WO2022177123A1 - 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법 - Google Patents

전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a system for detecting a defect in an electrode tab and a method for detecting a defect in an electrode tab using the same.
  • Secondary batteries capable of charging and discharging are widely used as energy sources or auxiliary power devices for wireless mobile devices.
  • secondary batteries are electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( It is also attracting attention as a power source such as Plug-In HEV).
  • These secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly of the positive electrode/separator/negative electrode structure, and typically, a jelly-roll having a structure in which a long sheet-shaped positive electrode and negative electrode are wound with a separator interposed therebetween.
  • (winding type) electrode assembly a stack type (stacked type) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a state in which positive and negative electrodes of a predetermined unit are interposed with a separator and a stack/folding type electrode assembly having a structure in which bi-cells or full cells stacked with a single layer are wound.
  • the secondary battery must be thoroughly inspected after each manufacturing process step and/or the finished product is manufactured.
  • This inspection is one of the most important things in the production process of secondary batteries, and is important in terms of quality control to check whether it provides desired performance and stability.
  • quality control is to produce good products by judging whether the secondary battery has proper charge/discharge performance, and to select defective products. When such quality control is performed well, a high-quality secondary battery can be produced.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the general structure of a monocell
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the stacked structure of FIG. to be.
  • a positive electrode 2 having a positive electrode active material coated on both sides of a positive electrode current collector and a negative electrode 3 coated with a negative electrode active material on both sides of a negative electrode current collector are a separator. It has a structure in which it is sequentially stacked with (4) interposed therebetween.
  • the positive electrode tab 2-1 and the negative electrode tab ( 3-1) is formed protruding.
  • the positive electrode tab 2-1 and the negative electrode tab 3-1 are made of a foil material, and folding of the electrode tab may occur during the manufacturing process of the secondary battery. When the tab fold occurs as described above, the capacity of the secondary battery is reduced or an internal short is caused.
  • the gripper 5 is used to transport the monocell 1 to the loading section during the manufacturing process of the secondary battery. 3, the gripper 5 adsorbs the monocell 1 and transports it to the loading section, in which the electrode tabs 2-1 and 3-1 of the monocell 1 are lifted. In this case, the electrode tab folds due to the interference of the gripper 5 . In this case, the monocell 1 adsorbed to the gripper 5 was covered by the gripper 5 , and thus it was not possible to check whether the electrode was tab folded.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a system for detecting a defect in an electrode tab capable of easily detecting whether an electrode tab is folded during a manufacturing process of a secondary battery, and a method for detecting a defect in an electrode tab using the same.
  • the present invention provides a system for detecting a defect in an electrode tap.
  • the electrode tab defect detection system adsorbs a unit cell including an electrode and transfers it to a magazine, in which an exposed area is formed so that a part of the area facing the electrode tab of the electrode is exposed. grippers; and a vision inspection unit that checks whether an electrode tab is detected in an exposed area of the gripper when the unit cell is adsorbed.
  • the electrode tab defect detection system further includes a data processing unit that determines whether the electrode tab is defective according to whether the electrode tab is detected by the vision inspection unit.
  • the data processing unit may determine that the electrode tab is defective due to folding of the electrode tab.
  • the data processing unit may determine that it is normal.
  • the exposed region of the gripper in the electrode tab defect detection system may have a structure formed in the shape of at least one notch in a portion overlapping the electrode tab in the unit cell adsorbed to the gripper.
  • the gripper may further include an adsorption unit for vacuum adsorbing the unit cell.
  • the vision inspection unit may include: a camera for capturing an image of a unit cell adsorbed by a gripper; and illumination for irradiating light for imaging to the unit cell.
  • the unit cell may be a mono-cell or a half-cell.
  • a method for detecting a defect in an electrode tab includes: adsorbing a unit cell including an electrode using a gripper having a structure in which an exposed region in which a portion of a region facing the electrode tab is exposed; and confirming whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper through the vision inspection unit when the unit cell is adsorbed.
  • the method for detecting a defect in an electrode tab according to the present invention further includes determining whether the electrode tab is defective according to whether the electrode tab is detected in an exposed area of the gripper.
  • determining whether the electrode tab is defective may include determining whether the electrode tab is defective due to folding of the electrode tab when the electrode tab is not detected in the exposed region of the gripper.
  • determining whether the electrode tab is defective may include determining whether the electrode tab is normal when the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper.
  • the electrode tab defect detection system of the present invention and the electrode tab defect detection method using the same, it is possible to easily detect whether the electrode tab is folded during the manufacturing process of a secondary battery.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing the general structure of a monocell.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a structure in which FIG. 1 is stacked.
