WO2022215879A1 - 전극셀 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

전극셀 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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김주영
박상대
이주미
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode cell inspection apparatus and an inspection method, and more particularly, to an inspection apparatus and inspection method for inspecting whether a partial disconnection occurs in a tab of an electrode cell.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • the secondary battery may be classified according to the structure of the electrode cell having the anode/separator/cathode structure.
  • the stack type is a structure in which a separator is interposed between electrodes cut to a predetermined size, and is sequentially stacked
  • the winding type is a structure in which a separator is simultaneously wound and stacked with a separator interposed between uncut electrodes.
  • a lead is bonded to a plurality of tabs connected to a plurality of electrodes. Accordingly, the plurality of electrodes may be electrically connected to the external terminal through the lead.
  • the tab may be partially disconnected.
  • a partial disconnection may occur in the tab during the process of forming the tab by processing the uncoated portion of the current collector, or the partial disconnection may occur in the tab during the process of bonding leads to a plurality of tabs.
  • a defect such as a low voltage may be caused in the electrode cell.
  • An object of the present invention is to provide an electrode cell inspection apparatus and an inspection method capable of quickly and accurately inspecting whether or not partial disconnection of a plurality of tabs occurs.
  • An electrode cell inspection apparatus includes a plurality of electrodes stacked with a separator therebetween, a plurality of tabs connected to the plurality of electrodes, and an electrode cell including a lead bonded to the plurality of tabs. can be inspected
  • the electrode cell inspection apparatus may include: a heater for heating the lead; and a thermal sensor sensing a temperature distribution of the plurality of tabs heated by heat conducted from the lead.
  • the electrode cell inspection apparatus may further include a controller communicating with the thermal sensor.
  • the controller may be configured to determine whether a temperature difference between two different points of at least one of the plurality of taps is outside a preset range, or a temperature difference between two different points of at least one of the plurality of taps and a temperature difference between two different points of another tap of the plurality of taps. When the difference in temperature is out of a preset range, the electrode cell may be determined to be defective.
  • the electrode cell inspection apparatus may include an output interface for outputting a failure signal when the controller determines that the electrode cell is defective; Alternatively, when the controller determines that the electrode cell is defective, it may further include at least one of an unloader that recovers the electrode cell from the manufacturing line.
  • the thermal sensor may include a first thermal sensor and a second thermal sensor that are disposed to face each other with the non-bonding portions of the plurality of tabs interposed therebetween.
  • the heater may include a pair of contact bodies in contact with the lead and at least one of which is heated to a preset temperature.
  • Electrode cell inspection apparatus a heater for heating the lead; And it may include a pair of thermal sensors for sensing the temperature of the target point of the plurality of tabs heated by the heat conducted from the lead.
  • the electrode cell inspection apparatus may further include a controller communicating with the thermal sensor.
  • the controller may be configured to determine whether a temperature of at least one of the target points of the plurality of taps is out of a preset range, or a difference between a temperature of a target point of some of the plurality of taps and a temperature of a target point of some other taps is preset. If it is out of the range, the electrode cell may be determined to be defective.
  • the electrode cell inspection method comprises an electrode cell comprising a plurality of electrodes stacked with a separator interposed therebetween, a plurality of tabs connected to the plurality of electrodes, and leads bonded to the plurality of tabs. can be inspected
  • the electrode cell inspection method may include a heating step of heating the lead; a sensing step of sensing a temperature distribution of the plurality of tabs heated by heat conducted from the leads; and determining whether the electrode cell is defective based on the temperature distribution of the plurality of taps.
  • a temperature difference between two different points of at least one of the plurality of taps is out of a preset range, or a temperature difference between two different points of at least one of the plurality of taps is different from two different points of the tap.
  • the electrode cell may be determined to be defective.
  • An electrode cell inspection method a heating step of heating the lead; a sensing step of sensing a temperature of a target point of the plurality of tabs heated by heat conducted from the lead; and a determination step of determining whether the electrode cell is defective based on the temperature of the target point of the plurality of tabs.
  • the temperature of the target point of at least one of the plurality of taps is out of a preset range, or the difference between the temperature of the target point of some of the plurality of taps and the temperature of the target point of some other taps is determined. If it is out of the set range, the electrode cell may be determined to be defective.
  • the quality control of the electrode cell may be facilitated by determining the corresponding electrode cell as defective.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view illustrating the periphery of the electrode tab and the electrode lead shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation of the electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a control block diagram of an electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of an electrode cell inspection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an electrode cell inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view illustrating the periphery of the electrode tab and the electrode lead shown in FIG. 1 .
  • the electrode cell inspection apparatus (hereinafter, 'inspection apparatus') according to an embodiment of the present invention may inspect whether a partial disconnection occurs in the tab 20 of the electrode cell 10 .
  • the electrode cell 10 includes a plurality of electrodes 11 stacked with a separator 12 interposed therebetween, a plurality of tabs 20 connected to the plurality of electrodes 11 , and a plurality of tabs 20 . It may include a bonded lead 30 .
  • the plurality of electrodes 11 may include an anode and a cathode alternately stacked with the separator 12 interposed therebetween.
