WO2023080543A1 - 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치 - Google Patents

전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023080543A1
WO2023080543A1 PCT/KR2022/016582 KR2022016582W WO2023080543A1 WO 2023080543 A1 WO2023080543 A1 WO 2023080543A1 KR 2022016582 W KR2022016582 W KR 2022016582W WO 2023080543 A1 WO2023080543 A1 WO 2023080543A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pouch
cup
height
cup portion
measuring
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/016582
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강대형
석헌기
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to CN202280009809.3A priority Critical patent/CN116745574A/zh
Priority to EP22890278.9A priority patent/EP4293316A1/en
Priority to JP2023541881A priority patent/JP2024503650A/ja
Publication of WO2023080543A1 publication Critical patent/WO2023080543A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004—Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for measuring the height of a pouch cup portion accommodating an electrode assembly therein in a non-contact measurement method, and more particularly, to a method and apparatus for measuring the height of a pouch cup portion by minimizing measurement deviation between measurers, thereby improving reliability of measuring the height of the pouch cup portion. It relates to a method and apparatus for measuring the height of a pouch cup portion accommodating an electrode assembly, which can improve the quality of a pouch by improving the quality of the pouch.
  • secondary batteries having high energy density, discharge voltage, and excellent output stability.
  • secondary batteries include lithium secondary batteries such as lithium-sulfur batteries, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries.
  • the secondary battery as described above can be classified into a cylindrical shape, a prismatic shape, a pouch type, etc. according to its shape, and among them, interest and demand for pouch type battery cells are gradually increasing.
  • Pouch-type battery cells can be stacked with a high degree of integration, have high energy density per weight, are inexpensive, and are easy to transform. Therefore, the pouch-type battery cell can be manufactured in a shape and size applicable to various mobile devices and automobiles.
  • a typical pouch-type battery cell 10 includes an electrode assembly 30, electrode tabs 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, and welded to the electrode tabs 40 and 50.
  • a battery case 20 accommodating the electrode leads 60 and 70 and the electrode assembly 30 is included.
  • the electrode assembly 30 is composed of a stacked or stacked/folded structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
  • the electrode tabs 40 and 50 extend from each electrode plate of the electrode assembly 30, and the electrode leads 60 and 70 are electrically connected to a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from each electrode plate, respectively.
  • the battery case 20 is generally made of a laminate sheet containing resin, metal, or a mixture thereof, provides a space for accommodating the electrode assembly 30, and has a pouch shape as a whole.
  • the plurality of positive electrode tabs 40 and the plurality of negative electrode tabs 50 may be coupled to the electrode leads 60 and 70 of the battery case 20.
  • the inner top may be spaced apart from the electrode assembly 30 .
  • a typical pouch-type battery cell electrode assemblies including a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked and accommodated in a soft battery case (ie, a stacked electrode assembly or a stacked/folded electrode assembly is placed in a battery case). acceptance), and an encapsulation structure having a sealing portion in which the end of the battery case is sealed by thermal fusion.
  • the soft packing material sheet constituting the battery case is made of at least one of a resin layer and a metal layer, and by forming a sealing part at the end thereof, it not only prevents the electrode assembly from escaping to the outside, but also prevents the electrode assembly from escaping to the outside. It also serves to protect against impact. That is, the pouch-type battery cell may be manufactured by accommodating the electrode assembly in a battery case (or pouch cup portion), injecting an electrolyte solution, and then going through a step of sealing by thermal fusion or the like.
  • the battery case 20 of the pouch type battery cell 10 includes a case 20a accommodating the electrode assembly 30, and the electrode assembly 30 after the electrode assembly 30 is accommodated in the case. ) can be classified as a cover (20b) that covers so that it does not escape.
  • the symbol C marked on the case 20a of FIG. 1 is a portion where the electrode assembly 30 is fully accommodated, and may be referred to as a portion where only the sealing portion (or wing portion) is excluded from the case 20a.
  • the portion corresponding to the reference numeral C in FIG. 1 is hereinafter referred to as a “pouch cup portion”.
  • the pouch cup portion may be formed by forming with a punch or the like. After that, the height (or depth) of the cup portion of the pouch having the cup portion is measured, and when it is confirmed that the cup portion is formed at an appropriate height, an assembly process such as embedding the electrode assembly into the cup portion of the pouch may be performed. That is, in inserting the electrode assembly into the pouch cup portion, the height of the pouch cup portion and its management are very important.
  • the height of the cup portion of the pouch having the cup portion is measured through a contact measuring instrument such as a steel ruler or Vernier calipers.
  • Figure 2 is a view of measuring the height of the pouch cup portion through a conventional contact-type measuring mechanism, a in Figure 2 corresponds to the steel ruler measurement method, and b in Figure 2 corresponds to the vernier caliper measurement method.
  • the steel ruler measurement method two steel rulers may be used, and in the case of the vernier caliper measurement method, measurement is possible by lowering a vertically fixed vernier caliper and bringing it into contact with the measuring unit.
  • the subjective judgment of the person measuring is bound to intervene, and accordingly, due to the measurement deviation between measurers, a problem inevitably occurs that the level of reliability of the height measurement of the pouch cup part is lowered. do. Therefore, when the height of the pouch cup portion is measured using a conventional contact-type measuring instrument, the pouch cup portion does not completely meet the specifications of the electrode assembly, which inevitably causes a problem in that the quality of the pouch deteriorates, such as cracks. does not exist.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the height of a pouch cup portion accommodating an electrode assembly, which can improve the quality of a pouch by improving the reliability of measuring the height of a pouch cup portion by minimizing measurement deviation between measurers. is to do
  • the present invention is a method for measuring the height of a pouch cup portion of a pouch case for a secondary battery, comprising: (a) covering the pouch on a cup portion support jig; (b) exposing a corner portion of the upper surface of the pouch covered with the cup portion support jig to measure the height of the cup portion, and positioning an upper fixing jig to cover the periphery of the exposed corner; (c) positioning a lower fixing jig on the pouch wings and the peripheral bottom of the lower corner portion corresponding to the corner portion, thereby exposing the lower corner portion and covering the other portion; and (d) measuring the height of the cup portion of the corner portion exposed by the upper fixing jig and the lower fixing jig using a 3D shape measuring instrument.
  • the present invention is a device for measuring the height of a pouch cup portion of a pouch case for a secondary battery, comprising: a cup support jig having an inner shape of the pouch cup portion so that the pouch cup portion can be covered; an upper fixing jig in the form of a plate exposing a corner portion of an upper surface of the pouch covered with the cup portion support jig to measure a height of the cup portion and covering a periphery of the exposed corner portion; a lower fixing jig in the form of a plate covering the pouch wings and the bottom portion of the lower corner portion corresponding to the corner portion, and exposing the portion around the lower corner portion so that the height of the cup portion can be measured; and a 3D shape measuring device for measuring the height of the corner portion.
  • the quality of the pouch can be improved by minimizing the measurement deviation between measurers and improving the reliability of the height measurement of the pouch cup portion.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a conventional pouch-type battery cell.
  • Figure 2 is a state of measuring the height of the pouch cup portion through a conventional contact-type measuring mechanism.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a device for measuring the height of a pouch cup part is provided according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing how to form a cup portion in a pouch before molding.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a cup support jig is provided and fixed on a separate support according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which two cup support jigs are provided and fixed on a separate support according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an upper perspective view showing a state in which a pouch covered on a cup support jig is pressurized and fixed with an upper fixing jig and a pouch wing portion is pressurized and fixed with a lower fixing jig according to an embodiment of the present invention.
  • the method for measuring the height of the pouch cup portion accommodating the electrode assembly according to the present invention is a method of measuring the height of the pouch cup portion C of a pouch case for a secondary battery (for example, both ends of the pouch).
  • the pouch 200 is placed on the cup portion support jig 100 Covering step, (b) exposing a corner portion to measure the height of the cup portion (C) of the upper surface of the pouch 200 covered with the cup portion support jig 100, and using an upper fixing jig 300 to cover the exposed corner periphery Positioning step, (c) positioning the lower fixing jig 400 on the pouch wings (W) of the lower corner portion corresponding to the corner portion and the peripheral bottom portion, thereby exposing the lower corner portion and covering the other portion and (d) measuring the cup height h of the corner portion exposed by the upper fixing jig and the lower fixing jig using a 3D shape measuring instrument.
  • the pouch cup portion may be formed by forming with a punch or the like.
  • 4 is a schematic diagram showing the formation of a cup portion in a pouch before molding. As shown in FIG. 4, both ends of the pouch 200 are sandwiched between a stripper 90 and a die 92. After fixing, the center of the pouch 200 is pressed with a punch 94, and at the same time, the stripper 90 and the die 92 on both sides of the pouch 200 are raised together to form a cup portion in the pouch. After that, the height (or depth) of the cup portion of the pouch having the cup portion is measured, and when it is confirmed that the cup portion is formed at an appropriate height, an assembly process such as embedding the electrode assembly into the cup portion of the pouch may be performed. That is, in inserting the electrode assembly into the pouch cup portion, the height of the pouch cup portion and its management are very important.
  • the height of the cup portion of the pouch formed with the cup portion is measured through a contact-type measuring instrument such as a steel ruler or Vernier Calipers, as shown in FIG. .
  • a contact-type measuring instrument such as a steel ruler or Vernier Calipers
  • the subjective judgment of the person measuring (or measurer) is bound to intervene, and accordingly, due to the measurement deviation between measurers, a problem inevitably occurs that the level of reliability of the height measurement of the pouch cup part is lowered. do. Therefore, when the height of the pouch cup portion is measured using a conventional contact-type measuring instrument, the pouch cup portion does not completely meet the specifications of the electrode assembly, which inevitably causes a problem in that the quality of the pouch deteriorates, such as cracks. (In particular, cracks occur when the pouch cup portion is smaller than the electrode assembly).
  • the present applicant objectively measures the height of the pouch cup without intervening subjective judgment of the measurer, thereby increasing overall reliability of measurement values such as accuracy, repeatability and reproducibility compared to the existing ones, thereby improving the quality of the pouch. that invented the technology.
  • step a the step of covering the pouch 200 on the cup portion support jig 100, that is, covering the pouch 200 on the cup portion support jig 100 having the shape of the formed pouch cup portion C, so that the pouch A step of accommodating the cup portion support jig 100 in the cup portion C of (200) is performed (step a). Since the cup support jig 100 is for maintaining the shape of the cup portion C of the pouch 200, the shape of the cup portion C of the pouch 200 should be identical to that of the pouch cup portion C, and therefore, it is desirable that the error should be as small as possible.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a cup support jig is provided and fixed on a separate support according to another embodiment of the present invention.
  • the cup portion support jig 100 may be provided on a separate stand 110 . This is to improve the convenience of mounting the pouch by fixing the cup support jig 100, and as shown in FIG. 5, screws or It can be fastened and fixed to each other with a member such as a pin.
  • the pedestal 110 may be placed on a die, and if necessary, a member such as a screw or pin may pass through the die to further improve fixing force.
  • a magnet may be provided on one of the cup support jig 100 and the support 110, and the other is made of a material such as steel to which a magnet can be attached, so that they can be attached and fixed to each other. may be
  • the cup heights of the remaining three corner portions may be sequentially measured.
  • the pouch 200 or the cup support jig 100 can be rotated 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees to measure the height of the other corner of the cup portion, and the pouch 200 or the cup portion support jig 100 After the pedestal 110 is rotated 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees, it is fastened to the pedestal 110 with a screw member or a pin member or attached through magnetic coupling, and the corner height of the pouch cup portion C is rotated. can be measured sequentially.
  • a virtual cross is marked on one corner of the cup support jig 100, and the intersection of the cross mark is the camera center point or measurement point of the 3D shape measuring instrument used to measure the height of the pouch cup.
  • the cup portion support jig 100 is fixed to either side (left or right) of the cross center point reference support 110, even if the area to be measured of the cup portion is changed (that is, the pouch on the support 110)
  • the cup support jig 100 is rotated 90 degrees (°), 180 degrees, or 270 degrees)
  • the height of the cup portion C can be measured directly without moving the support 110 in the X-axis and Y-axis. there is.
  • the measured value may be macro-calculated to determine the height (h) of the pouch cup portion (C). Since it is not necessary to additionally set a macro, there is also an advantage of minimizing the deviation of the measured value of the height of the cup portion of the pouch. Therefore, it is preferable to install the cup support jig 100 and the support 110 fixed to each other in alignment with the camera center point or measurement point of the 3D shape measuring instrument.
  • the 3D shape measuring device is placed on the side of the other corner portion of the cup portion C to measure the cup portion C that has not been measured.
  • the heights of other corners of may be sequentially measured.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which two cup support jigs are provided and fixed on a separate support according to another embodiment of the present invention. This is for measuring the height of the cup part of a model in which two cup parts are formed in one pouch. Since the pouch model in which two cup parts are formed has a larger standard than the pouch model in which one cup part is formed, the pouch or cup part is placed on the pedestal 110. It is to compensate for the problem of not rotating the supporting jig 100 at 90 degrees, 180 degrees or 270 degrees.
  • the camera center point or measurement point of the 3D shape measuring device is set to the center of the pedestal 110 (that is, the corner portion where the two cup support jigs face each other), and the cup support jig 2 It is also placed on the outer edge of each dog, so that the height of the pouch cup portion can be measured without rotating the pouch or cup support jig 100 .