  • FIG. 3 is a view exemplarily illustrating a phenomenon in which electrode tab folding of a monocell occurs.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a system for detecting a defect of an electrode tab according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a process of detecting a defect of an electrode tap in area A of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view showing a picture taken by the vision inspection unit when the unit cell is adsorbed to the gripper in the electrode tab defect detection system according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a system for detecting a defect of an electrode tab according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of a method for detecting a defect in an electrode tab according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a system for detecting a defect in an electrode tab and a method for detecting a defect in an electrode tab using the same.
  • a gripper is used to transport a monocell to a loading section during a manufacturing process of a secondary battery.
  • the gripper adsorbs the monocell and transports it to the loading section.
  • the electrode tab of the monocell is lifted, the electrode tab folds due to the interference of the gripper.
  • the monocell adsorbed to the gripper was covered by the gripper, and it was not possible to confirm whether the electrode was tab folded.
  • the present invention provides a system for detecting a defect in an electrode tab capable of easily detecting the folding of the electrode tab during a manufacturing process of a secondary battery, and a method for detecting a defect in the electrode tab using the same. Specifically, according to the electrode tab defect detection system and the electrode tab defect detection method using the same of the present invention, it is checked whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper when the unit cell including the electrode is adsorbed, and thus the electrode tab is defective. It can be easily detected whether
  • the term "unit cell including an electrode” means a first electrode, a separator, a second electrode, or a mono cell in which a separator, a first electrode, a separator, and a second electrode are sequentially stacked and may mean a separator, a first electrode, a separator, or a half cell in which a separator, a second electrode, and a separator are sequentially stacked.
  • the first electrode may be an anode or a cathode
  • the second electrode may be an electrode having a polarity different from that of the first electrode.
  • the unit cell may be a monocell in which a separator, a first electrode (cathode), a separator, and a second electrode (anode) are sequentially stacked, and the first electrode and the second electrode are disposed at opposite ends, respectively. It may have a structure in which an electrode tab extending from an end is formed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a system for detecting a defect of an electrode tab according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a process of detecting a defect of an electrode tab in the region A of FIG. 4 .
  • the electrode tab defect detection system 100 adsorbs the unit cell 10 including the electrode and transfers it to a magazine (not shown), the electrode tab of the electrode ( 11) a gripper 110 having a structure in which an exposed area 111 is formed so that a part of the area facing the surface is exposed; and a vision inspection unit 120 that checks whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area 111 of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed.
  • the electrode tab defect detection system 100 according to the present invention includes the electrode tab 11 in the exposed area 111 of the gripper 110 when the unit cell 10 (hereinafter referred to as the unit cell) including the electrode is adsorbed. It is possible to easily detect whether the electrode tab 11 is defective by checking whether the .
  • the gripper 110 serves to transfer the unit cell 10 to the magazine, and may refer to the gripper 110 for transferring the monocell to the loading section in a typical secondary battery stacking process.
  • the gripper 110 may have various structures and shapes.
  • the gripper 110 may include an adsorption unit (not shown) for vacuum adsorbing the unit cell 10 .
  • the plurality of adsorption units may be included to adsorb a plurality of regions of the upper surface of the unit cell 10 .
  • the adsorption unit is not limited to any configuration as long as it is capable of vacuum adsorbing the unit cell 10 and adsorbing it to the gripper 110 .
  • the magazine may mean a loading section for loading the unit cells 10 in order to manufacture an electrode assembly, and may mean a general magazine for stacking cells.
  • the gripper 110 has a structure in which the exposed region 111 is formed. Specifically, the exposed area 111 is for checking whether the electrode tab 11 of the electrode is detected in the unit cell 10 , and is formed in a part of the area facing the electrode tab 11 in the gripper 110 . is the structure In the drawing, the exposed area 111 is illustrated only on one side of the gripper 110 , which is an area facing the first electrode tab 11 , but is not limited thereto. The exposed region 111 of the gripper 110 may have a structure formed in both of the regions facing the first and second electrode tabs 11 .
  • the exposed region 111 of the gripper 110 is not limited to any structure as long as it is formed to be exposed among regions facing the electrode tab 11 .
  • the exposed region 111 of the gripper 110 may have a structure formed in the shape of at least one notch in a portion overlapping with the electrode tab 11 in the unit cell 10 adsorbed to the gripper 110 .
  • the notch shape may be formed to be curved along the length direction of the gripper 110 , and may be formed to be symmetrical to each other along the length direction of the gripper 110 .
  • the exposed area 111 of the gripper 110 is shown to have a curved structure in a notch shape, but the exposed area 111 of the gripper 110 may have a notch shape as well as a normal hole. .
  • the exposed region 111 of the gripper 110 is not limited to any structure as long as it is formed to be exposed among regions facing the electrode tab 11 .
