지셀(200)은 원기둥을 높이 방향으로 1/2을 절개한 형태이다. 원기둥이 기본 형태이므로 위치 등을 표시하는데 직교 좌표계보다는 원기둥 좌표계가 적합하다. 원기둥의 가장 하단부 중심을 기준으로 특정 위치를 0도로 기준으로 하여 회전하는 각도(θ), 반지름의 이동거리(r), 높이(z)의 3가지를 가지고 위치를 특정할 수 있다. 곡면 전지셀(200)은 z축 길이가 h이며, 각도(θ)는 180도, 내부 빈공간의 반지름(r)는 r1이고 외경은 r2이다. 곡면 전지셀(200)에서 통상적으로 측정하고자 하는 두께는 Dc는 r2에서 r1을 뺀 값이다. r2 및 r1을 측정하는 위치는 기본적으로는 각도(θ)가 수직인 90도이고, Dc의 값이 변할 경우에는 각도(θ)를 3개의 위치에서 측정한 하 평균값을 구한다. 도 3의 경우 각도(θ)를 0도, 90도, 180도에서 측정할 수 있다.
전극조립체 또는 파우치형 전지셀은 금속 등에 대비하여 경도가 약하기 때문에 저측정압 캘리퍼스를 사용하여 수치를 측정한다. 특히 파우치형 곡면 전지셀과 같이 비정형 형태는 측정하는 위치(상/중하)에서 모두 동일한 압력으로 측정해야 하므로 저측정압은 물론 정압까지 필요하다.
도 4는 캘리퍼스를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 측정할 때 발생할 수 있는 측정오차를 나타낸다. 물체를 2개의 외측용 조(120A, 120B)를 사용하는 경우로서, 직육면체와 유사한 외측용 조의 단순화하여 사각형으로 표시하였다. 곡면 전지셀(200) 또한 그 형태 및 크기를 측정 오차에 대한 개념을 쉽게 인식하도록 과장되게 나타내었다.
도 4의 a)는 도 3의 원통형 좌표를 기준으로 z가 0인 단면을 나타낸다. 곡면 전지셀의 두께(DC)의 바른 측정예를 나타내고 있다. b)는 측정하는 외측용 조(120A, 120B)가 원호의 중심을 향하지 않아서 실측값인 DC보다 더 큰 D1C가 측정되는 오류를 나타내고 있다.
도 4의 c)는 측정을 위해서 곡면 전지셀(200)의 수직 좌표 z를 따라서 외측용 조가 접촉을 해야 하나(실선 사각형), 틀어진 형태(점선 사각형)로 측정이 되는 오류를 나타내고 있다.
이와 같이 곡면 전지셀의 측정과 관련하여 다양한 오차가 발생할 수 있다. 통상적으로 곡면 전지셀을 한 손에 들고 다른 손으로는 캘리퍼스를 사용하여 측정을 할 경우 도 4와 같은 오차가 발생하여 정확한 값을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 동일한 사람이 측정을 하는 경우에도 일관된 값을 얻을 수 없는 문제가 있다. 특히나 전극조립체, 곡면 전지셀과 같이 경도가 약할 경우, 틀어진 형태로 외측용 조를 접촉시킬 경우 모서리가 닿게 되어 정압 측정에서도 오류가 발생한다. 이 경우 최대 40㎛의 오차가 발생할 수 있다.
특허문헌 1은 평판 형상으로 구비되어 상면에 절삭공구가 정렬되도록 횡방향을 따라 가이더홈이 하향 함몰 형성되되, 상면 일측에 삽입홈이 종방향을 따라 상기 가이더홈과 수직으로 배치되어 하향 함몰 형성되는 베이스판부; 상기 베이스판부의 상면에 고정되되 상기 가이더홈과 폭방향으로 이격 배치되는 측정지지부와, 상기 측정지지부에 연결되어 상기 가이더홈의 상부에 이격 배치되되 상기 절삭공구의 단부와 접촉 정렬되도록 길이방향을 따라 선택적으로 이동되는 측정이동자와, 상기 절삭공구의 단부가 접촉 정렬된 상기 측정이동자의 설치기준면과 상기 삽입홈 간의 간격이 표시되는 간격표시부를 포함하는 측정부; 및 평판 형상으로 구비되어 상기 베이스판부와 수직으로 배치된 상태에서 하부 테두리가 상기 삽입홈에 선택적으로 삽입되되, 절삭공구가 관통 삽입되어 길이가 정렬 및 설정되도록 중앙부에 상기 절삭공구의 외경을 초과하는 내경의 관통홀이 관통 형성되어 상기 가이더홈에 정렬되며, 상기 관통홀에 관통 삽입된 상기 절삭공구가 고정되도록 고정핀부가 구비되는 정렬지그부를 포함하는 공구길이 프리세터에 관한 것이다.