  • the tab 20 connected to the positive electrode may be the positive electrode tab 20a
  • the tab 20 connected to the negative electrode may be the negative electrode tab 20b
  • the positive electrode tab 20a and the negative electrode tab 20b may protrude in opposite directions with respect to the electrode cell 10 .
  • the lead 30 bonded to the plurality of positive electrode tabs 20a may be the positive electrode lead 30a
  • the lead 30 bonded to the plurality of negative electrode tabs 20b may be the negative electrode lead 30b.
  • Each tab 20 may include a non-junction part 21 connected to the electrode 11 and spaced apart from each other, and a junction part 22 extending from the non-junction part 21 and joined to each other.
  • At least a portion of the non-bonding portion 21 of the plurality of tabs 20 may be closer to each other toward the bonding portion 22 .
  • Extension 22 may include an outer end of tab 20 .
  • the lead 30 may be bonded to the bonding portion 22 .
  • a portion including the inner end of the lead 30 may be bonded to the abutment 22 , and the other portion including the outer end of the lead 30 may protrude outward than the plurality of tabs 20 .
  • the inspection apparatus can quickly and accurately inspect whether a partial disconnection occurs in the plurality of tabs 20 of the electrode cell 10 .
  • the inspection device includes a heater 110 for heating the lead 30 and a thermal sensor 120 for detecting a temperature distribution of a plurality of tabs 20 heated by heat conducted from the lead 30 .
  • a heater 110 for heating the lead 30
  • a thermal sensor 120 for detecting a temperature distribution of a plurality of tabs 20 heated by heat conducted from the lead 30 . may include.
  • the heater 110 may heat each lead 30 .
  • the heater 110 heating the anode lead 30a may be the first heater 110a
  • the heater 110 heating the cathode lead 30b may be the second heater 110b.
  • the heater 110 may include a pair of contact bodies 111 in contact with the leads 30 .
  • the pair of contact bodies 111 may be in contact with both surfaces of the lead 30 .
  • the pair of contact bodies 111 may be included in a gripper that grips the lead 30 .
  • the contact body 111 located on the lower side of the lead 30 supports the bottom surface of the lead 30 , and the contact body 111 located on the upper side of the lead 30 descends toward the lead 30 to lead the lead 30 . (30) can be in contact with the upper surface.
  • At least one of the pair of contact bodies 111 may be heated to a preset temperature by induction heating or the like. Accordingly, the lead 30 can be quickly heated by the contact body 111 heated to a high temperature in contact with the lead 30 . In addition, since the lead 30 is fixed between the pair of contact bodies 111 , the lead 30 can be stably heated.
  • the pair of contact bodies 111 may be disposed to face each other with the outer end of the lead 30 interposed therebetween.
  • the pair of contact bodies 111 may be spaced apart from the plurality of tabs 20 in the length direction of the lead. Accordingly, it is possible to prevent the risk that the plurality of tabs 20 may be directly heated by the heater 110 to be thermally damaged.
  • the thermal sensor 120 may be disposed on both sides of the plurality of tabs 20 in the width direction.
  • the thermal sensor 120 may detect a temperature distribution in the longitudinal direction of the corners 23 of the plurality of tabs 20 .
  • the thermal sensor 120 includes a plurality of tabs 20, more specifically, a first thermal sensor and a second thermal sensor disposed to face each other with a non-junction part 21 of the plurality of tabs interposed therebetween. can do. Accordingly, the thermal sensor 120 may detect a temperature distribution in the longitudinal direction of both edges 23 of the plurality of tabs 20 . In more detail, the thermal sensor 120 may detect a temperature distribution in the longitudinal direction of both sides of the edge 23 in the width direction of the non-bonding portion 21 of the plurality of tabs 20 .
  • the thermal sensors 120 located on both sides of the plurality of positive electrode tabs 20a may be positive side thermal sensors 120a, and the thermal sensors 120 located on both sides of the plurality of negative electrode tabs 20b are negative side thermal sensors. It may be a thermal sensor 120b.
  • each thermal sensor 120 may be an infrared camera. Therefore, even when the electrode cell 10 is stored in a pouch (not shown), it is possible to sense the temperature distribution in the longitudinal direction of the edges 23 of the plurality of tabs 20 .
  • each heat sensor 120 is not limited thereto, and it is of course possible to sense the temperature distribution in another way.
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation of the electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Heat of the heater 110 is thermally conducted to the plurality of tabs 20 through the leads 30 . Due to this heat conduction, a temperature distribution is generated in both edges 23 of each tab 20 , in which the portion closer to the lead 30 has a higher temperature and the farther away from the lead 30, the lower the temperature. In addition, when a sufficient time elapses after the heater 110 heats the lid 30 , the temperature distribution of both edges 23 of each tab 20 may be uniform.
  • the temperature difference between the first point P located on the side of the lead 30 and the second point P2 located on the opposite side of the lead 30 with respect to the disconnection (C) is that the disconnection (C) does not occur. It is very large compared to the case where it is not.
  • the temperature difference between the first point P1 and the second point P2 may be 10 degrees Celsius or more.
  • the disconnection C of the tab 20 may be determined whether the disconnection C of the tab 20 occurs based on the temperature difference between the tabs 20 .
  • the temperature difference of the edge 23 may mean a maximum value among the temperature differences between points that are consecutively adjacent to each other at a predetermined interval along the edge 23 .