  • the vision inspection unit 120 may perform an alignment vision inspection in a state in which the gripper 110 adsorbs the unit cell 10 .
  • the vision inspection unit 120 it is possible to detect whether the electrode tab 11 is defective depending on whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area 111 of the gripper 110 . have.
  • the vision inspection unit 120 may serve to inspect the outer dimensions of the unit cell 10 , and a camera that captures an image of the unit cell 10 adsorbed by the gripper 110 . (not shown); and an illumination (not shown) irradiating light for photographing to the unit cell 10 .
  • the unit cell 10 when the unit cell 10 is adsorbed to the gripper 110 , a pair of lights positioned at the top and bottom of the unit cell 10 emit light while the CCD camera positioned at the top and bottom photograph the unit cell 10 .
  • the outer dimension of a unit cell can be measured.
  • the illumination is not particularly limited as long as the camera has a light source that helps the camera to accurately measure the outer dimension of the unit cell 10 , and may be, for example, an LED light.
  • the size of the 8-point position was measured for position correction to correct the position when the unit cell 10 is loaded.
  • the dimension of the position facing the electrode tab 11 is Additional measurements can be made.
  • the electrode tab defect detection system 100 checks whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is detected in the exposed area of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed, and thus the electrode tab 11 is defective. It can be easily detected whether the electrode tab 11 is
  • FIG. 6 is a view showing a picture taken by the vision inspection unit when the unit cell 10 is adsorbed to the gripper 110 in the electrode tab defect detection system according to the present invention. Referring to FIG. 6 , it can be seen that the electrode tab 11 is detected in the exposed area 111 of the gripper 110 when the unit cell 10 is adsorbed to the gripper 110 .
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a system for detecting a defect of an electrode tab according to another embodiment of the present invention.
  • the electrode tab defect detection system 200 adsorbs the unit cell 20 including the electrode and transfers it to a magazine, which faces the electrode tab 21 of the electrode.
  • a gripper 210 having a structure in which an exposed region 211 is formed such that a portion of the region is exposed; and a vision inspection unit 220 that checks whether the electrode tab 21 is detected in the exposed area 211 of the gripper 210 when the unit cell 20 is adsorbed.
  • the electrode tab defect detection system 200 further includes a data processing unit 230 that determines whether the electrode tab is defective according to whether the electrode tab 21 is detected by the vision inspection unit 220 .
  • the data processing unit 230 checks whether the electrode tab 21 is detected in the exposure area 211 of the gripper 210 in the data obtained by the camera of the vision inspection unit 220 to determine the electrode tab ( 21) Defects can be judged. In addition, the data processing unit 230 may check whether the deviation value is greater than or equal to a threshold value by comparing it with the previously stored reference data.
  • the data processing unit 230 may determine that the electrode tab 21 is defective due to folding. Furthermore, when the electrode tab 21 is detected in the exposed area 211 of the gripper 210 , the data processing unit 230 may determine that it is normal. Meanwhile, the corresponding unit cell 20 is classified as normal or defective according to the determination value determined by the data processing unit 230 . In addition, the unit cells 20 classified as normal may be transferred to the magazine and manufactured as secondary batteries according to the secondary battery manufacturing process, and the unit cells determined to be defective may be discarded.
  • a storage unit for additionally storing the determination value determined by the data processing unit 230 may be further included.
  • the storage unit may receive and store the image captured by the vision inspection unit 220 and the determination value.
  • the method for detecting a defect in an electrode tab according to the present invention includes the step of adsorbing a unit cell including an electrode using a gripper having a structure in which an exposed region in which a part of a region facing the electrode tab is exposed (S10). ); and confirming whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper through the vision inspection unit when the unit cell is adsorbed ( S20 ).
  • the method for detecting a defect of an electrode tab according to the present invention may be performed in a process of adsorbing a unit cell including an electrode and transferring it to a magazine or a process of adsorbing the unit cell with a gripper.
  • the method for detecting a defect in the electrode tab according to the present invention is characterized in that the gripper having the exposed area as described above is used in the process of adsorbing the unit cell and transferring it to the magazine.
  • the gripper is positioned to face the unit cell when the unit cell is adsorbed, and has a structure in which an exposed region is formed such that a portion of the region facing the electrode tab of the electrode is exposed.
  • the vision inspection unit may perform an alignment vision inspection in a state in which the gripper adsorbs the unit cell. Furthermore, during the alignment vision inspection of the vision inspection unit, it is possible to detect whether the electrode tab is defective according to whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper.
  • the electrode tab defect detection method according to the present invention uses the electrode tab defect detection system described above, and a description of the configuration of the electrode tab defect detection system will be omitted.
