WO2023158218A1 - 단위셀 검사장치 - Google Patents

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WO2023158218A1
WO2023158218A1 PCT/KR2023/002218 KR2023002218W WO2023158218A1 WO 2023158218 A1 WO2023158218 A1 WO 2023158218A1 KR 2023002218 W KR2023002218 W KR 2023002218W WO 2023158218 A1 WO2023158218 A1 WO 2023158218A1
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WO
WIPO (PCT)
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unit cell
unit
electrode tab
transfer
inspection
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/002218
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English (en)
French (fr)
Inventor
권종하
이종명
이관우
강훈석
최효선
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
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Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • 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
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing

Definitions

  • the present invention relates to a unit cell inspection device.
  • a secondary battery means a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, laptop computers, and camcorders, or electric vehicles.
  • the lithium secondary battery since the lithium secondary battery has a larger capacity than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery and has a high energy density, the degree of its utilization is rapidly increasing.
  • secondary batteries are classified into cylindrical batteries and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case made of an aluminum laminate sheet. It can be.
  • the pouch-type secondary battery 1 includes an electrode assembly 2 formed by alternately stacking electrodes and a separator, and a pouch 20 accommodating the electrode assembly 2 therein. Electrode tabs 15 may be respectively connected to the electrodes of the electrode assembly 2 . The electrode tabs 15 may be welded to each other in a predetermined area and then connected to the electrode lead 17 .
  • the pouch 20 includes an indented cup portion 21 to accommodate the electrode assembly 2 .
  • the cup portion 21 of the pouch 20 may be formed of one or two. 1 illustrates a pouch 20 including a left cup portion and a right cup portion. Around the periphery of the cup portion 21, a peripheral portion 23 (terrace) is formed by sealing.
  • the electrode assembly 2 it is possible to optically inspect the presence or absence of abnormalities in the unit cells constituting the electrode assembly 2 (eg, whether or not the electrode tab is folded in the unit cell). This may be performed by analyzing the photographed image after photographing the unit cell.
  • an object to be inspected for presence or absence of an abnormality eg, an electrode tab of a unit cell
  • a roller disposed below the unit cell for transporting the unit cell covers the electrode tab of the unit cell, it may be difficult to accurately acquire an image of the electrode tab. It can be difficult to judge properly through images.
  • An object of the present invention is to prevent the inspection target of a unit cell from being captured by another target in the process of acquiring a photographed image of a unit cell for inspection of a unit cell, thereby accurately determining whether or not there is an abnormality in the inspection target. It is to provide a unit cell inspection device with
  • the unit cell inspection apparatus is provided to transfer a plurality of unit cells each having an electrode in a predetermined transfer direction, a transfer unit having a plurality of transfer rollers arranged along the transfer direction, and transfer by the transfer unit.
  • an optical inspection unit provided to optically sense a unit cell to be inspected, which is a unit cell positioned at a predetermined inspection position among a plurality of unit cells, wherein the unit cells extend from the electrode, and the unit cells and electrode tabs exposed to the outside of the separator provided on each of the separators, and the optical inspection unit uses a region including a region where at least a part of the electrode tab is located at the inspection position as a region of interest (ROI).
  • ROI region of interest
  • an adjacent transfer roller which is a transfer roller disposed adjacent to the region of interest, may be provided so as not to overlap with the region of interest.
  • the region of interest is based on an area where the electrode tab is located at the inspection position when the unit cell is normally transferred, and an area where the electrode tab is located at the inspection position when the unit cell is meanderingly transferred.
  • the region of interest may be at an end of the longitudinal direction side of the separator, where the electrode tab starts to be exposed when the electrode tab is disposed in the longitudinal direction of the adjacent transfer roller orthogonal to the transfer direction.
  • the first distance is a length defined in the longitudinal direction, and may be set based on an exposure length of the electrode tab exposed to the outside of the separator at an end of the separator.
  • the first distance may be 15 mm to 30 mm.
  • the second distance is a length defined in the longitudinal direction, and may be set based on an exposure length of the electrode tab exposed to the outside of the separator at an end of the separator and a predetermined margin distance.
  • the second distance may be 15 mm to 30 mm.
  • the first distance may be less than or equal to the second distance.
  • the adjacent transfer roller may be provided with a length that does not invade the ROI.
  • the optical inspection unit is provided to irradiate light toward the unit cell to be inspected, and a lamp disposed above the unit cell to be inspected, and the unit to be inspected in a state in which light is irradiated by the lamp. It is provided to photograph the cell and may include a camera disposed below the unit cell to be inspected.
  • the optical inspection unit may further include a reflector for changing a photographing path by the camera in an orthogonal direction.