특허문헌 2는 길이 측정장비에 관한 것으로서 바닥판, 고정 플레이트, 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 측정 치구, 슬라이드 및 척; 상기 고정판은 상기 바닥판에 세워 고정되며, 상기 가이드레일은 상기 바닥판에 고정되고 상기 고정판과 서로 수직으로 형성되고, 상기 가이드레일의 일단은 상기 고정판과 대향되는 구성을 개시하고 있다.
특허문헌 3은 대상물의 치수를 측정하기 위한 가동 죠 부착 캘리퍼스에 관한 것으로서, 이 캘리퍼스의 죠에 압력 액추에이터를 장착하기 위한 탄성 장착구와 장착 방법을 개시하고 있다.
특허문헌 4는 배터리 셀의 외장재의 폭 및 길이를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 배터리 셀이 놓이는 베이스부; 상기 베이스부와 수직한 제1 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제1 고정블록; 상기 베이스부 및 상기 제1 기준면 모두와 수직한 제2 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제2 고정블록; 상기 제1 기준면을 향하여 돌출 형성되어 상기 배터리 셀과 접촉할 수 있는 접촉 핸드를 가지며 상기 접촉 핸드를 이용하여 상기 배터리 셀을 상기 제1 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P1)으로 밀어주는 제1 가동블록; 및 상기 배터리 셀을 상기 제2 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P2)으로 밀어주는 제2 가동블록을 구비하고 있다.
특허문헌 1 내지 4 모두 정밀한 측정을 위한 장치이나, 본원발명에서 언급하고 있는 곡면 전지셀과 같은 형태에 대해서 정확하고 일관된 측정값을 제공할 수 있는 기술에 대해서는 언급하고 있지 않다.
대한민국 등록특허공보 제2320734호 (2021.10. 27) ('특허문헌 1') 중국 실용신안공보 제215864992호 (2022.02.18) ('특허문헌 2') 일본 등록특허공보 제6674194호 (2020.03.10) ('특허문헌 3') 대한민국 등록특허공보 제1764948호 (2017.07.28) ('특허문헌 4')
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 곡면 전지셀과 같이 곡면을 포함하고 있으며, 경도가 약한 분리막, 전극, 전극조립체, 파우치형 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용하여 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본원발명은 평면 형상의 바닥, 캘리퍼스, 상기 캘리퍼스의 어미자를 고정하여 상기 캘리퍼스를 바닥으로부터 일정한 거리를 이격시켜 고정하는 지지대, 상기 캘리퍼스의 외측용 조 하부에 위치하는 원호 형상의 제1고정부와 제2고정부를 포함하는 지그, 상기 제1고정부를 이동시키는 제1이동부를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치에 있어서, 상기 외측용 조 중 하나에는 제1정압센서가 구비되는 곡면 전지셀 두께 측정장치를 제공한다.
상기 제1고정부 및 제2고정부 중 적어도 하나에는 제2정압센서가 구비될 수 있다. 상기 제2정압센서는 제1고정부 및/또는 제2고정부의 중앙에 위치할 수 있다.
상기 캘리퍼스는 저측정압 캘리퍼스이다.
상기 제1고정부 및 제2고정부는 원호의 중심선이 일치하고, 상기 캘리퍼스의 어미자는 상기 중심선을 따라 배치되고 상기 바닥으로부터 일정한 거리가 이격될 수 있다.
상기 제1고정부는 상기 중심선을 따라 이동할 수 있다.
또한 상기 제2고정부를 이동시키는 제2이동부가 부가될 수 있다.
본원발명은 또한 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치를 사용한 곡면 전지셀 두께 측정방법으로서,
1) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부를 이격시키는 단계,
2) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부 사이에 곡면 전지셀을 위치시키는 단계,
3) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부를 밀착시켜 상기 곡면 전지셀을 수직으로 고정시키는 단계,
4) 상기 캘리퍼스를 통해 상기 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 단계를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정방법을 제공한다.
상기 단계 4)에서 상기 제1정압센서의 측정값이 정압 영역의 범위에 있을 때 상기 캘리퍼스의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득할 수 있다.
상기 단계 4)에서 상기 제1정압센서의 측정값과 상기 제1고정부 및 제2고정부 중 적어도 하나에 구비된 제2정압센서의 측정값 모두가 정압 영역의 범위에 있을 때 상기 캘리퍼스의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득할 수 있다.