  • the method for detecting a defect in the electrode tab according to the present invention further includes determining whether the electrode tab is defective according to whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper.
  • determining whether the electrode tab is defective may include determining whether the electrode tab is defective by checking whether the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper from data obtained by the camera of the vision inspection unit.
  • the data processing unit may determine whether a deviation value greater than or equal to a threshold value is compared with the previously stored reference data.
  • the determining of whether the electrode tab is defective may include determining that the electrode tab is defective due to folding of the electrode tab when the electrode tab is not detected in the exposed area of the gripper. Furthermore, determining whether the electrode tab is defective may include determining whether the electrode tab is normal when the electrode tab is detected in the exposed area of the gripper.
  • the step of determining whether the electrode tab is defective normal or defective is classified based on image information of the unit cell photographed by the vision inspection unit. Then, the unit cell determined to be defective is discarded.
  • the unit cell determined to be normal according to the method for detecting the electrode tab according to the present invention may be manufactured as a battery cell through an additional process after being stacked on a magazine as described above.
  • the battery cell manufactured after the method for detecting the electrode tab according to the present invention may be a pouch-type battery cell.
  • the battery cell is a pouch-type unit cell, and may have a structure in which an electrode assembly having a cathode/separator/cathode structure is built in a laminate sheet casing in a state in which it is connected to electrode leads formed outside of the casing.
  • the battery cell may be a pouch-type battery cell in which the electrode leads are drawn out of the sheet and extend in opposite directions.

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Abstract

본 발명은 이차전지의 제조 공정 중 전극 탭 접힘 여부를 용이하게 검출할 수 있는 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법에 관한 것이다.

Description

전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법
본 출원은 2021.02.17.자 한국 특허 출원 제10-2021-0020860호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법에 관한 것이다.
충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원 또는 보조 전력장치 등으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 또는 디젤 차량의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하며, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다.
이에 따라 매 제조공정 단계 및/또는 완성품 제조 후, 이차전지의 검사가 면밀히 이루어져야 한다. 이러한 검사는 이차전지의 생산과정에서 가장 중요한 것 중의 하나로서 소망하는 성능과 안정성 등을 제공하는지 여부를 확인하는 품질 관리 측면에서 중요하다. 여기서, 품질 관리는 이차전지가 제대로 충방전 성능을 가지고 있는지를 잘 판단하여 양품을 생산하는 한편, 불량품을 선별해 내는 것이다. 이러한 품질 관리가 잘 이루어짐으로써 고품질의 이차전지를 생산할 수 있다.
도 1은 모노셀의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1이 적층된 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3은 모노셀의 전극 탭 접힘이 일어나는 현상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 모노셀(1)은 양극 집전체의 양면에 양극 활물질이 도포되어 있는 양극(2)과 음극 집전체의 양면에 음극 활물질이 도포되어 있는 음극(3)이 분리막(4)을 개재시킨 상태에서 순차적으로 적층되어 있는 구조를 이루고 있다. 또한, 양극 집전체 및 음극 집전체 각각의 일부 단부에는 전지의 전극 단자를 구성하는 양극 리드 및 음극 리드에 각각 전기적으로 연결되기 위한 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭(2-1) 및 음극 탭(3-1)이 돌출되어 형성된다.
이러한 양극 탭(2-1) 및 음극 탭(3-1)은 호일 재질로, 이차전지의 제조 공정 중에서 전극 탭 접힘이 발생할 수 있다. 상기와 같이 탭 접힘이 발생할 경우에는 이차전지의 용량 감소 또는 내부 쇼트(short)를 유발하게 된다.
한편, 이차전지의 제조공정 중 모노셀(1)을 적재구간으로 이송시키기 위하여 그리퍼(5)를 사용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 그리퍼(5)는 모노셀(1)을 흡착하여 적재구간으로 이송 시키는데, 이 과정에서 모노셀(1)의 전극탭(2-1, 3-1)이 들려 있는 경우, 그리퍼(5)의 간섭으로 인해 전극 탭 접힘이 발생하게 된다. 이러한 경우, 그리퍼(5)에 흡착된 모노셀(1)은 그리퍼(5)에 가려지게 되어 전극의 탭 접힘 여부를 확인할 수 없었다.
특히, 상기 모노셀(1)이 적층된 구조에서 내부의 탭 접힘은 외관에서 검사하는 것이 불가능하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이차전지의 제조 공정 중 전극 탭 접힘 여부를 용이하게 검출할 수 있는 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 전극 탭의 불량 검출 시스템을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템은 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하여 매거진으로 이송시키되, 상기 전극의 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되도록 노출 영역이 형성된 구조의 그리퍼(gripper); 및 단위 셀의 흡착시 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부를 확인하는 비전 검사부를 포함한다.