  • the electrode tab includes a positive electrode tab and a negative electrode tab respectively extending from a positive electrode, which is one of the electrodes, and a negative electrode, which is the other, in a longitudinal direction of the adjacent transfer roller perpendicular to the transfer direction and in a direction opposite thereto.
  • the optical inspecting unit sets an area including an area where at least a part of the positive electrode tab is located at the inspection position as a region of interest to optically inspect the positive electrode tab, and the negative electrode tab at the inspection position.
  • a negative electrode tab inspection unit configured to optically inspect the negative electrode tab by setting an area including an area where at least a part of is located as a region of interest.
  • the adjacent transfer roller may be arranged to at least partially overlap the inspection target unit cell located at the inspection position.
  • a distance between the adjacent transfer roller and another transfer roller disposed most adjacent to the adjacent transfer roller may be shorter than a width of the unit cell defined in the transfer direction.
  • the adjacent conveying roller does not invade the region of interest, when the optical inspection unit processes the region of interest among the obtained images, it is impossible to determine whether or not the electrode tab is abnormal due to the interference of the conveying roller, or it is incorrectly determined.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a pouch type secondary battery.
  • FIG. 2 is a view showing a unit cell inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the inspection device of FIG. 2 viewed from above.
  • FIG. 4 is a view of a unit cell to be inspected located at an inspection position viewed from the bottom, and is a view illustrating a case in which the transfer roller covers the electrode tab in the region of interest.
  • FIG. 5 is a view of a unit cell to be inspected located at an inspection position viewed from the bottom, and is a view illustrating a case in which the transfer roller does not cover the electrode tab in the region of interest.
  • FIG. 6 is a view illustrating a case in which a separation film is meanderingly transported as viewed from a lower side of a unit cell to be inspected located at an inspection position.
  • FIG. 7 is a view specifically illustrating an optical inspection unit in the inspection device of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a view showing a unit cell inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a unit cell inspection device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a plan view of the inspection device of FIG. 2 viewed from the top.
  • the device according to the first embodiment of the present invention is a device for inspecting the unit cell 10, and may be, for example, a device for inspecting the electrode tabs 15a and 15b of the unit cell 10.
  • the inspection device according to the present embodiment may include a transfer unit 110 for transferring unit cells 10 and an optical inspection unit 130 for inspecting unit cells 10 .
  • the transfer unit 110 may be provided to transfer the unit cells 10 in a predetermined transfer direction D1.
  • the transfer unit 110 may include a belt conveyor (not shown) for transferring the unit cells 10 .
  • the belt conveyor may include a driving roller (not shown) providing a driving force and an annular belt (not shown) circulated by the driving roller.
  • the unit cells 10 may be transported while seated on a belt circulated by a driving roller.
  • the conveying unit 110 may be implemented in a manner of conveying the separation film 19 .
  • the electrode assembly 2 constituting the battery may be configured in various types.
  • the electrode assembly 2 may be of a stack-folding type.
  • the stack-folding type electrode assembly 2 uses a separator film 19 for unit cells 10 (full cells or bi-cells) prepared by stacking electrodes 11a and 11b and separators 13 in a regular manner. It can be prepared by folding.
  • the transfer unit 110 may transfer the separation film 19 to transfer the unit cells 10 seated on the separation film 19 (see FIG. 3 ).
  • the transfer unit 110 may include a driving roller (not shown) for unwinding the separation film 19 from a roller (not shown) on which the separation film 19 is wound. Since the separation film 19 also serves as a separation membrane, hereinafter, both the separation film 19 and the separation membrane 13 included in the unit cell 10 may be referred to as a separation membrane.
  • the inspection device of this embodiment may be disposed before the folding device or as a part of the folding device.
  • the transfer unit 110 may include a plurality of transfer rollers 111 arranged along the transfer direction D1.
  • the transfer rollers 111 may support the separation film 19 during transfer of the separation film 19 .
  • the transfer rollers 111 may be disposed below the separation film 19 .
  • the transfer rollers 111 may be idle rollers to which no driving force is provided.
  • the optical inspection unit 130 may be provided to optically sense the inspection target unit cell 10' (see FIG. 2).
  • the optical inspection unit 130 may be provided to inspect whether or not there is an abnormality in the unit cell 10' to be inspected by capturing and processing an image of the unit cell 10' to be inspected.
  • the optical inspection unit 130 may include a camera 133 (see FIG. 7 ), for example, a CCD camera, to photograph the unit cell 10' to be inspected.
  • the unit cell 10' to be inspected may be a unit cell 10 positioned at a predetermined inspection position (I; see FIG. 2) among a plurality of unit cells 10 transferred by the transfer unit 110.