상기 곡면 전지셀은 직육면체 형태 전지셀의 장변을 원호와 같은 형태로 변형한 것이며, 상기 원호의 중앙 및 좌우측에서 상기 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 각각 측정할 수 있다.
상기 곡면 전지셀을 상기 지그를 따라 회전시키면서 상기 원호의 중앙 및 좌우측에서 각각 상기 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 측정할 수 있다.
본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명은 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있다. 본원발명은 곡면 전지셀과 같이 곡면을 포함하고 있으며, 경도가 약한 분리막, 전극, 전극조립체, 파우치형 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정할 수 있는 곡면 전지셀 두께 측정장치 및 이를 이용하여 곡면 전지셀의 두께를 정확하고 일관되게 측정하는 방법을 제공한다.
도 1은 저측정압 캘리퍼스에 대한 모식도이다.
도 2는 저측정압 캘리퍼스를 사용하여 물체를 측정하는 방법에 대한 모식도이다.
도 3은 본원발명에서 측정하고자 하는 곡면 전지셀의 예시이다.
도 4는 캘리퍼스를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 측정할 때 발생할 수 있는 측정오차를 나타낸다.
도 5는 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치에 대한 사시도이다.
도 6은 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치에 곡면 전지셀을 고정하고 측정하는 방식에 대한 모식도이다.
도 7 내지 9는 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 방법은 순서대로 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 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.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
도 5는 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치에 대한 사시도이며, 도 6은 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치체 곡면 전지셀을 고정하고 측정하는 방식에 대한 모식도이고, 도 7 내지 9는 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 방법은 순서대로 나타낸 것이다.
도 5 내지 9를 참고하여 설명한다.
본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치(1000)는 평면 형상의 바닥(300), 캘리퍼스(100), 캘리퍼스(100)의 어미자(130)를 고정하여 캘리퍼스(100)를 바닥(300)으로부터 일정한 거리(H)를 이격시켜 고정하는 지지대(400), 캘리퍼스(100)의 외측용 조(120A) 하부에 위치하는 원호 형상의 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 포함하는 지그(500), 제1고정부(520)를 이동시키는 제1이동부(560)를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치(1000)에 있어서, 외측용 조(120A) 중 하나에는 제1정압센서(110A)가 구비되어 있다. 제1정압센서(110A)는 도 1의 정압장치(110)와 동일한 것이다.
제1고정부(520) 및 제2고정부(540) 중 적어도 하나에는 제2정압센서(도면 미도시)가 구비될 수 있다. 제2정압센서는 제1고정부(520) 및/또는 제2고정부(540)의 중앙에 위치할 수 있다. 제1정압센서(110A) 및 제2정압센서(도면 미도시)는 동일한 것일 수 있다.
캘리퍼스(100)는 저측정압 캘리퍼스이다. 저측정압 캘리퍼스는 도 1에서 자세한 설명을 한 저측정압 캘리퍼스 또는 정압 캘리퍼스와 동일한 것이다.
제1고정부(520) 및 제2고정부(540)는 원호의 중심선(AA')이 일치하고, 캘리퍼스(100)의 어미자(130)는 중심선(AA')을 따라 배치되고 바닥으로부터 일정한 거리(H)가 이격될 수 있다. 도 5에는 지지대(400)가 2개가 나타나 있다. 중심선(AA')을 따라서 명확하게 배치시키기 위해서는 2개의 지지대가 바람직하다. 또한 캘리퍼스(100)는 지지대(400)에 의해서 고정된 것이 아닌 위치, 특히 제1정압센서(110A)가 고정된 외측용 조(120A)의 위치를 변경할 수 있다.
제1고정부(520)는 중심선(AA')을 따라 이동할 수 있다. 곡면 전지셀(200)의 크기가 매우 크거나 작지 않는한, 제2고정부(540)의 위치는 거의 변하지 않는다. 제1고정부(520)는 중심선(AA')을 따라 이동하면서 제1고정부(520)와 제2고정부(540) 사이에 공간을 마련하고 여기에 곡면 전지셀(200)을 배치한 후 제1고정부(520)를 반대로 이동하여 곡면 전지셀(200)을 고정한다. 곡면 전지셀(200)이 고정되는 형태는 도 6과 같다.