  • the one tap 20 may determine that the disconnection C has occurred.
  • the normal temperature difference range may be set differently depending on the temperature of the heater 110 .
  • the difference is If it is larger than the set normal range, it may be determined that the disconnection (C) has occurred in the some tabs 20 .
  • the thermal sensor 120 detects the temperature of the target point P3 on the edge 23 to determine whether the disconnection C of the tab 20 occurs.
  • the target point P3 is as close to the electrode 11 as possible among the corners 23 .
  • the target point P3 may be a point where the tab 20 and the electrode 11 are connected.
  • the thermal sensor 120 may be configured to detect only the temperature of the target point P3 instead of detecting the temperature distribution of the edge 23 of the tab 20 .
  • the one tap 20 may determine that the disconnection C has occurred.
  • the normal temperature range may be set differently depending on the temperature of the heater 110 .
  • whether the tab 20 is disconnected may be determined by comparing the temperature of the target point P3 between the plurality of tabs 20 .
  • the difference when the relatively low temperature sensed at the target point P3 of some tabs 20 and the relatively high temperature sensed at the target point P3 of some other tabs 20 are compared, the difference When is greater than the preset normal range, it may be determined that the disconnection (C) has occurred in some of the tabs 20 .
  • FIG. 4 is a control block diagram of an electrode cell inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the inspection apparatus may further include a controller 100 .
  • the controller 100 may include at least one processor.
  • the controller 100 may communicate with each thermal sensor 120 to determine whether a disconnection C of each tap 120 occurs. In addition, when the disconnection C occurs in any one of the plurality of tabs 20 included in the one electrode cell 10 , the controller 100 may determine that the one electrode cell 10 is defective.
  • the inspection device may further include at least one of the output interface 130 and the unloader 140 .
  • the inspection apparatus may further include at least one of the output interface 130 and the unloader 140 .
  • the output interface 130 may be configured to output information related to the operation of the inspection device.
  • the output interface 130 may include a display or speaker.
  • the controller 100 may output a failure signal through the output interface 130 .
  • the unloader 140 may be configured to selectively recover the electrode cell 10 from a manufacturing line (not shown).
  • the unloader 140 may be a gripper that grips and collects the electrode cell 10 .
  • the controller 100 may control the unloader 140 to collect the electrode cell 10 determined to be defective from the manufacturing line. Accordingly, quality control of the manufactured electrode cells 10 may be facilitated.
  • FIG. 5 is a flowchart of an electrode cell inspection method according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode cell inspection method (hereinafter, 'inspection method') according to the present embodiment may include a heating step (S10), a sensing step (S20), and a determination step (S30).
  • the heater 110 may heat the lead 30 of the electrode cell 10 .
  • the first heater 110a may heat the anode lead 30a
  • the second heater 110b may heat the cathode lead 30b.
  • the controller 100 heats at least one of the pair of contact bodies 111 included in the heater 110 to a preset temperature, and moves the pair of contact bodies 111 to control the movement of the lead 20 . can be contacted on both sides of the
  • the thermal sensor 120 may measure a temperature distribution of the plurality of tabs 20 .
  • the thermal sensor 120 may measure the temperature distribution in the longitudinal direction of both edges 23 of the plurality of tabs 20 .
  • the thermal sensor 120 may measure the temperature distribution of both edges 23 of the non-junction part 21 .
  • the temperature distribution data sensed by the thermal sensor 120 may be transmitted to the controller 100 .
  • the positive-side thermal sensor 120a may measure the temperature distribution in the longitudinal direction of both edges 23 of the plurality of positive electrode tabs 20a, and the negative-side thermal sensor 120b includes the plurality of negative electrode tabs 20b. ) can measure the temperature distribution in the longitudinal direction of both edges 23 .
  • the controller 100 may determine whether the electrode cell 10 is defective based on the temperature distribution of the plurality of tabs 20 .
  • the controller 100 may determine the electrode cell 10 as defective.
  • the controller 100 may determine the electrode cell 10 as defective when the temperature difference between two different points of at least one of the plurality of tabs 20 is out of a preset range, that is, a normal temperature difference range.
  • the controller 100 may determine the electrode cell 10 as defective when the temperature difference on at least one edge 23 of the plurality of tabs 20 is out of a preset range.
  • the controller 100 may set a temperature difference between two different points of the some tabs 20 among the plurality of tabs 20 and a temperature difference between two different points of the other some tabs 20 within a preset range, that is, a normal range. If it is out of , the electrode cell 10 may be determined to be defective. When the difference between the temperature difference on the edge 23 of some of the tabs 20 and the temperature difference on the edge 23 of some of the tabs 20 among the plurality of tabs 20 is out of the preset range, the controller 100 determines the electrode cell (10) can be judged as defective.
  • the one electrode cell 10 may move along the manufacturing line and a subsequent process may be performed (S40).
  • the unloader 140 may collect the one electrode cell 10 from the manufacturing line ( S50 ).
  • FIG. 6 is a flowchart of an electrode cell inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • the thermal sensor 120 may measure the temperature of the target point P3 of the plurality of tabs 20 .
  • the target point P3 may be a point adjacent to the electrode 11 on the edge 23 of each tab 20 .