  • the inspection position I may be a position where the camera 133 of the optical inspection unit 130 can photograph the unit cell 10 .
  • the optical inspection unit 130 may set a region including the region where the electrode tabs 15a and 15b are located at the inspection position I as a region of interest (ROI) (R; see FIG. 5 ).
  • the region of interest R may be a region that requires processing (image processing) for determining whether or not there is an anomaly among images captured by the camera 133 of the optical inspection unit 130 .
  • the optical inspection unit 130 can inspect the electrode tabs 15a and 15b for abnormalities by setting the region including the region where the electrode tabs 15a and 15b are located at the inspection position I as the region of interest R. there is.
  • the region of interest R may be set to include a region where some of the electrode tabs 15a and 15b are located.
  • the electrode tabs 15a and 15b extend from the electrodes 11a and 11b, and may be provided in the unit cell 10 to be exposed to the outside of the separator 13 separating the electrodes 11a and 11b. .
  • FIG. 3 electrode tabs 15a and 15b exposed to the outside of the separator 13 of the unit cell 10 and also exposed to the outside of the separator film 19 are illustrated.
  • a region of interest R is set to include a part of one electrode tab 15a among two electrode tabs 15a and 15b.
  • the transfer roller 111' of the transfer unit 110 may interfere with the optical inspection unit 130's imaging.
  • the optical inspection unit 130 may photograph the unit cell 10' to be inspected from the lower side of the unit cell 10' to be inspected, and the transfer roller 111', as shown in FIG. 111'), the transfer roller 111' may cover a part of the electrode tab 15a in the region of interest R' when the optical inspection unit 130 is photographed.
  • the electrode tabs 15a and 15b may be folded inside the separation film 19 for reasons such as collision with other parts during transport, and the transfer roller 111' moves the electrode tab 15a in the region of interest R'.
  • an adjacent transfer roller 111a which is a transfer roller 111 disposed adjacent to the region of interest R among the transfer rollers 111. As shown in FIG. 5, it may be provided so as not to overlap with the region of interest (R). For example, the adjacent transfer roller 111a may be provided with a length that does not invade the region of interest R. The length of the conveying roller 111a of FIG. 5 may be shorter than the length of the conveying roller 111' of FIG. 4 .
  • the length of the adjacent transfer roller 111a of FIG. 5 may be shorter than the length of the transfer roller 111' of FIG. 4 by 60 mm.
  • 5 is a view of a unit cell to be inspected located at an inspection position viewed from the bottom, and is a view illustrating a case in which the transfer roller does not cover the electrode tab in the region of interest. For reference, whether or not overlapping may be determined in the stacking direction of the electrode and the separator or in the direction orthogonal to the separator film (vertical direction with reference to FIG. 2).
  • the transfer roller 111a since the adjacent transfer roller 111a does not invade the region of interest R, when the optical inspection unit 130 processes the region of interest R among the acquired images, the transfer roller ( Due to the interference of 111), it is possible to solve the problem of not being able to determine whether or not the electrode tabs 15a and 15b are abnormal or erroneously determining.
  • the adjacent transfer roller 111a may be arranged to at least partially overlap the unit cell 10' to be inspected located at the inspection position I in order to solve the following problems.
  • 5 illustrates an adjacent transfer roller 111a partially overlapping the electrodes 11a and 11b and the separator 13 of the unit cell 10' to be inspected.
  • the separation film 19 tends to sag vertically downward during the process.
  • the pulling of the separation film may be stopped in the folding process (eg, when preparing to fold the next electrode assembly after completing one electrode assembly).
  • the tension applied to the separation film is weakened, so that the separation film tends to sag downward.
  • this deflection may appear larger.
  • the separation film may show a greater sagging due to the weight of the unit cell.
  • the photographed image is distorted and the inspection target cannot be accurately inspected.
  • deformation such as wrinkles may occur in the electrode assembly.
  • the separator may appear as a bright color and the electrode may appear as a dark color, so when a change from dark color to light color is recognized (a trigger sensor is usually used for this), it is said that this unit cell has passed (or arrived). ) and starting shooting (after a certain period of time), if sagging of the separation film occurs, a problem may occur in this recognition, which may cause a problem at the time of shooting.
  • the adjacent transfer roller 111a of this embodiment is at least partially connected to the unit cell 10' to be inspected, as shown in FIG. It may be arranged to overlap and support the separation film 19 .
  • the distance between the transfer rollers 111 may be narrowly set to support the separation film 19 .