제1고정부(520)와 제2고정부(540)는 원호의 형태이며 바람직하게는 곡면 전지셀(200)의 곡면과 일치하는 것이 바람직하다. 곡면 전지셀(200)과 원호의 형태가 일치할 경우 넓은 면에 의해서 고정이 되는바, 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 강하게 압박하여도 곡면 전지셀(200)의 표면에 이상이 생기지 않는다. 원호의 형태가 다를 경우, 즉 원호의 반지름이 다르거나, 원호가 원이 아닌 타원의 호인 경우에는 제1고정부(520)와 제2고정부(540)에 의해서 곡면 전지셀(200)이 완전하게 밀착되지 않을 수 있다. 제1고정부(520)와 제2고정부(540)는 곡면 전지셀(200)을 수직으로 고정하는 기능을 위한 것인바, 제1고정부(520)와 제2고정부(540)의 모서리에 의해서 곡면 전지셀(200)의 형태가 변형되지 않는한 계속 사용이 가능하다.
또한 제2고정부(540)를 이동시키는 제2이동부(도면 미도시)가 부가될 수 있다.
본원발명은 또한 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치(1000)를 사용한 곡면 전지셀 두께 측정방법으로서,
1) 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 이격시키는 단계(도 6의 a)
2) 제1고정부(520)와 제2고정부(540) 사이에 곡면 전지셀(200)을 위치시키는 단계(도 6의 b)
이때 곡면 전지셀(200)과 외측용 조(120A)(또는 어미자 조(132)도 가능) 사이에는 이격 간격 D가 있다. 즉 곡면 전지셀(200)을 제1고정부(520)가 아닌 제2고정부(540)에 밀착하여 위치시켜야 한다. 도 6에서는 제2고정부(540)가 고정된 것으로 설명하였지만, 반드시 이러한 형태가 아닌 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 동시에 이동시킬 수 있다.
또한 곡면 전지셀(200)을 제2고정부(540)에 밀착하여도 이격 간격 D가 없을 수 있다. 이때는 외측용 조(120A) 또는 어미자 조(132)와 함께 제1정압센서(110A)를 좀 더 좌측으로 이동시킬 수 있다. 이러한 이동은 상대적인 것인바, 제1고정부(520) 또는 제2고정부(540)를 이동하여도 동일하게 작용할 수 있다.
3) 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 밀착시켜 곡면 전지셀(200)을 수직으로 고정시키는 단계(도 6의 c)
여기서 중요한 것은 단계 2)에서 언급한 바와 같이 상대적인 이동이므로 어느 구성을 움직여도 관계 없으나, 제1고정부(520)와 제2고정부(540)가 양측에 밀착되어 곡면 전지셀(200)을 밀착하여 수직 고정하는 것이며, 이때 곡면 전지셀(200)이 외측용 조(120A) 및 어미자 조(132)에 의해서 압박을 받지 않아야 한다. 압박을 받을 경우 수직 고정이 명확하게 될 수 없는바, 위치를 조정해야 한다.
4) 캘리퍼스(100)를 통해 곡면 전지셀(200)의 두께를 측정하는 단계(도 6의 d)를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정방법을 제공한다.
단계 4)에서 제1정압센서(110A)의 측정값이 정압 영역의 범위에 있을 때 캘리퍼스(100)의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득할 수 있다. 단계 4)에서 제1정압센서의 측정값과 제1고정부(520) 및 제2고정부(540) 중 적어도 하나에 구비된 제2정압센서의 측정값 모두가 정압 영역의 범위에 있을 때 캘리퍼스(100)의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득할 수 있다. 다만, 제2정압센서의 측정값은 제1정압센서의 측정값보다 작거나 같아야 한다.
곡면 전지셀(200)은 직육면체 형태 전지셀의 장변을 원호와 같은 형태로 변형한 것이며, 원호의 중앙 및 좌우측에서 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 각각 측정할 수 있다.
곡면 전지셀을 지그를 따라 회전시키면서 원호의 중앙 및 좌우측에서 각각 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 측정할 수 있다.
도 7 내지 9는 본원발명에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 방법은 순서대로 나타낸 것이다.
도 7 내지 9는 a) 내지 j)의 10개 도면으로 연속된 공정을 말한다. 본원발명에 따른 곡면 전지셀 측정장치에서 캘리퍼스를 리셋시키고(b), 외측용 조(120B)를 우측으로 이동시킨다(c). 제1이동부를 사용하여 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 이격시키고 여기에 곡면 전지셀(200)을 배치하고 제1고정부(520)와 제2고정부(540)를 사용하여 곡면 전지셀(200)을 고정한다. 곡면 전지셀(200)의 고정위치는 f), g), h)의 3가지가 있으며, 이를 위해서 지그에 a, b, c의 위치를 표시하는 것이 바람직하다. f)는 곡면 전지셀(200)의 우측 말단을 측정하기 위한 것이며, g)는 곡면 전지셀(200)의 중앙을 측정하기 위한 것이며, h)는 곡면 전지셀(200)의 좌측 말단을 측정하기 위한 것이다. 각각의 측정마다 상기 단계 1) 내지 4)를 통해서 두께를 측정한다. 곡면 전지셀(200) 제1고정부(520) 및 제2고정부(540) 사이에서 일종의 일부 각도만큼 회전하는 것이다.
i)에서 제1고정부(520) 및 제2고정부(540)를 이격시키고 곡면 전지셀(200)을 곡면 전지셀 두께 측정장치에서 제거한다(j).