  • the positive side thermal sensor 120a may measure the temperature of the target point P3 on both edges 23 of the plurality of positive electrode tabs 20a
  • the negative side thermal sensor 120b has a plurality of The temperature of the target point P3 on both edges 23 of the negative electrode tab 20b may be measured.
  • the controller 100 may determine whether the electrode cell 10 is defective based on the temperature of the target point P3 of the plurality of tabs 20 .
  • the controller 100 may determine the electrode cell 10 as defective.
  • the controller 100 may determine that the electrode cell 10 is defective when the temperature of at least one of the target points P3 of the plurality of tabs 20 is out of a preset range, that is, a normal temperature range.
  • the controller 100 may set the temperature difference between the temperature of the target point P3 of some of the tabs 20 and the temperature of the target point P3 of some of the tabs 20 among the plurality of tabs 20 in a preset range, that is, If it is out of the normal range, the electrode cell 10 may be determined to be defective.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전극셀 검사 장치는, 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀을 검사할 수 있다. 상기 전극셀 검사 장치는, 상기 리드를 가열하는 히터; 및 상기 리드로부터전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 온도 분포를 감지하는 열감지 센서를 포함할 수 있다.

Description

전극셀 검사장치 및 검사방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2021년 04월 07일자 한국특허출원 제10-2021-0045522호 및 2022년02월 28일자 한국특허출원 제10-2022-0026114호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전극셀 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 전극셀의 탭에 부분 단선이 발생하였는지 여부를 검사하는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극셀이 어떠한 구조로 이루어지는지에 따라 분류될 수 있다. 스택형은 일정 크기로 절단된 전극들 사이에 분리막을 개재하는 상태로 순차적으로 적층한 구조이고, 권취형은 절단되지 않은 전극들 사이에 분리막을 개재한 상태로 동시에 감아서 적층한 구조이다.
특히 스택형 이차전지의 전극셀은, 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭에 리드가 접합된다. 따라서, 복수개의 전극은 리드를 통해 외부 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 전극셀을 제조하는 공정에서, 상기 탭에 부분적인 단선이 발생할 우려가 있다. 예를 들어, 집전체의 무지부를 가공하여 탭을 형성하는 과정에서 탭에 부분 단선이 발생하거나, 복수개의 탭에 리드를 접합하는 과정에서 탭에 부분 단선이 발생할 수 있다. 그리고, 탭에 단선이 발생하면 전극셀에 저전압 등의 불량을 유발할 수 있다.
그러나, 종래에는 전극셀의 탭의 단선을 신속하게 검출하기 위한 장치나 방법이 존재하지 않았다. 또한, CT 촬영 등을 통해 탭의 부분 단선을 검출할 수는 있으나, 이러한 방식으로는 각 전극셀에 포함된 복수개의 탭을 전부 검사하는데 지나치게 긴 시간이 소요되므로 전극셀의 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수개의 탭에 대한 부분적인 단선의 발생 여부를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 전극셀 검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 검사 장치는, 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀을 검사할 수 있다. 상기 전극셀 검사 장치는, 상기 리드를 가열하는 히터; 및 상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 온도 분포를 감지하는 열감지 센서를 포함할 수 있다.
상기 전극셀 검사 장치는, 상기 열감지 센서와 통신하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 서로 다른 두 지점 간의 온도차가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차와 다른 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정할 수 있다.
상기 전극셀 검사 장치는, 상기 컨트롤러에서 상기 전극셀을 불량 판정하면 불량발생 신호를 출력하는 출력 인터페이스; 또는 상기 컨트롤러에서 상기 전극셀을 불량 판정하면 상기 전극셀을 제조 라인에서 회수하는 언로더 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 열감지 센서는, 상기 복수개의 탭의 비접합부를 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 제1열감지 센서 및 제2열감지 센서를 포함할 수 있다.
상기 히터는, 상기 리드에 접하며 적어도 하나가 기설정된 온도로 가열되는 한 쌍의 접촉 바디를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 검사 장치는, 상기 리드를 가열하는 히터; 및 상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도를 감지하는 한 쌍의 열감지 센서를 포함할 수 있다.
상기 전극셀 검사 장치는, 상기 열감지 센서와 통신하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 복수개의 탭의 타겟 지점 중 적어도 하나의 온도가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 타겟 지점의 온도와 다른 일부 탭의 타겟 지점의 온도의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 검사 방법은, 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀을 검사할 수 있다. 상기 전극셀 검사 방법은, 상기 리드를 가열하는 히팅 단계; 상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 온도 분포를 감지하는 센싱 단계; 및 상기 복수개의 탭의 온도 분포에 기초하여 상기 전극셀의 불량 여부를 판정하는 판정 단계를 포함할 수 있다.
상기 판정 단계에서, 상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 서로 다른 두 지점간의 온도차가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차와 다른 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 검사 방법은, 상기 리드를 가열하는 히팅 단계; 상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도를 감지하는 센싱 단계; 및 상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도에 기초하여 상기 전극셀의 불량 여부를 판정하는 판정 단계를 포함할 수 있다.