  • the distance between the adjacent conveying roller 111a and the other conveying roller 111 (or another adjacent conveying roller) disposed most adjacent to the adjacent conveying roller 111a is a unit defined in the conveying direction D1. It may be shorter than the width of the cell (eg, the width of the electrode in the left-right direction based on FIG. 5 ).
  • the adjacent transfer roller 111a may have a maximum length (see FIG. 5) that does not overlap with the region of interest (or is separated from the region of interest by a predetermined extra distance).
  • the unit cell inspection device of the present embodiment can achieve both prevention of sagging of the separation film and prevention of interference of the photographed image by the adjacent transfer roller as described above.
  • the region of interest R may be set as follows.
  • the region of interest R is the region A1 where the electrode tab 15a is located at the inspection position I (see FIG. 2) when the unit cell 10 is normally transferred. It can be set in state.
  • Normal transport refers to a case in which the separation film 19 is transported along a predetermined path, and may be contrasted with meandering transport in which the separation film 19 is transported out of a predetermined path.
  • the electrode tab 15a may be positioned in the area A1 at the inspection position I during normal transportation.
  • the optical inspection unit 130 determines whether the portion of the electrode tab 15a exposed to the outside of the separation film 19 is folded on the outside of the separation film 19, or the portion of the separation film 19 among the electrode tabs 15a. It can be determined that an abnormality has occurred in the electrode tab 15a when the portion exposed to the outside is folded to the inside of the separation film 19 .
  • the region of interest (R) is a region of the electrode tab 15a where the portion exposed to the outside of the separation film 19 is located, and a region of the electrode tab 15a exposed to the outside of the separation film 19.
  • the region of interest R may be set in a state in which at least one of a first distance L1 and a second distance L2, which will be described later, is considered.
  • the electrode tabs 15a are disposed in the longitudinal direction D2 of the adjacent transfer roller 111a, which is orthogonal to the transfer direction D1 of the unit cell 10, the electrode tabs 15a are of the separation film 19. It starts to be exposed to the outside of the separation film 19 at the end 19a on the longitudinal direction D2 side.
  • the first distance L1 is the distance set in the longitudinal direction D2 from the end 19a of the separation film 19, and the second distance L2 is the distance from the end 19a of the separation film 19 to the top. It is a distance set in the opposite direction to the longitudinal direction (D2).
  • the region of interest R is a region extending outward of the separation film 19 by a first distance L1 from the end 19a of the separation film 19, and a second region extending from the end 19a of the separation film 19 to the outside of the separation film 19. It may be set to include an area extending into the separation film 19 by the distance L2.
  • the first distance L1 may be set based on the exposure length h1 of the electrode tab 15a exposed to the outside of the separation film 19 from the end 19a of the separation film 19 .
  • the exposure length h1 of the electrode tab 15a may be a length defined in the longitudinal direction D2 above.
  • the first distance L1 is the exposure length (( It can be set the same as h1).
  • the first distance L1 is as shown in FIG. 5 . It may be set longer than the exposure length h1, that is, in consideration of a predetermined extra distance. For example, when the exposure length h1 of the electrode tab 15a is 15 mm, the first distance L1 may be set to 15 mm to 30 mm.
  • the second distance L2 may be set based on the exposure length h1 of the electrode tab 15a exposed to the outside of the separation film 19 from the end 19a of the separation film 19 and a predetermined margin distance. .
  • the exposed portion of the electrode tab 15a When the exposed portion of the electrode tab 15a is completely folded inside the separation film 19, the exposed portion of the electrode tab 15a extends from the end 19a of the separation film 13 to the separation film 19 by the exposure length h1. may be located on the inside of
  • the second distance L2 may be set in consideration of the exposure length h1 of the electrode tab 15a so that all inspections can be performed up to this case.
  • the second distance L2 may be set in consideration of both the exposure length h1 of the electrode tab 15a and a predetermined margin distance in consideration of the distortion of the electrode tab 15a, the margin area during image processing, and the like.
  • the second distance L2 may be set to 15 mm to 30 mm.
  • the second distance L2 may be greater than or equal to the first distance L1.
  • the region of interest (R) is the region where the electrode tab 15a is located in the inspection position (I) during normal transfer of the unit cell 10, and the inspection position (I) during meandering transfer of the unit cell 10 ) can be set based on the region where the electrode tab 15a is located.
  • the separation film 19 may be transported in a twisted state for various reasons during transport.
  • reference numeral 19a denotes an end of the separation film 19 during normal transfer
  • reference numeral 19a' denotes an end of the separation film 19 during meandering transfer. Even if the position of the electrode tab 15a is changed due to such a twist, the region of interest R is the position of the electrode tab 15a during normal transportation (see A1 in FIG.