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템은 비전 검사부에서 확인한 전극 탭의 검출 여부에 따라 전극 탭 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부를 더 포함한다. 구체적인 예에서, 상기 데이터 처리부는 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되지 않으면, 전극 탭 접힘으로 인한 불량으로 판정할 수 있다. 나아가, 상기 데이터 처리부는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되면, 정상으로 판정할 수 있다.
하나의 예에서, 전극 탭의 불량 검출 시스템에서 상기 그리퍼의 노출 영역은, 그리퍼에 흡착되는 단위 셀에서 전극 탭과 중첩되는 부분에 적어도 하나의 노치 형상으로 형성된 구조일 수 있다.
나아가, 상기 그리퍼는 단위 셀을 진공 흡착하는 흡착부를 더 포함할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 비전 검사부는, 그리퍼에 의해서 흡착된 단위 셀의 이미지를 촬영하는 카메라; 및 단위 셀에 촬영을 위한 광을 조사하는 조명을 포함한다.
한편, 상기 단위 셀은 모노셀(mono-cell) 또는 하프 셀(half-cell)일 수 있다.
본 발명은 앞서 설명한 전극 탭의 불량 검출 시스템을 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되는 노출 영역이 형성된 구조의 그리퍼를 이용하여 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하는 단계; 및 단위 셀의 흡착시 비전 검사부를 통해 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부를 확인하는 단계를 포함한다.
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부에 따라 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되지 않으면, 전극 탭 접힘으로 인한 불량으로 판정하는 과정을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되면, 정상으로 판정하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법에 따르면, 이차전지의 제조 공정 중 전극 탭 접힘 여부를 용이하게 검출할 수 있다.
도 1은 모노셀의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1이 적층된 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 모노셀의 전극 탭 접힘이 일어나는 현상을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템의 개략도이다.
도 5는 도 4의 A 영역에서 전극 탭의 불량 검출 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템에서 그리퍼에 단위 셀이 흡착되었을 때 비전 검사부로 촬영한 사진을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법의 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석 되어야만 한다.
본 발명은 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지의 제조공정 중 모노셀을 적재구간으로 이송시키기 위하여 그리퍼를 사용한다. 상기 그리퍼는 모노셀을 흡착하여 적재구간으로 이송 시키는데, 이 과정에서 모노셀의 전극탭이 들려 있는 경우, 그리퍼의 간섭으로 인해 전극 탭 접힘이 발생하게 된다. 이러한 경우, 그리퍼에 흡착된 모노셀은 그리퍼에 가려지게 되어 전극의 탭 접힘 여부를 확인할 수 없었다. 특히, 상기 모노셀이 적층된 구조에서 내부의 탭 접힘은 외관에서 검사하는 것이 불가능하였다.
이에, 본 발명에서는 이차전지의 제조 공정 중 전극 탭 접힘을 용이하게 검출할 수 있는 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법에 따르면, 전극을 포함하는 단위 셀의 흡착시 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭 검출 여부를 확인하여, 전극 탭의 불량 여부를 용이하게 검출할 수 있다.
본 발명에서, "전극을 포함하는 단위 셀" 이라 함은 제1 전극, 분리막, 제2 전극 또는, 분리막, 제1 전극, 분리막, 제2 전극이 순차적으로 적층된 모노셀(mono cell)을 의미할 수 있으며, 분리막, 제1 전극, 분리막 또는 분리막, 제2 전극, 분리막이 순차적으로 적층된 하프셀(half cell)을 의미할 수 있다. 한편, 제1 전극은 양극 또는 음극일 수 있으며, 제2 전극은 제1 전극과는 다른 극성을 갖는 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 셀은 분리막, 제1 전극(음극), 분리막, 제2 전극(양극)이 순차적으로 적층된 모노셀 일 수 있으며, 제1 전극과 제2 전극은 서로 반대되는 단부에 각각 단부로부터 연장되는 전극 탭이 형성된 구조일 수 있다.
이하, 도면을 통해 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법을 상세하게 설명한다.
<제1 실시형태>
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템의 모식도이며, 도 5는 도 4의 A 영역에서 전극 탭의 불량 검출 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(100)은 전극을 포함하는 단위 셀(10)을 흡착하여 매거진(미도시)으로 이송시키되, 상기 전극의 전극 탭(11)과 대면하는 영역 중 일부가 노출되도록 노출 영역(111)이 형성된 구조의 그리퍼(gripper)(110); 및 단위 셀(10)의 흡착시 그리퍼(110)의 노출 영역(111)에서 전극 탭(11)의 검출 여부를 확인하는 비전 검사부(120)를 포함하여 구성된다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(100)은 전극을 포함하는 단위 셀(10, 이하 단위 셀)의 흡착시 그리퍼(110)의 노출 영역(111)에서 전극 탭(11)의 검출 여부를 확인하여, 전극 탭(11)의 불량 여부를 용이하게 검출할 수 있다.