본원발명에 따른 전지셀 두께 측정장치를 사용하여 곡면 전지셀의 두께를 도 7 내지 도 9와 같이 3곳(상, 중, 하)에서 측정할 경우 일관된 값을 얻을 수 있었다. 구체적으로 제1정압센서 및 제2정압센서 모두 정압 범위 및 본원발명에서 한정한 범위에 있을 경우, 일관된 값을 얻을 수 있었다. 제1정압센서만을 사용하고 이 값이 정압 범위에 있을 경우도 일관된 값을 얻을 수 있었다. 제1정압센서가 정압 범위가 아닐 경우에는 일관된 값이 도출되지 않았으며, 제2정압센서만을 사용하는 경우도 일관된 값이 도출되지 않았다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
1000: 곡면 전지셀 두께 측정장치
100: 저측정압 캘리퍼스
110: 정압장치
110A: 제1정압센서
115: 정압표시부
116: 바늘
117: 정압영역
118: 하압영역
119: 상압영역
120A, 120B: 외측용 조
130: 어미자
132 : 어미자 조
140: 스토퍼
150: 깊이측정팁
160: 고정나사
170: 디지털표시부
175: 리셋버튼
180: 썸롤러
200: 곡면 전지셀
300: 바닥
400: 지지대
500: 지그
520: 제1고정부
540: 제2고정부
560: 제1이동부
AA': 중심선
Dc, D1c: 곡면 전지셀의 두께
DJ: 어미자 조 이동 범위
D: 이격 간격
H: 이격 높이

Claims (12)

  1. 평면 형상의 바닥;
    캘리퍼스;
    상기 캘리퍼스의 어미자를 고정하여 상기 캘리퍼스를 바닥으로부터 일정한 거리를 이격시켜 고정하는 지지대;
    상기 캘리퍼스의 외측용 조 하부에 위치하는 원호 형상의 제1고정부와 제2고정부를 포함하는 지그;
    상기 제1고정부를 이동시키는 제1이동부;
    를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정장치에 있어서,
    상기 외측용 조 중 하나에는 제1정압센서가 구비되는 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부 및 제2고정부 중 적어도 하나에는 제2정압센서가 구비되는 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2정압센서는 제1고정부 및/또는 제2고정부의 중앙에 위치하는 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캘리퍼스는 저측정압 캘리퍼스인 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부 및 제2고정부는 원호의 중심선이 일치하고,
    상기 캘리퍼스의 어미자는 상기 중심선을 따라 배치되고 상기 바닥으로부터 일정한 거리가 이격되는 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1고정부는 상기 중심선을 따라 이동하는 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2고정부를 이동시키는 제2이동부가 부가된 곡면 전지셀 두께 측정장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 곡면 전지셀 두께 측정장치를 사용한 곡면 전지셀 두께 측정방법으로서,
    1) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부를 이격시키는 단계;
    2) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부 사이에 곡면 전지셀을 위치시키는 단계;
    3) 상기 제1고정부와 상기 제2고정부를 밀착시켜 상기 곡면 전지셀을 수직으로 고정시키는 단계;
    4) 상기 캘리퍼스를 통해 상기 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 단계;를 포함하는 곡면 전지셀 두께 측정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 4)에서 상기 제1정압센서의 측정값이 정압 영역의 범위에 있을 때 상기 캘리퍼스의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득하는 곡면 전지셀 두께 측정방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단계 4)에서 상기 제1정압센서의 측정값과 상기 제1고정부 및 제2고정부 중 적어도 하나에 구비된 제2정압센서의 측정값 모두가 정압 영역의 범위에 있을 때 상기 캘리퍼스의 측정값을 곡면 전지셀의 두께 값으로 획득하는 곡면 전지셀 두께 측정방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 곡면 전지셀은 직육면체 형태 전지셀의 장변을 원호와 같은 형태로 변형한 것이며,
    상기 원호의 중앙 및 좌우측에서 상기 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 곡면 전지셀을 상기 지그를 따라 회전시키면서 상기 원호의 중앙 및 좌우측에서 상기 단계 1) 내지 단계 4)를 통해 각각 곡면 전지셀의 두께를 측정하는 방법.
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