  • the transfer roller may not overlap the thus set region of interest.
  • FIG. 7 is a view specifically illustrating an optical inspection unit in the inspection device of FIG. 2 .
  • the optical inspection unit 130 may include a lamp 131 provided to irradiate light toward the unit cell 10' to be inspected.
  • the lamp 131 may highlight the unit cell 10' to be inspected so that the camera 133, which will be described later, can clearly photograph the unit cell 10' to be inspected.
  • the lamp 131 may be a back light.
  • the lamp 131 may be disposed above the unit cell 10' to be inspected.
  • the optical inspection unit 130 may include a flat dome 137 to uniformly irradiate light from various angles to the unit cell 10' to be inspected.
  • the optical inspection unit 130 may include a camera 133 provided to photograph the unit cell 10 ′ to be inspected in a state in which light is irradiated by the lamp 131 .
  • the camera 133 may be a CCD camera. Contrary to the lamp 131, the camera 133 may be disposed below the unit cell 10' to be inspected. With this arrangement, the unit cell 10' to be inspected can be positioned between the camera 133 and the lamp 131.
  • the optical inspection unit 130 may include a reflector 135 that changes a photographing path by the camera 133 in an orthogonal direction.
  • the positional freedom of the camera 133 can be increased, and the size of the inspection device in the vertical direction can be reduced.
  • Example 8 is a view showing a unit cell inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the inspection device of Example 2 is different from the inspection device of Example 1 in that it includes two inspection units.
  • the inspection device of Example 2 will be described focusing on these differences. For reference, the matters described in Example 1 may be applied to Example 2 in the same or similar manner.
  • the electrode tabs 15a and 15b of the unit cell 10' to be inspected are the anode, which is one of the electrodes 11a and 11b, in the direction opposite to the longitudinal direction D2 of the adjacent transfer roller 111a. and a positive electrode tab and a negative electrode tab respectively extending from the negative electrode, which is the other one. That is, the positive electrode tab and the negative electrode tab may protrude in opposite directions.
  • the optical inspection unit 130 of the present embodiment includes a positive electrode tab inspection unit 130L for inspecting the positive electrode tab and a negative electrode tab inspection unit for inspecting the negative electrode tab so as to inspect both the positive electrode tab and the negative electrode tab protruding in opposite directions. (130R).
  • the positive electrode tab inspection unit 130L may optically inspect the positive electrode tab by setting an area including an area where at least a part of the positive electrode tab is located at the inspection position I as the region of interest R.
  • the positive electrode tab inspection unit 130L may include a lamp 131L, a flat dome 137L, a reflector 135L, and a camera 133L in the same manner as described in the first embodiment.
  • the cathode tab inspector 130R may optically inspect the cathode tab by setting an area including an area where at least a part of the cathode tab is located at the inspection position I as the region of interest R.
  • the cathode tab inspection unit 130R may also include a lamp 131R, a flat dome 137R, a reflector 135R, and a camera 133R, as described in the first embodiment.

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Abstract

본 발명은 단위셀 검사장치에 관한 것으로서, 전극을 각각 구비하는 복수 개의 단위셀들을 소정 이송방향으로 이송하게 마련되되, 상기 이송방향을 따라 배열되는 복수 개의 이송롤러들을 구비하는 이송부, 및 상기 이송부에 의해 이송되는 복수 개의 단위셀들 중 소정 검사위치에 위치하게 되는 단위셀인 검사대상 단위셀을 광학적으로 센싱하게 마련되는 광학 검사부를 포함하고, 상기 단위셀들은 각각, 상기 전극으로부터 연장되되, 상기 단위셀들에 각각 구비되는 분리막의 외측으로 노출되는 전극탭을 더 구비하고, 상기 광학 검사부는, 상기 검사위치에서 상기 전극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하게 마련되고, 상기 복수 개의 이송롤러들 중 상기 관심영역에 인접하게 배치되는 이송롤러인 인접 이송롤러는, 상기 관심영역과 중첩되지 않게 마련될 수 있다.

Description

단위셀 검사장치
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 2월 16일자 한국특허출원 제10-2022-0020455호 및 2023년 2월 14일자 한국특허출원 제10-2023-0019638호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 단위셀 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 큰 용량을 가지며, 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.
이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있다.