  • a liner plate (not shown) for height adjustment is placed on the upper surface of the cup portion supporting jig 100 or It can be inserted facing the lower surface. Holes that can be formed in the cup portion supporting jig 100 and the pedestal 110 may also be formed in the liner plate for height adjustment, and mutual fastening is possible using members such as screws or pins. In addition, it goes without saying that attachment using magnetic force is also possible.
  • step b a step of pressurizing and fixing the pouch 200 covered with the cup support jig 100 by positioning the upper fixing jig 300 so as to cover the periphery of the exposed corner is performed.
  • step c by positioning the lower fixing jig 400 on the pouch wings (W) of the lower corner portion corresponding to the corner portion and the surrounding bottom portion, the periphery of the lower corner portion is exposed and the other portion is covered while simultaneously pouch wings ( W) and pressing and fixing the peripheral bottom portion are performed.
  • FIG. 7 is an upper perspective view showing a state in which a pouch covered on a cup support jig is pressurized and fixed with an upper fixing jig and a pouch wing portion is pressurized and fixed with a lower fixing jig according to an embodiment of the present invention.
  • the upper fixing jig 300 is placed on the cup portion C of the pouch 200 to secure the pouch ( 200) is pressed and fixed, and the lower fixing jig 400 is placed on the pouch wings (W) and the surrounding bottom portion to press and fix the pouch wings (W).
  • one of the upper fixing jig 300 and the cup support jig 100 may have a magnet, and the other one is made of a material such as steel to which a magnet can be attached, and can be attached to each other
  • the pouch 200 interposed between the upper fixing jig 300 and the cup support jig 100, more specifically, the cup portion C of the pouch 200 can be fixed.
  • the lower fixing jig 400 may fix the pouch wings W interposed between the lower fixing jig 400 and the bottom surface by magnetically attaching to the bottom surface or by screwing with the bottom surface.
  • the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 may each fix the pouch 200 by magnetic force or the like.
  • the lower fixing jig 400 may also be fixed to the pedestal 110 like the cup portion supporting jig 100, and in this case, the pouch wings (W ) may be interposed and fixed between the lower fixing jig 400 and the pedestal 110.
  • the upper fixing jig ( 300) and the lower fixing jig 400 must be separated from the pouch 200.
  • the upper fixing jig 300 is magnetically coupled to the cup support jig 100, it is not easy to separate it. Therefore, in this case, as shown in FIG. 7, the upper fixing jig knob 310 is fixedly coupled to one end of the upper surface of the upper fixing jig 300, and the upper fixing jig 300 is more easily removed.
  • the lower fixing jig 400 can pay And, even when the lower fixing jig 400 is magnetically coupled to the pedestal 110, the lower fixing jig is more easily fixed by fixing the lower fixing jig knob 410 to one end of the upper surface of the lower fixing jig 400. (400) can be removed.
  • the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 preferably have a color of 5 or less in brightness to reduce reflection of a laser irradiated from the 3D shape measuring device. And, as the color having a brightness of 5 or less, black or a color close thereto is preferable. This is to compensate for the problem that the measurement of the height (h) of the cup portion (C) of the pouch may be inaccurate due to the nature of the pouch including a material such as aluminum due to the reflection of the laser irradiated from the 3D shape measuring device.
  • the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 are measured through a 3D shape measuring device.
  • a step of measuring the height h of the cup portion of the corner portion exposed by is performed (step d).
  • the 3D shape measuring device is used to measure the height of the pouch cup portion, and after setting a specific position of the pouch cup portion (C) to be measured as a measurement point or a camera center point of the 3D shape measuring device, by irradiating a laser from the 3D shape measuring device, The height h of the cup portion of the corner portion exposed by the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 may be measured.
  • the height h of one edge portion between the interface between the upper fixing jig 300 and the cup support jig 100 and the interface between the lower fixing jig 400 and the bottom surface can be measured.
  • a corner portion in which the shape of the pouch cup portion (C) is best maintained is preferable, and specifically, the height direction connecting one vertex and the vertex facing it It may be a corner portion of That is, it is preferable to set the intersection point of the cross mark in FIG. 5 or 6 as the measurement point or the camera center point of the 3D shape measuring device.
  • the pouch or cup portion support jig 100 is rotated 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees to measure the other corner of the pouch cup portion C to be measured. Height can be measured sequentially.
  • cup portion supporting jig 100 may be accommodated in each cup portion, or individual cup portion supporting jig 100 may be accommodated at each corner.
  • the upper fixing jig 300 is brought into close contact with the pouch cup portion (c) to be measured as closely as possible in the direction of one edge, and the lower fixing jig 400 is attached to the pouch cup portion.
  • (c) may be provided so that the two sides adjacent to one side edge are wrapped at the same time.
  • the lower fixing jig 400 may have an 'L' shape including two wing parts, and at this time, the two wing parts simultaneously cover two side surfaces adjacent to one edge of the pouch cup part (c). can be provided.
  • the lower fixing jig 400 is used as described above, there is an advantage in that the same lower fixing jig 400 can be continuously used while changing only the position or angle even if the height of the other corner of the pouch cup portion c is measured.
  • the lower fixing jig 400 may include inclined surfaces 420 formed on each of the wing parts that come into contact with the pouch cup part C.
  • the inclined surface 420 formed on each of the wing parts may have a shape approaching the bottom surface (or pouch wing part) by gradually lowering toward the pouch cup part C, as shown in FIG. 7 . Since this corresponds to a taper design in consideration of the angle of entry and reflection of the laser irradiated from the 3D shape measuring device (ie, considering that the laser irradiated from the 3D shape measuring device is entered or reflected through the inclined surface 420), as much as possible It is preferable to form the inclined surface 420 on the lower fixing jig 400 .
  • the laser of the 3D shape measuring device in order to accurately measure the height of the pouch cup portion C, the laser of the 3D shape measuring device must be irradiated without being hindered by obstacles. Accordingly, it is preferable that the upper fixing jig 300 is not located at the corner end of the pouch cup part C so that the laser of the 3D shape measuring instrument can normally enter (that is, the measuring part is exposed). In other words, the upper fixing jig 300 preferably includes a recessed part recessed into the corner of the pouch cup part C so that the laser of the 3D shape measuring instrument can enter or the measuring part can be exposed.
  • FIG. 7 shows a state in which one end of the upper fixing jig 300 located on the side of the measuring part is recessed or rounded to the inside to expose the measuring part as an embodiment, and in addition to this, the measuring part is exposed through various shapes. It is natural that it can be done.
  • the lower fixing jig 400 should not interfere with the laser irradiation of the 3D shape measuring device. Accordingly, it is preferable that the lower fixing jig 400 is not located at a portion facing the corner of the pouch cup portion C so that the laser of the 3D shape measuring instrument can normally enter (that is, to expose the measurement portion). . That is, in the lower fixing jig 400, it is preferable that a bottom exposure portion 430 exposing the bottom is further formed in a concave shape at a bent portion that comes into contact with the pouch cup portion C.
  • the bottom exposed part 430 exposing the bottom of the bent part in contact with the pouch cup part C is formed in an intaglio shape to expose the measuring part.
  • the figure is shown, and in addition to this, it will be natural that the measurement part can be exposed through various intaglio shapes.
  • the bottom exposed part 430 may be formed in a shape symmetrical to the shape of the lower fixing jig 400 (for example, 'B' shape) based on both vertices of the lower fixing jig 400.
  • this design is also designed in consideration of the angle of entry and reflection of the laser irradiated from the 3D shape measuring device.
  • the height h of the cup portion of the corner portion exposed by the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 can be measured through the 3D shape measuring instrument.
  • 8 is an image in which a plurality of profile measuring lines are set from the corner of the cup part of the upper fixture to the side of the lower fixture through the captured image obtained through the laser irradiated from the 3D shape measuring instrument and the camera of the 3D shape measuring instrument. Specifically, first, a captured image obtained through a laser irradiated from the 3D shape measuring device and a camera of the 3D shape measuring device is acquired. Subsequently, as shown in FIG.
  • a plurality of profile measurement lines are set from the corner of the cup portion of the upper fixing jig 300 to the side of the lower fixing jig 400 through the obtained captured image, and their The height value of the pouch cup portion C can be obtained by calculating the difference between the highest point and the lowest point based on the average value (based on the average value of multiple points in consideration of the possibility of error or deviation when measuring based on a local point) referred to as). For example, a total of 5 profile measurement lines may be set, and an interval between the measurement lines may be 0.25 mm.
  • the measured value is macro-calculated to calculate the height (h) of the pouch cup portion (C). ) can be determined.
  • the macro operation may be performed through a macro program reproduced under the same conditions as the pouch cup measurement design standard of the present invention, and may be performed within the 3D shape measuring device or through a separately provided device.
  • the device for measuring the height of the pouch cup portion according to the present invention is a device for measuring the height of the pouch cup portion (C) of a pouch case for a secondary battery, so that the pouch cup portion (C) can be covered with a pouch A cup portion support jig 100 having an internal shape of the cup portion C, and an upper surface of the pouch 200 covered by the cup portion support jig 100, to expose a corner portion to measure the height of the cup portion C, and the exposed corner
  • An upper fixing jig 300 in the form of a plate covering the periphery of the portion, covering the pouch wing portion (W) of the lower corner portion corresponding to the corner portion and the peripheral bottom portion, and measuring the height of the cup portion (C) around the lower corner portion. It includes a lower fixing jig 400 in the form of a plate to expose and a 3D shape measuring device for measuring the height of the corner portion.
  • the cup portion support jig 100 may be provided on a separate support 110 .
  • a hole may be formed in each of the cup support jig 100 and the support 110, and through this hole, a member such as a screw or pin is used to connect the cup support jig 100 and the support 110 to each other. It can be fastened and fixed.
  • the pedestal 110 may be placed on a die, and if necessary, a member such as a screw or pin may pass through the die to further improve fixing force.
  • a magnet may be provided on one of the cup support jig 100 and the support 110, and the other is made of a material such as steel to which a magnet can be attached, and may be attached and fixed to each other.
  • cup support jig 100 and the support 110 it is preferable to mutually fix the cup support jig 100 and the support 110 by aligning them with the camera center point or measurement point of the 3D shape measuring instrument. Only then, even if the pouch 200 or the cup support jig 100 is rotated 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees on the pedestal 110, the height of the cup portion C can be increased without moving the pedestal 110 along the X-axis and Y-axis. (h) because it is measurable.
  • two cup support jigs 100 may be placed side by side on the support 110 . This is a case for measuring the height of the cup portion of a model in which two cup portions are formed in the pouch.
  • the pouch or cup portion is placed on the pedestal 110 It is to compensate for the problem of not rotating the jig 100 at 90 degrees, 180 degrees or 270 degrees.
  • a liner plate (not shown) for height adjustment is placed on the upper surface of the cup portion supporting jig 100 or It can be inserted facing the lower surface.
  • Holes that can be formed in the cup portion supporting jig 100 and the pedestal 110 may also be formed in the liner plate for height adjustment, and mutual fastening is possible using members such as screws or pins. In addition, fixation using magnetic force is also possible.
  • the upper fixing jig 300 is preferably positioned as close as possible to one edge of the pouch cup portion C to be measured, and the lower fixing jig 400 is located on one side of the pouch cup portion C. It is preferable to position the two wings adjacent to the corner at the same time so that the two wing parts wrap (that is, the lower fixing jig 400 simultaneously wraps the two sides adjacent to one corner of the pouch cup portion C). contains two wings).
  • an inclined surface may be formed on each of the wing parts that come into contact with the pouch cup part C, as shown in FIG. 7 .
  • the inclined surface formed on each of the wing parts may be lowered toward the pouch cup part C and approach the bottom surface (or pouch wing part).
  • the upper fixing jig 300 is not located at the corner end of the pouch cup part C so that the laser of the 3D shape measuring instrument can normally enter (that is, the measuring part is exposed).
  • the upper fixing jig 300 preferably includes a recessed part recessed into the corner of the pouch cup part C so that the laser of the 3D shape measuring instrument can enter or the measuring part can be exposed. 7 shows a state in which one end of the upper fixing jig 300 located on the side of the measurement unit is recessed or curved to expose the measurement unit as an embodiment, and in addition, the measurement unit can be exposed through various shapes. there is.
  • the lower fixing jig 400 is also preferably not located at a portion facing the edge of the pouch cup portion C so that the laser of the 3D shape measuring device can normally enter (that is, the measurement portion is exposed). That is, in the lower fixing jig 400, it is preferable that a bottom exposure portion 430 exposing the bottom is further formed in a concave shape at a bent portion that comes into contact with the pouch cup portion C. 7, as an embodiment, in the 'L'-shaped lower fixing jig 400, the bottom exposed part 430 exposing the bottom of the bent part in contact with the pouch cup part C is formed in an intaglio shape to expose the measuring part. The shape is shown, and in addition to this, the measurement unit may be exposed through various shapes.
  • the bottom exposed part 430 will be formed in a shape symmetrical to the shape of the lower fixing jig 400 (for example, 'B' shape) based on both vertices of the lower fixing jig 400. It may be, but is not limited thereto.
  • the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 may be fixed by magnetic force or the like, respectively.
  • the upper fixing jig 300 and the lower fixing jig 400 preferably have a color of 5 or less in brightness to reduce reflection of the laser irradiated from the 3D shape measuring device. And, as the color having a brightness of 5 or less, black or a color close thereto is preferable.
  • the 3D shape measuring device provides a captured image obtained through a laser and a camera, and when the cup height (h) value of the exposed corner portion is measured through this, the measured value is macro-calculated to calculate the height of the pouch cup portion (C) (h) can be determined.
  • the macro operation may be performed through a macro program reproduced under the same conditions as the pouch cup measurement design standard of the present invention, and may be performed within the 3D shape measuring device or through a separately provided device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