상기 판정 단계에서, 상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 타겟 지점의 온도가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 타겟 지점의 온도와 다른 일부 탭의 타겟 지점의 온도의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 복수개의 탭의 폭방향 양측에 위치한 열감지 센서에 의해, 복수개의 탭에 대한 부분 단선의 발생 여부를 신속하고 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 복수개의 탭 중 하나라도 단선이 발생하면 해당 전극셀을 불량 판정함으로써, 전극셀의 품질 관리가 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극탭 및 전극 리드의 주변을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 제어 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극셀 검사방법의 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 특허청구범위에 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전극탭 및 전극 리드의 주변을 도시한 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치(이하, '검사 장치')는, 전극셀(10)의 탭(20)에 부분 단선이 발생하였는지 여부를 검사할 수 있다.
상기 전극셀(10)은 분리막(12)을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극(11)과, 상기 복수개의 전극(11)에 연결된 복수개의 탭(20)과, 상기 복수개의 탭(20)에 접합된 리드(30)를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 전극(11)은, 분리막(12)을 사이에 두고 교대로 적층된 양극 및 음극을 포함할 수 있다.
복수개의 탭(20) 중, 양극에 연결된 탭(20)은 양극 탭(20a)이고, 음극에 연결된 탭(20)은 음극 탭(20b)일 수 있다. 양극 탭(20a) 및 음극 탭(20b)은 전극셀(10)에 대해 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 또한, 복수개의 양극 탭(20a)에 접합된 리드(30)는 양극 리드(30a)이고, 복수개의 음극 탭(20b)에 접합된 리드(30)는 음극 리드(30b)일 수 있다.
각 탭(20)은, 전극(11)에 연결되고 서로 이격된 비접합부(21)와, 비접합부(21)에서 연장되며 서로 접합된 접합부(22)를 포함할 수 있다.
복수개의 탭(20)의 비접합부(21)의 적어도 일부는, 접합부(22) 측으로 갈수록 서로 가까워질 수 있다. 연장부(22)는 탭(20)의 외측 단부를 포함할 수 있다.
리드(30)는 접합부(22)에 접합될 수 있다. 좀 더 상세히, 리드(30)의 내측 단부를 포함하는 일부는 접합부(22)에 접합될 수 있고, 리드(30)의 외측 단부를 포함하는 다른 일부는 복수개의 탭(20)보다 외측으로 돌출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 검사 장치는, 이러한 전극셀(10)의 복수개의 탭(20)에 부분적인 단선이 발생하였는지 여부를 신속하고 정확하게 검사할 수 있다.
좀 더 상세히, 검사 장치는 리드(30)를 가열하는 히터(110)와, 상기 리드(30)로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 복수개의 탭(20)의 온도 분포를 감지하는 열감지 센서(120)를 포함할 수 있다.
히터(110)는 각 리드(30)를 가열할 수 있다. 이 경우, 양극 리드(30a)를 가열하는 히터(110)는 제1히터(110a)이고, 음극 리드(30b)를 가열하는 히터(110)는 제2히터(110b)일 수 있다.
좀 더 상세히, 히터(110)는 리드(30)에 접하는 한 쌍의 접촉 바디(111)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 접촉 바디(111)는 리드(30)의 양 면에 접할 수 있다.
일례로, 한 쌍의 접촉 바디(111)는 리드(30)를 파지하는 그리퍼에 포함될 수 있다. 다른 예로, 리드(30)의 하측에 위치한 접촉 바디(111)는 리드(30)의 저면을 지지하고, 리드(30)의 상측에 위치한 접촉 바디(111)는 리드(30)를 향해 하강하여 리드(30)의 상면에 접촉할 수 있다.
상기 한 쌍의 접촉 바디(111) 중 적어도 하나는 유도 가열 등에 의해 기설정된 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 고온으로 가열된 접촉 바디(111)가 리드(30)에 접촉함으로써 리드(30)가 신속하게 가열될 수 있다. 또한, 리드(30)가 한 쌍의 접촉 바디(111)의 사이에 고정되므로 리드(30)를 안정적으로 가열할 수 있다.
한 쌍의 접촉 바디(111)는 리드(30)의 외측 단부를 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 한 쌍의 접촉 바디(111)는 리드의 길이 방향으로 복수개의 탭(20)과 이격될 수 있다. 이로써, 복수개의 탭(20)이 히터(110)에 의해 직접적으로 가열되어 열 손상될 우려를 방지할 수 있다.
한편, 열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20)의 폭방향 양측에 배치될 수 있다. 열감지 센서(120)는, 복수개의 탭(20)의 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 감지할 수 있다.
열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20), 좀 더 상세히는 복수개의 탭의 비접합부(21)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치된 제1열감지 센서와, 제2열감지 센서를 포함할 수 있다. 따라서, 열감지 센서(120)는, 복수개의 탭(20)의 양 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 감지할 수 있다. 좀 더 상세히, 열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20)의 비접합부(21)의 폭방향 양측 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 감지할 수 있다.
복수개의 양극탭(20a)의 양측에 위치한 열감지 센서(120)는 양극측 열감지 센서(120a)일 수 있고, 복수개의 음극탭(20b)의 양측에 위치한 열감지 센서(120)는 음극측 열감지 센서(120b)일 수 있다.
바람직하게는, 각 열감지 센서(120)는 적외선 카메라일 수 있다. 따라서 전극셀(10)이 파우치(미도시) 내에 수납된 상태이더라도, 복수개의 탭(20)의 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 감지하는 것이 가능하다.