도 1은 파우치형 이차전지의 일례를 도시하는 도면이다. 파우치형 이차전지(1)는 전극과 분리막이 교대로 적층되어 형성되는 전극 조립체(2)와, 전극 조립체(2)가 내부에 수용되는 파우치(20)를 포함한다. 전극 조립체(2)의 전극들에는 전극탭들(15)이 각각 연결될 수 있다. 전극탭들(15)은 소정 영역에서 서로 용접된 후 전극리드(17)에 연결될 수 있다. 파우치(20)는 전극 조립체(2)의 수용을 위해 만입 형상의 컵부(21)를 포함한다. 파우치(20)의 컵부(21)는 1개 또는 2개로 형성될 수 있다. 도 1에는 좌측 컵부와 우측 컵부를 포함하는 파우치(20)가 예시되어 있다. 컵부(21)의 둘레 주변에는 실링에 의해 주변부(23, 테라스)가 형성된다.
한편, 전극 조립체(2)를 제조하는 과정 중에 전극 조립체(2)를 구성하는 단위셀의 이상 유무(예: 단위셀 중 전극탭의 접힘 여부)를 광학적으로 검사할 수 있다. 이는 단위셀의 촬영 후 촬영 이미지를 분석하여 수행될 수 있다. 그런데 단위셀의 촬영 이미지를 획득하는 과정에서, 이상 유무의 검사 대상(예: 단위셀의 전극탭)이 다른 대상들에 의해 가려지면, 획득된 이미지를 분석하여 이상 유무를 판단하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들어, 단위셀의 이송을 위해 단위셀의 하측에 배치되는 롤러가 단위셀의 전극탭을 가릴 경우, 전극탭의 이미지를 정확하게 획득하기 어려울 수 있으며, 이로 인해 전극탭의 이상 유무를 획득된 이미지를 통해 제대로 판단하기 어려울 수 있다.
본 발명의 과제는, 단위셀의 검사를 위해 단위셀의 촬영 이미지를 획득하는 과정에서, 단위셀의 검사 대상이 다른 대상에 의해 가려져서 촬영되는 것을 방지하여, 검사 대상의 이상 유무를 정확하게 판단할 수 있는 단위셀 검사장치를 제공하는 것이다.
일 예에서 단위셀 검사장치는, 전극을 각각 구비하는 복수 개의 단위셀들을 소정 이송방향으로 이송하게 마련되되, 상기 이송방향을 따라 배열되는 복수 개의 이송롤러들을 구비하는 이송부, 및 상기 이송부에 의해 이송되는 복수 개의 단위셀들 중 소정 검사위치에 위치하게 되는 단위셀인 검사대상 단위셀을 광학적으로 센싱하게 마련되는 광학 검사부를 포함하고, 상기 단위셀들은 각각, 상기 전극으로부터 연장되되, 상기 단위셀들에 각각 구비되는 분리막의 외측으로 노출되는 전극탭을 더 구비하고, 상기 광학 검사부는 상기 검사위치에서 상기 전극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하게 마련되고, 상기 복수 개의 이송롤러들 중 상기 관심영역에 인접하게 배치되는 이송롤러인 인접 이송롤러는 상기 관심영역과 중첩되지 않게 마련될 수 있다.
다른 일 예에서 상기 관심영역은 상기 단위셀의 정상 이송 시에 상기 검사위치에서 상기 전극탭이 위치하는 영역, 및 상기 단위셀의 사행 이송 시에 상기 검사위치에서 상기 전극탭이 위치하는 영역에 기초해서 설정될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 관심영역은 상기 전극탭이 상기 이송방향에 직교하는 상기 인접 이송롤러의 길이방향으로 배치될 때, 상기 전극탭이 노출되기 시작하는, 상기 분리막의 상기 길이방향 측의 말단에서, 상기 길이방향으로 제1 거리만큼 상기 분리막의 외측으로 연장된 영역, 및 상기 말단에서 상기 길이방향의 반대방향으로 제2 거리만큼 상기 분리막의 내측으로 연장된 영역을 포함하게 설정될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 제1 거리는 상기 길이방향에서 정의되는 길이로서, 상기 분리막의 말단에서 상기 분리막의 외측으로 노출되는 상기 전극탭의 노출길이에 기초해서 설정될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 제1 거리는 15mm~30mm일 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 제2 거리는 상기 길이방향에서 정의되는 길이로서, 상기 분리막의 말단에서 상기 분리막의 외측으로 노출되는 상기 전극탭의 노출길이와, 소정 여유거리에 기초해서 설정될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 제2 거리는 15mm~30mm일 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 제1 거리는 상기 제2 거리 이하일 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 인접 이송롤러는 상기 관심영역을 침범하지 않는 길이를 갖게 마련될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 광학 검사부는 상기 검사대상 단위셀을 향해 빛을 조사하게 마련되고, 상기 검사대상 단위셀의 상측에 배치되는 램프, 및 상기 램프에 의해 빛이 조사된 상태에서 상기 검사대상 단위셀을 촬영하게 마련되고, 상기 검사대상 단위셀의 하측에 배치되는 카메라를 포함할 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 광학 검사부는 상기 카메라에 의한 촬영 경로를 직교 방향으로 변경하는 반사판을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 전극탭은 상기 이송방향에 직교하는 상기 인접 이송롤러의 길이방향과 이의 반대방향으로, 상기 전극 중의 하나인 양극과 다른 하나인 음극으로부터 각각 연장되는 양극탭과 음극탭을 포함하고, 상기 광학 검사부는 상기 검사위치에서 상기 양극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역으로 설정하여 상기 양극탭을 광학적으로 검사하는 양극탭 검사부, 및 상기 검사위치에서 상기 음극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역으로 설정하여 상기 음극탭을 광학적으로 검사하는 음극탭 검사부를 포함할 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 인접 이송롤러는 상기 검사위치에 위치하게 되는 상기 검사대상 단위셀과 적어도 부분적으로 중첩되게 배치될 수 있다.