측정자 간 측정 편차를 최소화하여 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성을 향상시킴으로써 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는, 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치가 개시된다. 상기 파우치 컵부의 높이 측정 방법은, 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부의 높이를 측정하는 방법으로서, (a) 컵부 받침 지그에 파우치를 씌우는 단계; (b) 상기 컵부 받침 지그에 씌워진 파우치 상부면 중 컵부 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리 주변은 덮도록 상부 고정 지그를 위치시키는 단계; (c) 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부 및 주변 바닥부에 하부 고정 지그를 위치시켜서, 상기 하부 모서리부 주변은 노출시키고 다른 부분은 덮는 단계; 및 (d) 3D 형상 측정기를 통해, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이를 측정하는 단계;를 포함한다.

Description

전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치
본 출원은 2021년 11월 03일자 한국 특허 출원 제10-2021-0149899호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전극 조립체를 내부에 수용하는 파우치 컵부의 높이를 비 접촉 측정 방식으로 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 측정자 간 측정 편차를 최소화하여 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성을 향상시킴으로써 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는, 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
모바일 기기 및 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 폭발적으로 증가함에 따라, 높은 에너지 밀도와 방전 전압 및 우수한 출력 안정성을 가지는 이차전지에 대해 보다 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지로는 리튬-황 전지, 리튬이온 전지 및 리튬이온 폴리머 전지 등의 리튬 이차전지 등을 예시할 수 있다. 아울러, 상기와 같은 이차전지는 그 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분할 수 있으며, 그 중 파우치형 전지셀에 대한 관심 및 수요가 점진적으로 높아지고 있다. 파우치형 전지셀은 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 또한 저렴하고 변형이 용이하다. 따라서, 파우치형 전지셀은 다양한 모바일 기기 및 자동차에 적용 가능한 형태 및 크기로 제작될 수 있다.
도 1은 통상적인 파우치형 전지셀의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 통상의 파우치형 전지셀(10)은 전극 조립체(30), 전극 조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭(40, 50), 전극 탭(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70) 및 전극 조립체(30)를 수용하는 전지 케이스(20)를 포함한다. 전극 조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 것으로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭(40, 50)은 전극 조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭(40, 50)과 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지 케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지 케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착될 수 있다. 전지 케이스(20)는 수지(resin), 금속 또는 이들의 혼합물을 포함한 라미네이트 시트로 이루어지는 것이 일반적이고, 전극 조립체(30)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 도 1에서와 같은 적층형 전극 조립체(30)의 경우, 다수의 양극 탭들(40)과 다수의 음극 탭들(50)이 전극리드(60, 70)에 함께 결합될 수 있도록, 전지 케이스(20)의 내부 상단은 전극 조립체(30)로부터 이격될 수 있다.
즉, 다시 말해, 통상적인 파우치형 전지셀은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체가 적층되어 연질의 전지 케이스에 수용되고(즉, 스택형 전극 조립체 또는 스택/폴딩형 전극 조립체가 전지 케이스에 수용), 전지 케이스의 끝단이 열융착 등으로 밀봉되는 실링부를 갖는 봉지 구조로 이루어진다. 전지 케이스를 구성하는 연질의 포장재 시트는 수지층(resin layer) 및 금속층(metal layer) 중 어느 하나 이상으로 이루어지며, 그 끝단에 실링부를 형성함으로써 전극 조립체가 외부로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라 외부의 충격으로부터 보호하는 역할도 한다. 즉, 파우치형 전지셀은 전극 조립체를 전지 케이스(또는, 파우치 컵(cup)부)에 수납하고 전해액을 주입한 이후에 열융착 등으로 밀봉하는 단계를 거침으로써 제조될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(10)의 전지 케이스(20)는 전극 조립체(30)를 수용하는 케이스(20a)와, 상기 전극 조립체(30)가 케이스에 수용된 후 전극 조립체(30)가 이탈하지 않도록 덮는 커버(20b)로 분류될 수 있다. 여기서, 도 1의 케이스(20a)에 표기된 부호 C는 온전히 전극 조립체(30)가 수용되는 부분으로서, 케이스(20a)에서 실링부(또는, 날개부)만이 제외된 부분이라고도 할 수 있다. 아울러, 컵(cup)과 유사한 형상인 점을 고려하여, 이하에서는 도 1의 부호 C에 해당되는 부분을 "파우치 컵부" 라고 명명한다.
한편, 이러한 파우치 컵부는 펀치 등으로 성형(Forming)시킴으로써 형성될 수 있다. 그리고, 이후에는 컵부가 형성된 파우치의 컵부 높이(또는, 깊이)를 측정하고, 이때 컵부가 적정 높이로 형성된 것이 확인되면 전극 조립체를 파우치 컵부에 내장시키는 등의 조립 공정이 수행될 수 있다. 즉, 다시 말해, 파우치 컵부에 전극 조립체를 삽입하는 데에 있어 특히 파우치 컵부의 높이 및 이에 대한 관리가 매우 중요하다.
그리고, 이와 같은 공정의 수행을 위해, 당업계에서는 컵부가 형성된 파우치의 컵부 높이를 스틸 자(steel ruler) 또는 버니어 캘리퍼스(Vernier Calipers) 등의 접촉식 측정 기구를 통해 측정하고 있다. 도 2는 통상의 접촉식 측정 기구를 통해 파우치 컵부의 높이를 측정하는 모습으로서, 도 2의 a는 스틸 자 측정방식에 해당되고, 도 2의 b는 버니어 캘리퍼스 측정방식에 해당된다. 그리고, 스틸 자 측정방식에 의하는 경우에는 2개의 스틸 자가 사용될 수 있고, 버니어 캘리퍼스 측정방식에 의하는 경우에는 수직 고정된 버니어 캘리퍼스를 내려 측정부에 접촉시킴으로써 측정이 가능하다.
하지만, 이들의 경우 측정하는 사람(또는 측정자, measurer)의 주관적인 판단이 개입될 수밖에 없고, 이에 따라, 측정자 간 측정 편차로 인해, 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성 수준이 낮아지는 문제가 필연적으로 발생한다. 따라서, 통상의 접촉식 측정 기구를 통해 파우치 컵부의 높이를 측정하게 되면, 파우치 컵부가 전극 조립체의 규격에 완전하게 맞지 않아, 크랙(crack)이 발생하는 등 파우치의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수밖에 없다.
그러므로, 측정자의 주관적인 판단이 개입될 여지없이 파우치 컵부의 높이를 객관적으로 측정하여 기존 대비 정확성, 반복성 및 재현성 등의 측정값에 대한 전반적인 신뢰성을 높임으로써, 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는 기술이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 측정자 간 측정 편차를 최소화하여 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성을 향상시킴으로써 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는, 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부의 높이를 측정하는 방법으로서, (a) 컵부 받침 지그에 파우치를 씌우는 단계; (b) 상기 컵부 받침 지그에 씌워진 파우치 상부면 중 컵부 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리 주변은 덮도록 상부 고정 지그를 위치시키는 단계; (c) 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부 및 주변 바닥부에 하부 고정 지그를 위치시켜서, 상기 하부 모서리부 주변은 노출시키고 다른 부분은 덮는 단계; 및 (d) 3D 형상 측정기를 통해, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이를 측정하는 단계;를 포함하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부 높이를 측정하는 장치로서, 파우치 컵부가 씌워질 수 있도록 파우치 컵부의 내부 형상을 갖는 컵부 받침 지그; 상기 컵부 받침 지그에 씌워지는 파우치 상부면 중 컵부 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리부 주변부를 덮는 플레이트 형태의 상부 고정 지그; 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부 및 주변 바닥부를 덮고, 상기 하부 모서리부 주변은 컵부 높이 측정이 가능하게 노출시키는 플레이트 형태의 하부 고정 지그; 및 상기 모서리부의 높이를 측정하는 3D 형상 측정기;를 포함하는 파우치 컵부의 높이 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치에 의하면, 측정자 간 측정 편차를 최소화하여 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성을 향상시킴으로써 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 통상적인 파우치형 전지셀의 분해 사시도이다.