다만, 각 열감지 센서(120)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 방식으로 온도 분포를 감지하는 것도 가능함은 물론이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
히터(110)의 열은 리드(30)를 통해 복수개의 탭(20)으로 열전도된다. 이러한 열전도에 의해, 각 탭(20)의 양 모서리(23)에는, 리드(30)에 가까운 부분일수록 온도가 높고 리드(30)에서 멀어질수록 온도가 낮아지는 온도 분포가 발생하게 된다. 또한, 히터(110)가 리드(30)를 가열한 후 충분한 시간이 지나면 각 탭(20)의 양 모서리(23)의 온도 분포는 균일해질 수도 있다.
즉, 탭(20)의 모서리(23)에 단선(C)이 발생하지 않는다면, 상기 모서리(23)를 향하는 열감지 센서(120)에는 선형적이거나 일정한 온도 분포가 감지될 것이다.
반면, 탭(20)의 모서리(23)에 단선(C)이 발생하면, 상기 모서리(23)를 향하는 열감지 센서(120)에서 감지된 온도 분포에서, 단선(C)을 경계로 하여 급격한 온도차가 나타나게 된다. 좀 더 상세히, 단선(C)을 기준으로 리드(30)측에 위치한 제1지점(P)과 리드(30)의 반대편에 위치한 제2지점(P2) 간 온도차는, 단선(C)이 발생하지 않은 경우와 비교하여 매우 커지게 된다. 예를 들어, 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 온도차는 섭씨 10도 이상일 수 있다.
따라서, 열감지 센서(120)에서 측정된 온도 분포를 기반으로 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판정하는 것이 가능하다.
일 예로, 각 탭(20)의 온도차를 통해 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판단할 수 있다. 좀 더 상세히, 각 탭(20)의 모서리(23)의 온도차를 통해 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판단할 수 있다. 모서리(23)의 온도차는, 모서리(23)를 따라 기설정된 간격 또는 연속적으로 이웃한 지점들 간 온도차들 중 최대값을 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 일 탭(20)에서 감지된 온도차가 기설정된 정상 온도차 범위보다 크면, 상기 일 탭(20)은 단선(C)이 발생하였다고 판정할 수 있다. 상기 정상 온도차 범위는 히터(110)의 온도 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.
다른 예로, 복수개의 탭(20) 간 온도차를 비교하여 탭(20)의 단선 여부를 판단할 수도 있다. 좀 더 상세히, 각 탭(20)의 모서리(23)의 온도차 간 차이를 통해 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판단할 수 있다.
좀 더 상세히, 일부 탭(20)의 모서리(23)에서 감지된 상대적으로 큰 온도차와, 다른 일부 탭(20)의 모서리(23)에서 감지된 상대적으로 작은 온도차를 비교하였을 때, 그 차이가 기설정된 정상 범위보다 크면 상기 일부 탭(20)에 단선(C)이 발생하였다고 판정할 수 있다.
한편, 탭(20)의 모서리(23)에 단선(C)이 발생하면, 단선(C)이 발생하지 않은 경우와 비교하여, 모서리(23) 중 단선(C)과 전극(11) 사이의 온도가 낮아진다.
따라서, 열감지 센서(120)는 모서리(23) 상의 타겟 지점(P3)의 온도를 감지하여 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판정하는 것이 가능하다. 상기 타겟 지점(P3)은 모서리(23) 중 전극(11)에 최대한 인접함이 바람직하다. 예를 들어, 상기 타겟 지점(P3)은 탭(20)과 전극(11)이 연결되는 지점일 수 있다.
이 경우, 열감지 센서(120)가 탭(20)의 모서리(23)의 온도 분포를 감지하는 대신, 상기 타겟 지점(P3)의 온도만을 감지하도록 구성하는 것도 가능할 것이다.
일 예로, 각 탭(20)의 타겟 지점(P3)의 온도를 통해 탭(20)의 단선(C) 발생 여부를 판단할 수 있다. 좀 더 상세히, 일 탭(20)의 타겟 지점(P3)에서 감지된 온도가 기설정된 정상 온도 범위보다 낮으면, 상기 일 탭(20)은 단선(C)이 발생하였다고 판정할 수 있다. 또한, 상기 정상 온도 범위는 히터(110)의 온도 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.
다른 예로, 복수개의 탭(20) 간 타겟 지점(P3)의 온도를 비교하여 탭(20)의 단선 여부를 판단할 수도 있다. 좀 더 상세히, 일부 탭(20)의 타겟 지점(P3)에서 감지된 상대적으로 낮은 온도와, 다른 일부 탭(20)의 타겟 지점(P3)에서 감지된 상대적으로 높은 온도를 비교하였을 때, 그 차이가 기설정된 정상 범위보다 크면 상기 일부 탭(20)에 단선(C)이 발생하였다고 판정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사장치의 제어 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치는 컨트롤러(100)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러(100)는 각 열감지 센서(120)와 통신하여 각 탭(120)의 단선(C) 발생 여부를 판정할 수 있다. 또한, 컨트롤러(100)는, 일 전극셀(10)에 포함된 복수개의 탭(20) 중 어느 하나라도 단선(C)이 발생하였으면, 상기 일 전극셀(10)의 불량으로 판정할 수 있다.