먼저, 상기 그리퍼(110)는 상기 단위 셀(10)을 매거진로 이송시키는 역할을 하는 것으로, 통상의 이차전지 스택 공정에서 모노셀을 적재구간에 이송시키는 그리퍼(110)를 의미할 수 있다. 상기 그리퍼(110)는 다양한 구조 및 형태가 가능하다. 나아가, 상기 그리퍼(110)는 단위 셀(10)을 진공흡착하는 흡착부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡착부는 다수개를 포함하여, 단위 셀(10)의 상부면의 다수의 영역을 흡착할 수 있다. 한편, 상기 흡착부는 단위 셀(10)을 진공흡착하여 그리퍼(110)에 흡착시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 한정하지 않는다. 한편, 상기 매거진은 전극조립체를 제조하기 위하여 단위 셀(10)을 적재하기 위한 적재구간을 의미할 수 있으며, 통상의 셀 적층용 매거진을 의미할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 그리퍼(110)는 노출 영역(111)이 형성된 구조이다. 구체적으로, 상기 노출 영역(111)은 단위 셀(10)에서 전극의 전극 탭(11)의 검출 여부를 확인하기 위한 것으로, 그리퍼(110)에서 전극 탭(11)과 대면하는 영역 중 일부에 형성된 구조이다. 도면에서, 노출 영역(111)은 제1 전극 탭(11)과 대면하는 영역인 그리퍼(110)의 일측에만 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은 제1 및 제2 전극 탭(11)과 대면하는 영역에 모두 형성된 구조일 수 있다.
상기 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은 전극 탭(11)과 대면하는 영역 중 노출되도록 형성된 구조라면 어떠한 구조에 한정하지 않는다. 하나의 예에서, 상기 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은, 그리퍼(110)에 흡착되는 단위 셀(10)에서 전극 탭(11)과 중첩되는 부분에 적어도 하나의 노치 형상으로 형성된 구조일 수 있다. 상기 노치 형상은 그리퍼(110)의 길이 방향을 따라 만곡되도록 형성될 수 있으며, 그리퍼(110)의 길이 방향을 따라 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.
도면에서, 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은 노치 형상으로 만곡된 구조로 도시되어 있으나, 상기 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은 노치 형상뿐 아니라 통상적인 홀(hole) 일 수 있다. 상기 그리퍼(110)의 노출 영역(111)은 전극 탭(11)과 대면하는 영역 중 노출되도록 형성된 구조라면 어떠한 구조에 한정하지 않는다.
나아가, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(100)은 상기 그리퍼(110)가 단위 셀(10)을 흡착한 상태에서 비전 검사부(120)는 얼라인 비전 검사를 진행할 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 비전 검사부(120)의 얼라인 비전 검사 시, 그리퍼(110)의 노출 영역(111)에서 전극 탭(11)의 검출 여부에 따라서 전극 탭(11)의 불량 여부를 검출할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 비전 검사부(120)는, 단위 셀(10)의 외곽 치수를 검사하는 역할을 할 수 있는 바, 그리퍼(110)에 의해서 흡착된 단위 셀(10)의 이미지를 촬영하는 카메라(미도시); 및 단위 셀(10)에 촬영을 위한 광을 조사하는 조명(미도시)을 포함하여 구성된다.
구체적인 예에서, 단위 셀(10)이 그리퍼(110)에 흡착시 단위 셀(10)을 기준으로 상부와 하부에 한 쌍씩 위치한 조명들이 발광하면서 상하에 위치한 CCD 카메라가 단위 셀(10)을 촬영하여 단위 셀의 외곽 치수를 측정할 수 있다. 나아가, 상기 조명은 카메라가 단위 셀(10)의 외곽 치수를 정확하게 측정할 수 있도록 조력하는 광원을 가진 것이라면 그것을 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 LED 조명일 수 있다. 다만, 종래에는 위치 보정을 위하여 8 포인트 위치의 치수를 측정하여 단위 셀(10) 적재시 위치를 보정하였으나, 본 발명의 경우, 기존 8 포인트 위치 이외에 전극 탭(11)과 대면하는 위치의 치수를 추가로 측정할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(100)은 단위 셀(10)의 흡착시 그리퍼(110)의 노출 영역에서 전극 탭(11)의 검출 여부를 확인하여 전극 탭(11)의 불량 여부를 용이하게 검출할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템에서 그리퍼(110)에 단위 셀(10)이 흡착되었을 때 비전 검사부로 촬영한 사진을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 그리퍼(110)에 단위 셀(10)이 흡착 되었을 때 그리퍼(110)의 노출 영역(111)에서 전극 탭(11)이 검출된 것을 확인할 수 있다.