도 2는 통상의 접촉식 측정 기구를 통해 파우치 컵부의 높이를 측정하는 모습이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 파우치 컵부의 높이를 측정하기 위한 장치를 구비시킨 모습을 보여주는 모식도이다.
도 4는 성형 전의 파우치에 컵부를 형성시키는 모습을 보여주는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 컵부 받침 지그를 별도의 받침대 상에 구비 및 고정시킨 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 컵부 받침 지그 2개를 별도의 받침대 상에 구비 및 고정시킨 모습을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부 고정 지그로 컵부 받침 지그에 씌워진 파우치를 가압 고정시키고, 하부 고정 지그로 파우치 날개부를 가압 고정시킨 모습을 함께 보여주는 상부 사시도이다.
도 8은 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저와 3D 형상 측정기의 카메라를 통해 얻어지는 촬상 이미지를 통해 상부 고정 지그의 컵부 모서리 측에서 상기 하부 고정 지그 측 방향으로 프로파일 측정선을 다수 개 설정한 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 파우치 컵부의 높이를 측정하기 위한 장치를 구비시킨 모습을 보여주는 모식도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법은, 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부(C)의 높이를 측정하는 방법으로서(예를 들어, 파우치의 양단 각각을 스트리퍼와 다이의 사이에 끼워 고정시킨 후, 상기 파우치의 중심부를 펀치로 가압하여 형성된 파우치 컵부(C)의 높이를 측정하는 방법으로서), (a) 컵부 받침 지그(100)에 파우치(200)를 씌우는 단계, (b) 상기 컵부 받침 지그(100)에 씌워진 파우치(200) 상부면 중 컵부(C) 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리 주변은 덮도록 상부 고정 지그(300)를 위치시키는 단계, (c) 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부(W) 및 주변 바닥부에 하부 고정 지그(400)를 위치시켜서, 상기 하부 모서리부 주변은 노출시키고 다른 부분은 덮는 단계 및 (d) 3D 형상 측정기를 통해, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이(h)를 측정하는 단계를 포함한다.
통상적으로, 파우치 컵부는 펀치 등으로 성형(Forming)시킴으로써 형성될 수 있다. 도 4는 성형 전의 파우치에 컵부를 형성시키는 모습을 보여주는 모식도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 파우치(200)의 양단 각각을 스트리퍼(Stripper, 90)와 다이(Die, 92)의 사이에 끼워 고정시킨 후, 상기 파우치(200)의 중심부를 펀치(94)로 가압하는 동시에 파우치(200) 양측 각각의 스트리퍼(90) 및 다이(92)는 함께 상승시킴으로써 파우치에 컵부를 형성시킬 수 있다. 그리고, 이후에는 컵부가 형성된 파우치의 컵부 높이(또는, 깊이)를 측정하고, 이때 컵부가 적정 높이로 형성된 것이 확인되면 전극 조립체를 파우치 컵부에 내장시키는 등의 조립 공정이 수행될 수 있다. 즉, 다시 말해, 파우치 컵부에 전극 조립체를 삽입하는 데에 있어 특히 파우치 컵부의 높이 및 이에 대한 관리가 매우 중요하다.
이와 같은 공정의 수행을 위해, 당업계에서는 컵부가 형성된 파우치의 컵부 높이를 도 2에 도시된 바와 같이 스틸 자(steel ruler) 또는 버니어 캘리퍼스(Vernier Calipers) 등의 접촉식 측정 기구를 통해 측정하고 있다. 하지만, 이들의 경우 측정하는 사람(또는 측정자, measurer)의 주관적인 판단이 개입될 수밖에 없고, 이에 따라, 측정자 간 측정 편차로 인해, 파우치 컵부의 높이 측정에 대한 신뢰성 수준이 낮아지는 문제가 필연적으로 발생한다. 따라서, 통상의 접촉식 측정 기구를 통해 파우치 컵부의 높이를 측정하게 되면, 파우치 컵부가 전극 조립체의 규격에 완전하게 맞지 않아, 크랙(crack)이 발생하는 등 파우치의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수밖에 없다(특히, 파우치 컵부가 전극 조립체보다 작으면 크랙이 발생함).
이에, 본 출원인은, 측정자의 주관적인 판단이 개입될 여지없이 파우치 컵부의 높이를 객관적으로 측정하여 기존 대비 정확성, 반복성 및 재현성 등의 측정값에 대한 전반적인 신뢰성을 높임으로써, 파우치의 품질을 개선시킬 수 있는 기술을 발명해 낸 것이다.
다시, 도 3 및 4를 참조하여 본 발명에 대하여 설명하면, 본 발명에 따라 파우치 컵부의 높이를 측정하기 위해서는, 도 4와 같은 성형 방식을 통해 파우치에 컵부를 형성하는 등의 선행 공정이 반드시 수행되어야 한다. 이후에는, 컵부 받침 지그(100)에 파우치(200)를 씌우는 단계, 즉, 다시 말해, 상기 형성된 파우치 컵부(C)의 형상을 가지는 컵부 받침 지그(100)에 파우치(200)를 씌워, 상기 파우치(200)의 컵부(C)에 컵부 받침 지그(100)를 수용시키는 단계가 수행된다(단계 a). 상기 컵부 받침 지그(100)는 파우치(200)의 컵부(C) 형상을 유지시키기 위한 것이므로, 상기 파우치 컵부(C)의 형상과 동일하여야 하며, 따라서 최대한 오차가 적어야 좋다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 컵부 받침 지그를 별도의 받침대 상에 구비 및 고정시킨 모습을 보여주는 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 컵부 받침 지그(100)는 별도의 받침대(110) 위에 구비될 수 있다. 이는, 컵부 받침 지그(100)를 고정시켜 파우치의 거치 편의성을 향상시키기 위한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110) 각각에 형성된 홀(hole)을 통해 나사 또는 핀 등의 부재로 상호 간 체결 및 고정시킬 수 있다. 이때, 상기 받침대(110)는 다이(die)에 올려진 상태일 수 있고, 필요에 따라 상기 나사 또는 핀 등의 부재가 다이까지 통과하여 고정력을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110) 중 어느 하나에는 자석이 구비될 수 있고, 나머지 하나는 자석이 부착될 수 있는 스틸(steel) 등의 소재로 이루어져, 상호 간에 부착 및 고정될 수도 있다.
즉, 상기 파우치 컵부(C)의 높이 측정 방법을 통해 어느 한 모서리부의 컵부 높이 측정이 완료되면, 나머지 3개 모서리부의 컵부 높이를 순차적으로 측정할 수 있다. 이때, 상기 파우치(200) 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도, 180도 또는 270도로 회전시켜 컵부의 다른 모서리부 높이를 측정할 수 있고, 상기 파우치(200) 또는 컵부 받침 지그(100)가 상기 받침대(110) 위에서 90도, 180도 또는 270도로 회전 완료된 후에는 상기 받침대(110)와 나사 부재 또는 핀 부재로 체결되거나 자력 결합을 통해 부착되어, 상기 파우치 컵부(C)의 모서리 높이를 돌려가며 순차적으로 측정할 수 있다.
한편, 도 5에는 컵부 받침 지그(100)의 일측 모서리 부분에 가상의 십자(cross) 표기가 되어 있는데, 이 십자 표기의 교차점은 파우치 컵부의 높이 측정 시 사용되는 3D 형상 측정기의 카메라 중심점 또는 측정 포인트에 해당된다. 따라서, 도 5와 같이 컵부 받침 지그(100)를 십자 중심점 기준 받침대(110)의 어느 한쪽(왼쪽 또는 오른쪽)에 고정 위치시키면, 컵부의 측정되는 부위를 변경하더라도(즉, 받침대(110) 상에서 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도(°), 180도 또는 270도 회전시키더라도) 받침대(110)를 X축 및 Y축으로 이동시키지 않고도 곧바로 컵부(C)의 높이 측정이 가능하다는 이점이 있다. 아울러, 3D 형상 측정기를 통해 모서리부의 컵부(C) 높이를 측정한 후에는, 측정된 값을 매크로 연산하여 파우치 컵부(C)의 높이(h)를 결정할 수 있는데, 상기와 같은 방법을 따르게 되면 사용자가 매크로를 추가로 설정하지 않아도 되기 때문에, 파우치 컵부의 높이 측정값 편차를 최소화할 수 있는 장점도 있다. 따라서, 상기 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110)를 3D 형상 측정기의 카메라 중심점 또는 측정 포인트에 맞춰서 상호 간 고정되게 설치하는 것이 바람직하다.
다만, 상기 파우치 컵부의 높이 측정 방법을 통해 어느 한 모서리부의 컵부(C) 높이 측정이 완료되면, 상기 3D 형상 측정기를 컵부(C)의 다른 모서리부 측에 위치시켜, 측정되지 않은 컵부(C)의 다른 모서리부 높이를 순차적으로 측정할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 컵부 받침 지그 2개를 별도의 받침대 상에 구비 및 고정시킨 모습을 보여주는 사시도이다. 이는, 하나의 파우치에 2개의 컵부가 형성된 모델의 컵부 높이 측정을 위한 것으로서, 2개의 컵부가 형성된 파우치 모델의 경우 1개의 컵부가 형성된 파우치 모델보다 규격이 크기 때문에, 받침대(110) 위에서 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도, 180도 또는 270도로 회전시킬 없는 문제점을 보완하기 위한 것이다. 따라서, 컵부 받침 지그 2개를 사용하는 경우에는, 상기 3D 형상 측정기의 카메라 중심점 또는 측정 포인트를 받침대(110)의 중심부(즉, 2개의 컵부 받침 지그가 마주하는 모서리 부분) 이외에, 컵부 받침 지그 2개 각각의 외측 모서리 부분에도 두어, 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 회전시키지 않고도 파우치 컵부의 높이를 측정할 수 있다. 즉, 다시 말해, 상기 파우치 컵부가 2개 형성된 파우치의 컵부 높이 측정 시에는 컵부 받침 지그(100)가 2개의 컵부(C) 각각에 하나씩 수용되고, 이때 파우치(200) 또는 컵부 받침 지그(100)를 회전시키지 않고도 상기 2개의 컵부 받침 지그(100)가 마주하는 모서리 부분과 컵부 받침 지그(100) 각각의 외측 모서리 부분의 파우치 컵부(C) 높이를 측정할 수 있다.