상기 검사장치는, 출력 인터페이스(130) 또는 언로더(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 검사장치에 출력 인터페이스(130) 및 언로더(140)가 모두 포함된 경우를 예로 들어 설명한다.
출력 인터페이스(130)는 상기 검사장치의 작동과 관련된 정보를 출력하는 구성일 수 있다. 예를 들어, 출력 인터페이스(130)는 디스플레이 또는 스피커를 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)가 전극셀(10)을 불량 판정하면, 컨트롤러(100)는 출력 인터페이스(130)를 통해 불량발생 신호를 출력할 수 있다.
언로더(140)는 전극셀(10)을 제조 라인(미도시)에서 선택적으로 회수하는 구성일 수 있다. 예를 들어, 언로더(140)는 전극셀(10)을 파지하여 회수하는 그리퍼일 수 있다.
컨트롤러(100)는 언로더(140)를 제어하여 불량 판정된 전극셀(10)을 제조 라인에서 회수할 수 있다. 이로써, 제조되는 전극셀(10)들의 품질 관리가 용이해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 검사방법의 순서도이다.
본 실시예에 따른 전극셀 검사 방법(이하, '검사 방법')은, 히팅 단계(S10)와, 센싱 단계(S20)와, 판정 단계(S30)를 포함할 수 있다.
히팅 단계(S10) 시, 히터(110)는 전극셀(10)의 리드(30)를 가열할 수 있다. 좀 더 상세히, 제1히터(110a)는 양극 리드(30a)를 가열하고, 제2히터(110b)는 음극 리드(30b)를 가열할 수 있다.
더욱 상세히, 컨트롤러(100)는 히터(110)에 포함된 한 쌍의 접촉 바디(111) 중 적어도 하나를 기설정된 온도로 가열하고, 한 쌍의 접촉 바디(111)를 이동 제어하여 리드(20)의 양면에 접촉시킬 수 있다.
센싱 단계(S20) 시, 열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20)의 온도 분포를 측정할 수 있다. 좀 더 상세히, 열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20)의 양 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 측정할 수 있다.
더욱 상세히, 열감지 센서(120)는 비접합부(21)의 양 모서리(23)의 온도 분포를 측정할 수 있다. 그리고, 열감지 센서(120)에서 감지된 온도 분포 데이터는 컨트롤러(100)로 전달될 수 있다.
양극측 열감지 센서(120a)는 복수개의 양극 탭(20a)의 양 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 측정할 수 있고, 음극측 열감지 센서(120b)는 복수개의 음극 탭(20b)의 양 모서리(23)의 길이 방향에 대한 온도 분포를 측정할 수 있다.
판정 단계(S30) 시, 컨트롤러(100)는, 복수개의 탭(20)의 온도 분포에 기초하여 전극셀(10)의 불량 여부를 판정할 수 있다.
컨트롤러(100)는 복수개의 양극 탭(20a)과 복수개의 음극 탭(20b) 중 적어도 하나에 단선(C)이 발생하였다고 판정되면, 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20) 중 적어도 하나의 서로 다른 두 지점간의 온도차가 기설정된 범위, 즉 정상 온도차 범위를 벗어나면 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다. 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20) 중 적어도 하나의 모서리(23) 상 온도차가 기설정된 범위를 벗어나면 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
또는, 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20) 중 일부 탭(20)의 서로 다른 두 지점간의 온도차와 다른 일부 탭(20)의 서로 다른 두 지점간의 온도차의 차이가 기설정된 범위, 즉 정상 범위를 벗어나면, 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다. 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20) 중 일부 탭(20)의 모서리(23) 상의 온도차와 다른 일부 탭(20)의 모서리(23) 상의 온도차의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
일 전극셀(10)이 불량 판정되지 않으면, 상기 일 전극셀(10)은 제조 라인을 따라 이동하며 후속 공정이 진행될 수 있다(S40).
반면 일 전극셀(10)이 불량 판정되면, 출력 인터페이스(130)에는 불량 발생 신호가 출력되고, 언로더(140)는 상기 일 전극셀(10)을 제조 라인에서 회수할 수 있다(S50).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극셀 검사방법의 순서도이다.
본 실시예에 따른 검사방법의 경우, 센싱 단계(S20') 및 판정 단계(30')를 제외하고는 앞서 설명한 일 실시예와 동일하므로, 중복되는 내용은 원용하고 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
센싱 단계(S20') 시, 열감지 센서(120)는 복수개의 탭(20)의 타켓 지점(P3)의 온도를 측정할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 타겟 지점(P3)은 각 탭(20)의 모서리(23) 상에서 전극(11)과 인접한 지점일 수 있다.
좀 더 상세히, 양극측 열감지 센서(120a)는 복수개의 양극 탭(20a)의 양 모서리(23) 상 타겟 지점(P3)의 온도를 측정할 수 있고, 음극측 열감지 센서(120b)는 복수개의 음극 탭(20b)의 양 모서리(23) 상 타켓 지점(P3)의 온도를 측정할 수 있다.
판정 단계(S30') 시, 컨트롤러(100)는, 복수개의 탭(20)의 타겟 지점(P3)의 온도에 기초하여 전극셀(10)의 불량 여부를 판정할 수 있다.