<제2 실시형태>
도 7은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템의 모식도이다.
도 7을 참조하면 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(200)은 전극을 포함하는 단위 셀(20)을 흡착하여 매거진(magazine)으로 이송시키되, 상기 전극의 전극 탭(21)과 대면하는 영역 중 일부가 노출되도록 노출 영역(211)이 형성된 구조의 그리퍼(210); 및 단위 셀(20)의 흡착시 그리퍼(210)의 노출 영역(211)에서 전극 탭(21)의 검출 여부를 확인하는 비전 검사부(220)를 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 시스템(200)은 비전 검사부(220)에서 확인한 전극 탭(21)의 검출 여부에 따라 전극 탭 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부(230)를 더 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 데이터 처리부(230)는 상기 비전 검사부(220)의 카메라에 의해 얻어진 데이터에서 그리퍼(210)의 노출 영역(211)에서 전극 탭(21)이 검출되는지 여부를 확인하여 전극 탭(21) 불량 여부를 판단할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 데이터 처리부(230)는 이미 저장되어 있는 기준 데이터와 비교하여, 임계치 이상의 편차 값을 가지는 지의 여부를 확인할 수 있다.
구체적인 예에서, 상기 데이터 처리부(230)는, 그리퍼(210)의 노출 영역(211)에서 전극 탭(21)이 검출되지 않으면, 전극 탭(21) 접힘으로 인한 불량으로 판정할 수 있다. 나아가, 상기 데이터 처리부(230)는, 그리퍼(210)의 노출 영역(211)에서 전극 탭(21)이 검출되면, 정상으로 판정할 수 있다. 한편, 상기 데이터 처리부(230)에서 판정된 판정값에 따라 해당 단위 셀(20)은 정상 또는 불량이 구분된다. 그리고, 정상으로 구분되는 단위 셀(20)은 매거진으로 이송되어 이차전지 제조공정에 따라 이차전지로 제조될 수 있으며, 불량으로 판정된 단위 셀은 폐기될 수 있다.
추가로, 상기 데이터 처리부(230)에서 판정된 판정값을 추가로 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 저장부는 비전 검사부(220)에서 촬영된 이미지와 판정값을 전송받아 저장할 수 있다.
<제3 실시형태>
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법의 과정을 나타낸 순서도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되는 노출 영역이 형성된 구조의 그리퍼를 이용하여 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하는 단계(S10); 및 단위 셀의 흡착시 비전 검사부를 통해 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부를 확인하는 단계(S20)를 포함한다.
본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하여 매거진(magazine)으로 이송시키는 과정 또는 그리퍼로 단위셀을 흡착하는 과정에서 수행될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 단위 셀을 흡착하여 매거진으로 이송시키는 과정에서 앞서 설명한 노출 영역이 형성된 그리퍼를 이용하는 것을 특징으로 한다. 상기 그리퍼는 단위 셀의 흡착시 단위 셀과 대면하도록 위치하되, 상기 전극의 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되도록 노출 영역이 형성된 구조이다.
구체적인 예에서, 상기 그리퍼가 단위 셀을 흡착한 상태에서 비전 검사부는 얼라인 비전 검사를 진행할 수 있다. 나아가, 상기 비전 검사부의 얼라인 비전 검사 시, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부에 따라서 전극 탭의 불량 여부를 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 앞서 설명한 전극 탭의 불량 검출 시스템을 이용한 것으로, 전극 탭의 불량 검출 시스템의 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.
아울러, 본 발명에 따른 전극 탭의 불량 검출 방법은 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부에 따라 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는 상기 비전 검사부의 카메라에 의해 얻어진 데이터에서 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되는지 여부를 확인항여 전극 탭 불량 여부를 판단할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 데이터 처리부는 이미 저장되어 있는 기준 데이터와 비교하여, 임계치 이상의 편차 값을 가지는지의 여부를 확인할 수 있다.
즉, 상기 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되지 않으면, 전극 탭 접힘으로 인한 불량으로 판정하는 과정을 포함할 수 있다. 나아가, 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되면, 정상으로 판정하는 과정을 포함할 수 있다.
한편, 상기 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는 비전 검사부에서 촬영된 단위 셀의 이미지 정보를 기반으로 정상 또는 불량이 구분된다. 그리고, 불량으로 판정된 단위 셀은 폐기된다.