또 다른 일 예에서 상기 인접 이송롤러와, 상기 인접 이송롤러에 가장 인접하게 배치되는 다른 이송롤러 사이의 간격은 상기 이송방향에서 정의되는 상기 단위셀의 폭보다 짧을 수 있다.
본 발명에 의하면, 인접 이송롤러가 관심영역을 침범하지 않으므로, 광학 검사부가 획득된 이미지 중 관심영역을 처리할 때, 이송롤러의 간섭으로 인해, 전극탭의 이상 유무를 판단할 수 없거나 또는 잘못 판단하는 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 파우치형 이차전지의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 단위셀 검사장치를 도시하고 있는 도면이다.
도 3은 도 2의 검사장치를 상측에서 바라본 평면도이다.
도 4는 검사위치에 위치한 검사대상 단위셀을 하측에서 바라본 도면으로서 이송롤러가 관심영역에서 전극탭을 가릴 경우를 예시하는 도면이다.
도 5는 검사위치에 위치한 검사대상 단위셀을 하측에서 바라본 도면으로서 이송롤러가 관심영역에서 전극탭을 가리지 않는 경우를 예시하는 도면이다.
도 6은 검사위치에 위치한 검사대상 단위셀을 하측에서 바라본 도면으로서 분리필름이 사행 이송되는 경우를 예시하는 도면이다.
도 7은 도 2의 검사장치 중 광학 검사부를 구체적으로 도시하는 도면이다
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 단위셀 검사장치를 도시하고 있는 도면이다.
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.
실시예 1
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 단위셀 검사장치를 도시하고 있는 도면이고, 도 3은 도 2의 검사장치를 상측에서 바라본 평면도이다. 본 발명의 실시예 1에 따른 장치는 단위셀(10)을 검사하기 위한 장치로서, 예를 들어 단위셀(10) 중 전극탭(15a, 15b)을 검사하기 위한 장치일 수 있다. 본 실시예에 따른 검사장치는 단위셀(10)을 이송하기 위한 이송부(110)와, 단위셀(10)을 검사하기 위한 광학 검사부(130)를 포함할 수 있다.
이송부(110)는 단위셀들(10)을 소정 이송방향(D1)으로 이송하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 이송부(110)는 단위셀들(10)을 이송하기 위한 벨트 컨베이어(미도시)를 포함할 수 있다. 벨트 컨베이어는 구동력을 제공하는 구동롤러(미도시)와, 구동롤러에 의해 순환되는 고리 모양의 벨트(미도시)를 포함할 수 있다. 단위셀들(10)은 구동롤러에 의해 순환되는 벨트 위에 안착되어 이송될 수 있다.
이송부(110)는 도 2에 도시되어 있듯이 분리필름(19)을 이송하는 방식으로 구현될 수도 있다. 전지를 구성하는 전극 조립체(2; 도 1 참조)는 여러 타입으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(2)는 스택-폴딩 타입으로 구성될 수 있다. 스택-폴딩 타입의 전극 조립체(2)는 전극(11a, 11b)과 분리막(13)이 일정 규칙으로 적층되어 마련되는 단위셀들(10)(풀셀 또는 바이셀)을 분리필름(19)을 이용하여 폴딩시켜 제조될 수 있다. 이송부(110)는 분리필름(19)을 이송시켜, 분리필름(19) 위에 안착되어 있는 단위셀들(10)을 이송시킬 수 있다(도 3 참조). 이를 위해 이송부(110)는 분리필름(19)이 권취되어 있는 롤러(미도시)에서부터 분리필름(19)을 권출하기 위한 구동롤러(미도시)를 포함할 수 있다. 분리필름(19)도 분리막의 역할을 수행하므로 이하에선 분리필름(19)과, 단위셀(10)에 포함되어 있는 분리막(13)을 모두 분리막으로 지칭할 수 있다. 참고로 본 실시예의 검사장치는 폴딩 장치 전에 또는 폴딩 장치의 일부로서 배치될 수 있다.