한편, 성형된 파우치(200)의 컵부(C) 높이와 컵부 받침 지그(100)의 높이 간에 차이가 있는 경우에는, 높이 조절용 라이너 플레이트(도시되지 않음)를 컵부 받침 지그(100)의 상부면 또는 하부면에 대면되게 삽입할 수 있다. 상기 높이 조절용 라이너 플레이트에도 상기 컵부 받침 지그(100) 및 받침대(110)에 형성 가능한 홀이 형성될 수 있고, 나사 또는 핀 등의 부재를 이용하여 상호 간 체결이 가능하다. 또한, 자력을 이용한 부착도 가능함은 물론이다.
전술한 바와 같이, 상기 컵부 받침 지그(100)에 파우치(200)를 씌운 이후에는, 상기 컵부 받침 지그(100)에 씌워진 파우치(200) 상부면 중 컵부(C) 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리 주변은 덮도록 상부 고정 지그(300)를 위치시켜, 상기 컵부 받침 지그(100)에 씌워진 파우치(200)를 가압 고정시키는 단계가 수행된다(단계 b). 그리고 이어서, 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부(W) 및 주변 바닥부에 하부 고정 지그(400)를 위치시켜서, 상기 하부 모서리부 주변은 노출시키고 다른 부분은 덮는 동시에 파우치 날개부(W) 및 주변 바닥부를 가압 고정시키는 단계가 수행된다(단계 c).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부 고정 지그로 컵부 받침 지그에 씌워진 파우치를 가압 고정시키고, 하부 고정 지그로 파우치 날개부를 가압 고정시킨 모습을 함께 보여주는 상부 사시도이다. 상기와 같이 컵부 받침 지그(100)에 파우치(200)를 씌운 이후에는, 도 3 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상부 고정 지그(300)를 파우치(200)의 컵부(C) 위에 위치시켜 파우치(200)를 가압 고정하고, 하부 고정 지그(400)를 파우치 날개부(W) 및 주변 바닥부의 위에 위치시켜 파우치 날개부(W)를 가압 고정한다.
따라서, 상기 상부 고정 지그(300)와 컵부 받침 지그(100) 중 어느 하나에는 자석이 구비될 수 있고, 나머지 하나는 자석이 부착될 수 있는 스틸(steel) 등의 소재로 이루어져 상호 간에 부착이 가능하고, 이를 통해 상부 고정 지그(300)와 컵부 받침 지그(100)의 사이에 개재된 파우치(200), 보다 구체적으로는 파우치(200)의 컵부(C)를 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 하부 고정 지그(400)는 바닥면에 자력 부착되거나 바닥면과의 나사 결합을 통해, 상기 하부 고정 지그(400)와 바닥면의 사이에 개재된 파우치 날개부(W)를 고정시킬 수 있다. 즉, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)는 각각 자력 등으로 파우치(200)를 고정시킬 수 있다. 아울러, 전술한 바와 같은 받침대(110)를 사용하는 경우에는, 상기 하부 고정 지그(400) 또한 컵부 받침 지그(100)와 마찬가지로 받침대(110)에 고정될 수 있고, 이때에는 상기 파우치 날개부(W)가 하부 고정 지그(400)와 받침대(110)의 사이에 개재되어 고정될 수 있다.
한편, 목적으로 하는 파우치 컵부(C) 일단의 높이 측정이 완료되어 컵부 받침 지그(100)를 회전시켜야 하거나 파우치(200)를 컵부 받침 지그(100)로부터 분리시켜야 하는 경우에는, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)를 파우치(200)로부터 분리시켜야 한다. 이때, 상기 상부 고정 지그(300)가 컵부 받침 지그(100)와 자력으로 결합되어 있기 때문에 분리가 용이하지 않다. 따라서, 이 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 상부 고정 지그(300)의 상부면 일단에 상부 고정 지그 노브(knob, 310)를 고정 결합시켜, 보다 용이하게 상부 고정 지그(300)를 떼어낼 수 있다. 그리고, 상기 하부 고정 지그(400)가 받침대(110)와 자력 결합하는 경우에도, 상기 하부 고정 지그(400)의 상부면 일단에 하부 고정 지그 노브(410)를 고정 결합시킴으로써 보다 용이하게 하부 고정 지그(400)를 떼어낼 수 있다.
한편, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)는, 상기 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저의 반사를 감소시키도록, 명도 5 이하의 색상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 명도 5 이하의 색상으로는 검정색 또는 이에 근접하는 색상이 바람직하다. 이는, 알루미늄 등의 소재를 포함하는 파우치의 특성상 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저가 반사됨으로써 파우치의 컵부(C) 높이(h) 측정이 부정확해질 수 있는 문제점을 보완하기 위함에 있다.
상기와 같이 상부 고정 지그(300) 및 하부 고정 지그(400)를 각각 설치하여 파우치(200)를 고정시킨 이후에는, 3D 형상 측정기를 통해, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이(h)를 측정하는 단계가 수행된다(단계 d). 상기 3D 형상 측정기는 파우치 컵부의 높이 측정을 위해 사용되는 것으로서, 측정하고자 하는 파우치 컵부(C)의 특정 위치를 측정 포인트 또는 3D 형상 측정기의 카메라 중심점으로 설정한 후 3D 형상 측정기로부터 레이저를 조사함으로써, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이(h)를 측정할 수 있다. 즉, 다시 말해, 상기 상부 고정 지그(300)와 컵부 받침 지그(100)의 사이 경계면 및 상기 하부 고정 지그(400)와 바닥면의 사이 경계면 간의 일측 모서리부 높이(h)를 측정할 수 있다.
상기 3D 형상 측정기를 통해 측정되는 파우치 컵부(C)의 위치로는, 파우치 컵부(C)의 형상이 가장 잘 유지되는 모서리부가 바람직하며, 구체적으로는 하나의 꼭짓점과 이에 마주한 꼭짓점을 연결하는 높이 방향의 모서리부일 수 있다. 즉, 다시 말해, 도 5 또는 도 6에 표기된 십자 표기의 교차점을 측정 포인트 또는 3D 형상 측정기의 카메라 중심점으로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 전술한 바와 같이, 어느 한곳의 파우치 컵부 높이 측정이 완료되면, 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도, 180도 또는 270도로 회전시켜, 측정하고자 하는 파우치 컵부(C)의 다른 모서리부 높이를 순차적으로 측정할 수 있다. 또한, 2개의 컵부가 형성된 파우치 모델의 경우에는 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 회전시키기가 용이하지 않기 때문에, 이때에는 3D 형상 측정기를 좌우 이동시키며 여러 곳의 컵부(C) 높이를 측정할 수 있다. 아울러, 2개의 컵부가 형성된 파우치 모델의 컵부 높이를 측정하는 경우에는, 컵부 각각에 하나의 컵부 받침 지그(100)를 수용시킬 수도 있고, 모서리마다 개별적인 컵부 받침 지그(100)를 수용시킬 수도 있다.
위에서 설명한 대로, 파우치 컵부(c) 중 하나의 꼭짓점과 이에 마주한 꼭짓점을 연결하는 높이 방향의 모서리부를 측정 포인트로 설정하는 것이 신뢰성 측면에서 가장 바람직하다. 이에 따라, 측정하고자 하는 파우치 컵부(c)의 모서리부 및 이의 주변부를 보다 강한 힘으로 고정시켜줘야 한다. 그러기 위해서는 도 7에 도시된 바와 같은 형태, 즉, 상기 상부 고정 지그(300)는 측정하고자 하는 파우치 컵부(c)의 일측 모서리 방향으로 최대한 가깝게 밀착시키고, 상기 하부 고정 지그(400)는 상기 파우치 컵부(c)의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 형태가 되도록 구비시킬 수 있다. 일 예로, 상기 하부 고정 지그(400)는 2개의 날개부를 포함하는 'ㄱ'자 형상일 수 있고, 이때 날개부 2개가 파우치 컵부(c)의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 형태가 되도록 구비시킬 수 있다. 아울러, 상기와 같이 하부 고정 지그(400)를 사용하면, 파우치 컵부(c)의 다른 모서리 높이를 측정하더라도 동일한 하부 고정 지그(400)를 위치나 각도만 변경하며 계속해서 사용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 하부 고정 지그(400)가 도 7에 도시된 바와 같이 파우치 컵부(C)와 맞닿는 날개부 각각에 형성된 경사면(420)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 날개부 각각에 형성된 경사면(420)은, 도 7에 도시된 바와 같이 파우치 컵부(C) 측으로 갈수록 낮아져 바닥면(또는, 파우치 날개부)에 가까워지는 형태를 가질 수 있다. 이는, 3D 형상 측정기로부터 조사되는 레이저의 진입각 및 반사각을 고려한 테이퍼(Taper) 설계에 해당하므로(즉, 상기 경사면(420)을 통해 3D 형상 측정기로부터 조사되는 레이저가 진입 또는 반사됨을 고려), 가급적 하부 고정 지그(400)에 경사면(420)을 형성하는 것이 좋다.
또한, 상기 파우치 컵부(C)의 높이를 정확하게 측정하기 위해서는, 3D 형상 측정기의 레이저가 장해물에 방해받지 않은 상태로 조사되어야 한다. 이에 따라, 상기 상부 고정 지그(300)는 3D 형상 측정기의 레이저가 정상적으로 진입할 수 있도록(다시 말해, 측정부가 노출되도록), 파우치 컵부(C)의 모서리 끝단에 위치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 다시 말해, 상기 상부 고정 지그(300)는, 상기 3D 형상 측정기의 레이저가 진입할 수 있도록 또는 측정부가 노출되도록 파우치 컵부(C)의 모서리부에 내측으로 함입된 함입부를 포함하는 것이 좋다. 도 7에는 일 실시 형태로서 측정부 측에 위치한 상부 고정 지그(300)의 일단을 내측으로 함입 또는 곡면(round) 처리하여 측정부를 노출시킨 모습이 도시되어 있고, 이 외에도 다양한 형상을 통해 측정부를 노출시킬 수 있음은 당연하다 할 것이다.
그리고, 상기 하부 고정 지그(400) 또한 상부 고정 지그(300)와 마찬가지로 3D 형상 측정기의 레이저 조사에 방해가 되어서는 안 된다. 이에 따라, 상기 하부 고정 지그(400) 또한 3D 형상 측정기의 레이저가 정상적으로 진입할 수 있도록(다시 말해, 측정부가 노출되도록), 파우치 컵부(C)의 모서리와 마주하는 부분에는 위치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 다시 말해, 상기 하부 고정 지그(400)에서 상기 파우치 컵부(C)와 맞닿는 절곡부에는 바닥을 노출시키는 바닥 노출부(430)가 음각 형상으로 더 형성되는 것이 좋다. 도 7에는 일 실시 형태로서 'ㄱ'자 형태의 하부 고정 지그(400)에서 파우치 컵부(C)와 맞닿는 절곡부에 바닥을 노출시키는 바닥 노출부(430)를 음각 형상으로 형성시켜 측정부를 노출시킨 모습이 도시되어 있고, 이 외에도 다향한 음각 형상을 통해 측정부를 노출시킬 수 있음은 당연하다 할 것이다. 이때, 상기 바닥 노출부(430)는 상기 하부 고정 지그(400)의 양 꼭짓점을 기준으로 상기 하부 고정 지그(400)의 형상에 대칭되는 형상(예를 들어 'ㄴ'자 형상)으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 아울러, 이러한 설계는 3D 형상 측정기로부터 조사되는 레이저의 진입각 및 반사각을 고려한 설계이기도 하다.