나아가, 본 발명에 따른 전극 탭의 검출 방법에 따라 정상으로 판정되는 단위 셀은 상술한 바와 같이 매거진에 적층된 후 추가의 공정을 거쳐 전지 셀로 제조될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 전극 탭의 검출 방법을 거친 후 제조되는 전지 셀은 파우치 타입의 전지 셀일 수 있다. 상기 전지 셀은 파우치 타입의 단위 셀로, 라미네이트 시트 외장재에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 상기 외장재의 외부로 형성된 전극 리드들과 연결된 상태로 내장된 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 전지 셀은 상기 전극 리드는 시트 외측으로 인출되되 서로 반대 방향으로 연장된 구조의 파우치 타입의 전지 셀일 수 있다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[부호의 설명]
1: 모노셀
2: 양극
2-1: 양극 탭
3: 음극
3-1: 음극 탭
4: 분리막
5: 그리퍼
10, 20: 적층체
11, 21: 전극 탭
100, 200: 전극 탭의 불량 검출 시스템
110, 210: 그리퍼
111, 211: 노출영역
120, 220: 비전 검사부
230: 데이터 처리부

Claims (12)

  1. 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하여 매거진(magazine)으로 이송시키되, 상기 전극의 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되도록 노출 영역이 형성된 구조의 그리퍼(gripper); 및
    단위 셀의 흡착시 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부를 확인하는 비전 검사부를 포함하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    비전 검사부에서 확인한 전극 탭의 검출 여부에 따라 전극 탭 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부를 더 포함하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    데이터 처리부는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되지 않으면, 전극 탭 접힘으로 인한 불량으로 판정하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    데이터 처리부는, 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되면, 정상으로 판정하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    그리퍼의 노출 영역은, 그리퍼에 흡착되는 단위 셀에서 전극 탭과 중첩되는 부분에 적어도 하나의 노치 형상으로 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    그리퍼는, 단위 셀을 진공 흡착하는 흡착부를 더 포함하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    비전 검사부는, 그리퍼에 의해서 흡착된 단위 셀의 이미지를 촬영하는 카메라; 및
    단위 셀에 촬영을 위한 광을 조사하는 조명을 포함하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    전극을 포함하는 단위 셀은, 모노셀(mono-cell) 또는 하프 셀(half-cell)인 것을 특징으로 하는 전극 탭의 불량 검출 시스템.
  9. 전극 탭과 대면하는 영역 중 일부가 노출되는 노출 영역이 형성된 구조의 그리퍼를 이용하여 전극을 포함하는 단위 셀을 흡착하는 단계; 및
    단위 셀의 흡착시 비전 검사부를 통해 그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부를 확인하는 단계를 포함하는 전극 탭의 불량 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭의 검출 여부에 따라 전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 전극 탭의 불량 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는,
    그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되지 않으면, 전극 탭 접힘으로 인한 불량으로 판정하는 과정을 포함하는 전극 탭의 불량 검출 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    전극 탭의 불량 여부를 판정하는 단계는,
    그리퍼의 노출 영역에서 전극 탭이 검출되면, 정상으로 판정하는 과정을 포함하는 전극 탭의 불량 검출 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133047B1 (ko) * 2011-04-08 2012-04-04 주식회사 이노메트리 배터리 로딩장치 및 배터리 로딩/언로딩 시스템
KR20150061825A (ko) * 2013-11-28 2015-06-05 주식회사 엘지화학 단위셀 검사 장치
KR101981010B1 (ko) * 2018-08-01 2019-08-28 정연길 이차 전지 제조 설비 및 이를 사용한 이차 전지 제조 방법
KR102133915B1 (ko) * 2016-03-29 2020-07-15 주식회사 엘지화학 전극조립체의 불량검출시스템 및 불량검출방법
KR20200114408A (ko) * 2019-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치
KR20210020860A (ko) 2017-12-12 2021-02-24 커넥텍 재팬 가부시키가이샤 정보처리 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133047B1 (ko) * 2011-04-08 2012-04-04 주식회사 이노메트리 배터리 로딩장치 및 배터리 로딩/언로딩 시스템
KR20150061825A (ko) * 2013-11-28 2015-06-05 주식회사 엘지화학 단위셀 검사 장치
KR102133915B1 (ko) * 2016-03-29 2020-07-15 주식회사 엘지화학 전극조립체의 불량검출시스템 및 불량검출방법
KR20210020860A (ko) 2017-12-12 2021-02-24 커넥텍 재팬 가부시키가이샤 정보처리 시스템
KR101981010B1 (ko) * 2018-08-01 2019-08-28 정연길 이차 전지 제조 설비 및 이를 사용한 이차 전지 제조 방법
KR20200114408A (ko) * 2019-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치

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