컨트롤러(100)는 복수개의 양극 탭(20a)과 복수개의 음극 탭(20b) 중 적어도 하나에 단선(C)이 발생하였다고 판정되면, 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20)의 타겟 지점(P3) 중 적어도 하나의 온도가 기설정된 범위, 즉 정상 온도 범위를 벗어나면 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
또는, 컨트롤러(100)는 복수개의 탭(20) 중 일부 탭(20)의 타겟 지점(P3)의 온도와 다른 일부 탭(20)의 타겟 지점(P3)의 온도의 차이가 기설정된 범위, 즉 정상 범위를 벗어나면, 전극셀(10)을 불량 판정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 전극셀 11: 전극
20: 탭 23: 모서리
30: 리드 100: 컨트롤러
110: 히터 111: 접촉 바디
120: 열감지 센서

Claims (11)

  1. 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀의 검사 장치에 있어서,
    상기 리드를 가열하는 히터; 및
    상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 온도 분포를 감지하는 열감지 센서를 포함하는 전극셀 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열감지 센서와 통신하는 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 서로 다른 두 지점간의 온도차가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차와 다른 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차 사이의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정하는 전극셀 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러에서 상기 전극셀을 불량 판정하면 불량발생 신호를 출력하는 출력 인터페이스; 또는
    상기 컨트롤러에서 상기 전극셀을 불량 판정하면 상기 전극셀을 제조 라인에서 회수하는 언로더 중 적어도 하나를 더 포함하는 전극셀 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열감지 센서는,
    상기 복수개의 탭의 비접합부를 사이에 두고 서로 마주보게 배치되는 제1열감지 센서 및 제2열감지 센서를 포함하는 전극셀 검사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 리드에 접하며 적어도 하나가 기설정된 온도로 가열되는 한 쌍의 접촉 바디를 포함하는 전극셀 검사장치.
  6. 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀의 검사 장치에 있어서,
    상기 리드를 가열하는 히터; 및
    상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도를 감지하는 열감지 센서를 포함하는 전극셀 검사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열감지 센서와 통신하는 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수개의 탭의 타겟 지점 중 적어도 하나의 온도가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 타겟 지점의 온도와 다른 일부 탭의 타겟 지점의 온도의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정하는 전극셀 검사장치.
  8. 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀의 검사 방법에 있어서,
    상기 리드를 가열하는 히팅 단계;
    상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 온도 분포를 감지하는 센싱 단계; 및
    상기 복수개의 탭의 온도 분포에 기초하여 상기 전극셀을 불량 여부를 판정하는 판정 단계를 포함하는 전극셀 검사 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판정 단계에서,
    상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 서로 다른 두 지점간의 온도차가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차와 다른 일부 탭의 서로 다른 두 지점간의 온도차의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정하는 전극셀 검사방법.
  10. 분리막을 사이에 두고 적층된 복수개의 전극과, 상기 복수개의 전극에 연결된 복수개의 탭과, 상기 복수개의 탭에 접합된 리드를 포함하는 전극셀의 검사 방법에 있어서,
    상기 리드를 가열하는 히팅 단계;
    상기 리드로부터 전도되는 열에 의해 가열되는 상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도를 감지하는 센싱 단계; 및
    상기 복수개의 탭의 타겟 지점의 온도에 기초하여 상기 전극셀의 불량 여부를 판정하는 판정 단계를 포함하는 전극셀 검사 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 판정 단계에서,
    상기 복수개의 탭 중 적어도 하나의 타겟 지점의 온도가 기설정된 범위를 벗어나거나, 상기 복수개의 탭 중 일부 탭의 타겟 지점의 온도와 다른 일부 탭의 타겟 지점의 온도의 차이가 기설정된 범위를 벗어나면, 상기 전극셀을 불량 판정하는 전극셀 검사방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140034390A (ko) * 2012-09-10 2014-03-20 삼성에스디아이 주식회사 리드탭 조립체 및 이를 구비한 전지 모듈
KR102146945B1 (ko) * 2020-03-27 2020-08-21 주식회사 와이에이치티 이차전지 셀을 검사하기 위한 검사 설비
KR102151175B1 (ko) * 2018-07-06 2020-09-03 주식회사 정안시스템 파우치형 2차전지의 전극손상위치 검사방법
KR20210020576A (ko) * 2019-08-16 2021-02-24 주식회사 엘지화학 크랙 검출력이 향상된 와전류 센서 및 이를 포함하는 와전류 검사 장치
KR102236815B1 (ko) * 2020-10-16 2021-04-06 박영호 이차전지 전극 탭의 누락 및 접힘 결함 검출장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140034390A (ko) * 2012-09-10 2014-03-20 삼성에스디아이 주식회사 리드탭 조립체 및 이를 구비한 전지 모듈
KR102151175B1 (ko) * 2018-07-06 2020-09-03 주식회사 정안시스템 파우치형 2차전지의 전극손상위치 검사방법
KR20210020576A (ko) * 2019-08-16 2021-02-24 주식회사 엘지화학 크랙 검출력이 향상된 와전류 센서 및 이를 포함하는 와전류 검사 장치
KR102146945B1 (ko) * 2020-03-27 2020-08-21 주식회사 와이에이치티 이차전지 셀을 검사하기 위한 검사 설비
KR102236815B1 (ko) * 2020-10-16 2021-04-06 박영호 이차전지 전극 탭의 누락 및 접힘 결함 검출장치

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