이상의 설계 요건 모두를 만족하면, 상기 3D 형상 측정기를 통해 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이(h)를 측정할 수 있다. 도 8은 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저와 3D 형상 측정기의 카메라를 통해 얻어지는 촬상 이미지를 통해 상부 고정 지그의 컵부 모서리 측에서 상기 하부 고정 지그 측 방향으로 프로파일 측정선을 다수 개 설정한 이미지이다. 구체적으로, 먼저 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저와 3D 형상 측정기의 카메라를 통해 얻어지는 촬상 이미지를 획득한다. 이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 얻어진 촬상 이미지를 통해, 상기 상부 고정 지그(300)의 컵부 모서리 측에서 상기 하부 고정 지그(400) 측 방향으로 프로파일 측정선을 다수 개 설정하고, 이들의 평균값을 기준으로 최고점과 최저점의 차이를 계산함으로써 파우치 컵부(C)의 높이 값을 얻을 수 있다(국소 포인트를 기준으로 측정 시 오류나 편차가 발생할 가능성이 있는 점을 고려하여, 다수 포인트의 평균값을 기준으로 함). 일 예로, 상기 프로파일 측정선은 총 5개로 설정될 수 있고, 상기 측정선 간 간격은 0.25 mm일 수 있으나, 이는 어디까지나 하나의 실시 형태에 불과하므로, 이에 제한되는 해석을 하여서는 안 된다.
이상을 통해 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이(h) 값이 측정되면, 이 측정된 값을 매크로 연산하여 파우치 컵부(C)의 높이(h)를 결정할 수 있다. 상기 매크로 연산은 본 발명의 파우치 컵부 측정 설계 기준과 동일한 조건으로 재현된 매크로 프로그램을 통해 이루어질 수 있고, 이는 상기 3D 형상 측정기 내에서 또는 별도로 구비된 기기를 통해 이루어질 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 파우치 컵부의 높이 측정 장치에 대하여 설명한다. 도 3, 4 및 7을 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 컵부의 높이 측정 장치는, 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부(C) 높이를 측정하는 장치로서, 파우치 컵부(C)가 씌워질 수 있도록 파우치 컵부(C)의 내부 형상을 갖는 컵부 받침 지그(100), 상기 컵부 받침 지그(100)에 씌워지는 파우치(200) 상부면 중 컵부(C) 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리부 주변부를 덮는 플레이트 형태의 상부 고정 지그(300), 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부(W) 및 주변 바닥부를 덮고, 상기 하부 모서리부 주변은 컵부(C) 높이 측정이 가능하게 노출시키는 플레이트 형태의 하부 고정 지그(400) 및 상기 모서리부의 높이를 측정하는 3D 형상 측정기를 포함한다.
도 5까지 참조하면, 상기 컵부 받침 지그(100)는 별도의 받침대(110) 위에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110) 각각에는 홀(hole)이 형성될 수 있고, 이 홀을 통해 나사 또는 핀 등의 부재로 컵부 받침 지그(100) 및 받침대(110) 상호 간에 체결 및 고정될 수 있다. 이때, 상기 받침대(110)는 다이(die)에 올려진 상태일 수 있고, 필요에 따라 상기 나사 또는 핀 등의 부재가 다이까지 통과하여 고정력을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110) 중 어느 하나에는 자석이 구비될 수 있고, 나머지 하나는 자석이 부착될 수 있는 스틸 등의 소재로 이루어져, 상호 간에 부착 및 고정될 수도 있다.
또한, 상기 컵부 받침 지그(100)와 받침대(110)를 3D 형상 측정기의 카메라 중심점 또는 측정 포인트에 맞춰서 상호 간 고정되게 설치하는 것이 바람직하다. 그래야만 받침대(110) 상에서 파우치(200) 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도, 180도 또는 270도 회전시키더라도 받침대(110)를 X축 및 Y축으로 이동시키지 않고도 곧바로 컵부(C)의 높이(h) 측정이 가능하기 때문이다. 또한, 상기 컵부 받침 지그(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 2개가 나란히 받침대(110)의 위에 위치할 수 있다. 이는, 파우치에 2개의 컵부가 형성된 모델의 컵부 높이 측정을 위한 경우로서, 2개의 컵부가 형성된 파우치 모델의 경우 1개의 컵부가 형성된 파우치 모델보다 규격이 크기 때문에, 받침대(110) 위에서 파우치 또는 컵부 받침 지그(100)를 90도, 180도 또는 270도로 회전시킬 없는 문제점을 보완하기 위한 것이다. 또한, 성형된 파우치(200)의 컵부(C) 높이와 컵부 받침 지그(100)의 높이 간에 차이가 있는 경우에는, 높이 조절용 라이너 플레이트(도시되지 않음)를 컵부 받침 지그(100)의 상부면 또는 하부면에 대면되게 삽입할 수 있다. 상기 높이 조절용 라이너 플레이트에도 상기 컵부 받침 지그(100) 및 받침대(110)에 형성 가능한 홀이 형성될 수 있고, 나사 또는 핀 등의 부재를 이용하여 상호 간 체결이 가능하다. 또한, 자력을 이용한 고정도 가능하다.
도 7을 참조하면, 상기 상부 고정 지그(300)는 측정하고자 하는 파우치 컵부(C)의 일측 모서리에 최대한 가깝게 위치하는 것이 바람직하고, 상기 하부 고정 지그(400)는 상기 파우치 컵부(C)의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 날개부 2개가 동시에 감싸도록 위치하는 것이 바람직하다(즉, 다시 말해, 상기 하부 고정 지그(400)는 상기 파우치 컵부(C)의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 2개의 날개부를 포함한다). 또한, 상기 하부 고정 지그(400)에 있어서, 파우치 컵부(C)와 맞닿는 날개부 각각에는 도 7에 도시된 바와 같이 경사면이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 날개부 각각에 형성된 경사면은, 도 7에 도시된 바와 같이 파우치 컵부(C) 측으로 갈수록 낮아져 바닥면(또는, 파우치 날개부)에 가까워지는 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 상부 고정 지그(300)는 3D 형상 측정기의 레이저가 정상적으로 진입할 수 있도록(다시 말해, 측정부가 노출되도록), 파우치 컵부(C)의 모서리 끝단에 위치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 다시 말해, 상기 상부 고정 지그(300)는, 상기 3D 형상 측정기의 레이저가 진입할 수 있도록 또는 측정부가 노출되도록 파우치 컵부(C)의 모서리부에 내측으로 함입된 함입부를 포함하는 것이 좋다. 도 7에는 일 실시 형태로서 측정부 측에 위치한 상부 고정 지그(300)의 일단을 내측으로 함입 또는 곡면 처리하여 측정부를 노출시킨 모습이 도시되어 있고, 이 외에도 다향한 형상을 통해 측정부를 노출시킬 수 있다.
그리고, 상기 하부 고정 지그(400) 또한 3D 형상 측정기의 레이저가 정상적으로 진입할 수 있도록(다시 말해, 측정부가 노출되도록), 파우치 컵부(C)의 모서리와 마주하는 부분에는 위치하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 다시 말해, 상기 하부 고정 지그(400)에서 상기 파우치 컵부(C)와 맞닿는 절곡부에는 바닥을 노출시키는 바닥 노출부(430)가 음각 형상으로 더 형성되는 것이 좋다. 도 7에는 일 실시 형태로서 'ㄱ'자 형태의 하부 고정 지그(400)에서 파우치 컵부(C)와 맞닿는 절곡부에 바닥을 노출시키는 바닥 노출부(430)를 음각 형상으로 형성시켜 측정부를 노출시킨 모습이 도시되어 있고, 이 외에도 다양한 형상을 통해 측정부를 노출시킬 수 있다. 이때, 상기 바닥 노출부(430)는 상기 하부 고정 지그(400)의 양 꼭짓점을 기준으로 상기 하부 고정 지그(400)의 형상에 대칭되는 형상(예를 들어, 'ㄴ'자 형상)으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그리고, 전술한 바와 같이, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)는 각각 자력 등에 의해 고정될 수 있다. 그리고, 상기 상부 고정 지그(300)와 하부 고정 지그(400)는, 상기 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저의 반사를 감소시키도록, 명도 5 이하의 색상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 명도 5 이하의 색상으로는 검정색 또는 이에 근접하는 색상이 바람직하다.
상기 3D 형상 측정기는 레이저 및 카메라를 통해 얻어지는 촬상 이미지를 제공하는 것으로서, 이를 통해 상기 노출된 모서리부의 컵부 높이(h) 값이 측정되면, 이 측정된 값을 매크로 연산하여 파우치 컵부(C)의 높이(h)를 결정할 수 있다. 상기 매크로 연산은 본 발명의 파우치 컵부 측정 설계 기준과 동일한 조건으로 재현된 매크로 프로그램을 통해 이루어질 수 있고, 이는 상기 3D 형상 측정기 내에서 또는 별도로 구비된 기기를 통해 이루어질 수도 있다.
이상에서는 특정 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 파우치형 셀, 이의 실링부 성형 방법 및 장치를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 당연하다 할 것이다.
[부호의 설명]
90: 스트리퍼
92: 다이
94: 펀치
100: 컵부 받침 지그
110: 받침대
200: 파우치 (C: 파우치의 컵부, W: 파우치 날개부)
300: 상부 고정 지그
310: 상부 고정 지그 노브
400: 하부 고정 지그 (420: 경사면, 430: 바닥 노출부)
410: 하부 고정 지그 노브

Claims (23)

  1. 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부의 높이를 측정하는 방법으로서,
    (a) 컵부 받침 지그에 파우치를 씌우는 단계;
    (b) 상기 컵부 받침 지그에 씌워진 파우치 상부면 중 컵부 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리 주변은 덮도록 상부 고정 지그를 위치시키는 단계;
    (c) 상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부 및 주변 바닥부에 하부 고정 지그를 위치시켜서, 상기 하부 모서리부 주변은 노출시키고 다른 부분은 덮는 단계; 및
    (d) 3D 형상 측정기를 통해, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그에 의해 노출된 모서리부의 컵부 높이를 측정하는 단계;를 포함하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파우치 컵부의 높이 측정 방법을 통해 어느 한 모서리부의 컵부 높이 측정이 완료되면, 나머지 3개 모서리부의 컵부 높이를 순차적으로 측정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 파우치 컵부의 높이 측정 방법을 통해 어느 한 모서리부의 컵부 높이 측정이 완료되면, 상기 파우치 또는 컵부 받침 지그를 90도, 180도 또는 270도로 회전시켜 컵부의 다른 모서리부 높이를 측정하며, 상기 모서리는 하나의 꼭짓점과 이에 마주한 꼭짓점을 연결하는 높이 방향의 모서리인 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 컵부 받침 지그는 별도의 받침대 위에 구비되고, 상기 컵부 받침 지그가 상기 받침대 위에서 90도, 180도 또는 270도로 회전 완료된 후에는 상기 받침대와 나사 부재 또는 핀 부재로 체결되거나 자력 결합을 통해 부착되어, 상기 모서리부의 컵부 높이를 돌려가며 순차적으로 측정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 파우치의 컵부 높이와 컵부 받침 지그의 높이 간에 차이가 있으면 높이 조절용 라이너 플레이트를 컵부 받침 지그의 상부면 또는 하부면에 대면되게 삽입하여 파우치 컵부의 높이를 측정하며, 상기 높이 조절용 라이너 플레이트가 상기 컵부 받침 지그 및 받침대와 나사 부재 또는 핀 부재로 체결되거나 자력으로 부착되는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 파우치 컵부의 높이 측정 방법을 통해 어느 한 모서리부의 컵부 높이 측정이 완료되면, 상기 3D 형상 측정기를 컵부의 다른 모서리부 측에 위치시켜, 측정되지 않은 컵부의 다른 모서리부 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 3D 형상 측정기를 통해 모서리부의 컵부 높이를 측정한 후에는, 측정된 값을 매크로 연산하여 파우치 컵부의 높이를 결정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그는 반사를 감소시키는 명도 5 이하의 색상을 갖는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그는 각각 자력으로 파우치를 고정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 파우치 컵부가 2개 형성된 파우치의 컵부 높이 측정 시에는 컵부 받침 지그가 2개의 컵부 각각에 하나씩 수용되고, 파우치 또는 컵부 받침 지그를 회전시키지 않고도 상기 2개의 컵부 받침 지그가 마주하는 모서리부와 컵부 받침 지그 각각의 외측 모서리부의 파우치 컵부 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 고정 지그는 측정하고자 하는 파우치 컵부의 일측 모서리 방향으로 밀착시키고, 상기 하부 고정 지그는 상기 파우치 컵부의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 형태가 되도록 구비시키는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 하부 고정 지그는 상기 파우치 컵부의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 2개의 날개부를 포함하고, 상기 날개부 각각이 상기 파우치 컵부 측으로 갈수록 낮아지는 경사면을 포함하며, 상기 경사면을 통해 3D 형상 측정기로부터 조사되는 레이저가 진입 또는 반사되는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 상부 고정 지그는, 상기 3D 형상 측정기의 레이저가 진입할 수 있도록 또는 측정부가 노출되도록 파우치 컵부의 모서리부에 내측으로 함입된 함입부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 3D 형상 측정기의 레이저가 진입할 수 있도록 또는 측정부가 노출되도록, 상기 하부 고정 지그에서 상기 파우치 컵부와 맞닿는 절곡부에는 바닥을 노출시키는 바닥 노출부가 음각 형상으로 더 형성된 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 3D 형상 측정기에서 조사되는 레이저와 3D 형상 측정기의 카메라를 통해 얻어지는 촬상 이미지를 획득하고, 상기 얻어진 촬상 이미지를 통해 상기 상부 고정 지그의 컵부 모서리 측에서 상기 하부 고정 지그 측 방향으로 프로파일 측정선을 다수 개 설정하고, 이들의 평균값을 기준으로 최고점과 최저점의 차이를 계산함으로써 파우치 컵부의 높이 값을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 방법.
  16. 이차전지용 파우치 케이스의 파우치 컵부 높이를 측정하는 장치로서,
    파우치 컵부가 씌워질 수 있도록 파우치 컵부의 내부 형상을 갖는 컵부 받침 지그;
    상기 컵부 받침 지그에 씌워지는 파우치 상부면 중 컵부 높이를 측정할 모서리부를 노출하고, 상기 노출된 모서리부 주변부를 덮는 플레이트 형태의 상부 고정 지그;
    상기 모서리부에 대응되는 하부 모서리부의 파우치 날개부 및 주변 바닥부를 덮고, 상기 하부 모서리부 주변은 컵부 높이 측정이 가능하게 노출시키는 플레이트 형태의 하부 고정 지그; 및
    상기 모서리부의 높이를 측정하는 3D 형상 측정기;를 포함하는 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 하부 고정 지그는 상기 파우치 컵부의 일측 모서리에 인접한 2개 측면을 동시에 감싸는 2개의 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 하부 고정 지그가 상기 파우치 컵부와 맞닿는 날개부 각각에 형성되어 파우치 컵부 측으로 갈수록 낮아지는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 하부 고정 지그에서 상기 파우치 컵부와 맞닿는 절곡부에는 바닥을 노출시키는 바닥 노출부가 음각 형상으로 더 형성된 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 바닥 노출부는 상기 하부 고정 지그의 양 꼭짓점을 기준으로 상기 하부 고정 지그의 형상에 대칭되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  21. 청구항 16에 있어서, 상기 상부 고정 지그는 파우치 상부면 중 모서리 주변을 덮을 수 있는 형태를 가지며, 파우치 컵부의 모서리부가 노출될 수 있도록 모서리부에 내측으로 함입된 함입부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  22. 청구항 16에 있어서, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그는 각각 자력에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
  23. 청구항 16에 있어서, 상기 상부 고정 지그와 하부 고정 지그는 반사를 감소시키는 명도 5 이하의 색상을 갖는 것을 특징으로 하는, 파우치 컵부의 높이 측정 장치.
PCT/KR2022/016582 2021-11-03 2022-10-27 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치 WO2023080543A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280009809.3A CN116745574A (zh) 2021-11-03 2022-10-27 测量容纳电极组件的袋杯部的高度的方法和设备
EP22890278.9A EP4293316A1 (en) 2021-11-03 2022-10-27 Method and device for measuring height of pouch cup portion accommodating electrode assembly
JP2023541881A JP2024503650A (ja) 2021-11-03 2022-10-27 電極組立体を収容するパウチカップ部の高さ測定方法及び装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210149899A KR20230064378A (ko) 2021-11-03 2021-11-03 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치
KR10-2021-0149899 2021-11-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023080543A1 true WO2023080543A1 (ko) 2023-05-11

Family

ID=86241717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/016582 WO2023080543A1 (ko) 2021-11-03 2022-10-27 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4293316A1 (ko)
JP (1) JP2024503650A (ko)
KR (1) KR20230064378A (ko)
CN (1) CN116745574A (ko)
WO (1) WO2023080543A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103900448A (zh) * 2014-03-28 2014-07-02 泉州市双塔汽车零件有限公司 一种碗形塞锥角柔性检具
CN204461301U (zh) * 2015-03-17 2015-07-08 苏州市东吴滚针轴承有限公司 冲压外圈凸台尺寸的检测装置
KR20170142050A (ko) * 2016-06-16 2017-12-27 주식회사 엘지화학 이차전지용 파우치 외장재 깊이 측정장치 및 이를 이용한 측정방법
KR20190074496A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 조선대학교산학협력단 프레스 가공품 3차원 측정용 범용 검사구
KR102187988B1 (ko) * 2018-12-13 2020-12-07 (주)제이디 배터리 치수 검사 장치
KR102193564B1 (ko) * 2020-09-14 2020-12-21 장석현 배터리모듈 케이스 외관 자동 검사장비의 제어방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103900448A (zh) * 2014-03-28 2014-07-02 泉州市双塔汽车零件有限公司 一种碗形塞锥角柔性检具
CN204461301U (zh) * 2015-03-17 2015-07-08 苏州市东吴滚针轴承有限公司 冲压外圈凸台尺寸的检测装置
KR20170142050A (ko) * 2016-06-16 2017-12-27 주식회사 엘지화학 이차전지용 파우치 외장재 깊이 측정장치 및 이를 이용한 측정방법
KR20190074496A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 조선대학교산학협력단 프레스 가공품 3차원 측정용 범용 검사구
KR102187988B1 (ko) * 2018-12-13 2020-12-07 (주)제이디 배터리 치수 검사 장치
KR102193564B1 (ko) * 2020-09-14 2020-12-21 장석현 배터리모듈 케이스 외관 자동 검사장비의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230064378A (ko) 2023-05-10
CN116745574A (zh) 2023-09-12
EP4293316A1 (en) 2023-12-20
JP2024503650A (ja) 2024-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019190129A1 (ko) 전극조립체의 얼라인 검사 장치 및 그를 이용한 전극조립체의 얼라인 검사 방법
US11936049B2 (en) Battery unit and battery module
CN111141755A (zh) 一种电池电芯内部缺陷的检测方法
WO2020017907A1 (ko) 전극의 오정렬 검출 시스템 및 방법
WO2023080543A1 (ko) 전극 조립체를 수용하는 파우치 컵부의 높이 측정 방법 및 장치
WO2021054722A1 (ko) 파우치 형 전지 케이스 및 이를 제조하는 제조 장치, 파우치 형 이차 전지
CN116499411B (zh) 一种极片对齐度的检测方法
WO2021010792A1 (ko) 원통형 전지 및 원통형 전지 제조 방법
US20240133677A1 (en) Method And Device For Measuring Height Of Pouch Cup Portion Accommodating Electrode Assembly
WO2020222413A1 (ko) X 선 이용 전지 측정 장치
KR20220087027A (ko) 전지셀 검사 시스템 및 전지셀 검사 방법
WO2023160696A1 (zh) 漏电检测方法及漏电检测设备
CN218887406U (zh) 一种新型板状电池
WO2023075420A1 (ko) 전극 조립체의 제조방법
WO2019146875A1 (ko) 배터리 팩
CN219532785U (zh) 电池卷芯硬度的测量装置
WO2023120938A1 (ko) 이차 전지 제조를 위한 다목적 지그 및 이를 이용한 제조 장치의 셋팅 방법
WO2021177613A1 (ko) 용접 상태 검사 장치
WO2023033374A1 (ko) 파우치형 셀 및 이의 실링부 성형 방법
WO2023224222A1 (ko) 광간섭 단층촬영 기반 이차전지 정렬상태 검사 방법 및 시스템
CN219582666U (zh) 一种新型电池夹紧工装
KR102111454B1 (ko) 이차전지용 파우치 외장재 깊이 측정장치 및 이를 이용한 측정방법
WO2022039488A1 (ko) 이차전지 제조용 용접 장치 및 이를 이용한 용접 방법
WO2024063356A1 (ko) 분리막 열 수축률 평가 장치 및 평가 방법
CN218724931U (zh) 测试装置及测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22890278

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023541881

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280009809.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18276155

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 22890278.9

Country of ref document: EP

Ref document number: 2022890278

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022890278

Country of ref document: EP

Effective date: 20230913