이송부(110)는 이송방향(D1)을 따라 배열되는 복수 개의 이송롤러들(111)을 포함할 수 있다. 이송롤러들(111)은 분리필름(19)의 이송 중에 분리필름(19)을 지지할 수 있다. 이를 위해 이송롤러들(111)은 분리필름(19)의 하측에 배치될 수 있다. 이송롤러들(111)은 구동력이 제공되지 않는 아이들 롤러들일 수 있다.
광학 검사부(130)는 검사대상 단위셀(10'; 도 2 참조)을 광학적으로 센싱하게 마련될 수 있다. 광학 검사부(130)는 검사대상 단위셀(10')의 이미지를 캡처하고 프로세싱 하여 검사대상 단위셀(10')의 이상 유무를 검사하게 마련될 수 있다. 이를 위해 광학 검사부(130)는 검사대상 단위셀(10')을 촬영하기 위한 카메라(133; 도 7 참조), 예를 들어 CCD 카메라를 포함할 수 있다. 여기서 검사대상 단위셀(10')은 이송부(110)에 의해 이송되는 복수 개의 단위셀들(10) 중 소정 검사위치(I; 도 2 참조)에 위치하게 되는 단위셀(10)일 수 있다. 검사위치(I)는 광학 검사부(130)의 카메라(133)가 단위셀(10)을 촬영할 수 있는 위치일 수 있다.
광학 검사부(130)는 검사위치(I)에서 전극탭(15a, 15b)이 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(R; 도 5 참조)(ROI: Region of Interest)으로 설정할 수 있다. 관심영역(R)은 광학 검사부(130)의 카메라(133)에 의해 촬영된 이미지 중 이상 유무의 판단을 위한 프로세싱(영상 처리)이 요구되는 영역일 수 있다. 광학 검사부(130)는 검사위치(I)에서 전극탭(15a, 15b)이 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(R)으로 설정함으로써 전극탭(15a, 15b)의 이상 유무를 검사할 수 있다. 전극탭(15a, 15b)의 일부만으로도 이상 유무의 판단이 가능하면 전극탭(15a, 15b)의 일부가 위치하는 영역이 포함되게 관심영역(R)이 설정될 수도 있다. 여기서 전극탭(15a, 15b)은 전극(11a, 11b)으로부터 연장되되, 단위셀(10)에 구비되어 전극들(11a, 11b)을 분리하는 분리막(13)의 외측으로 노출되게 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 3에는 단위셀(10)의 분리막(13)의 외측으로 노출되고, 또한 분리필름(19)의 외측으로 노출되는 전극탭(15a, 15b)이 예시되어 있다. 참고로 후술할 도 5에는 예시적으로 2개의 전극탭(15a, 15b) 중 하나의 전극탭(15a)의 일부가 포함되게 관심영역(R)이 설정되어 있다.
광학 검사부(130)가 검사대상 단위셀(10')을 촬영할 때, 이송부(110)의 이송롤러(111')가 광학 검사부(130)의 촬영에 간섭될 수 있다. 예를 들어, 광학 검사부(130)는 검사대상 단위셀(10')의 하측에서 검사대상 단위셀(10')을 촬영할 수 있는데, 이송롤러(111')가 도 4에 도시되어 있듯이 이송롤러(111')의 길이방향(D2)으로 길게 형성되면, 광학 검사부(130)의 촬영 시에 이송롤러(111')가 관심영역(R')에서 전극탭(15a)의 일부를 가릴 수 있다. 전극탭(15a, 15b)은 이송 중에 다른 부분들과 충돌하는 등의 이유 때문에 분리필름(19)의 내측으로 접힐 수도 있는데, 이송롤러(111')가 관심영역(R')에서 전극탭(15a)을 가릴 경우 분리필름(19)의 내측으로 접혀 있는 전극탭(15a)의 이미지를 광학 검사부(130)가 제대로 획득하기 어려울 수 있다. 이런 가려짐(또는 중첩)에 의한 문제는 후술할 사행 이송 시에 더 크게 나타날 수 있다. 예를 들어, 이송롤러가 관심영역을 가리는 정도가 사행 이송으로 인해 정상 이송 시와 대비하여 더 커질 수도 있기 때문이다. 도 4는 검사위치에 위치하는 검사대상 단위셀을 하측에서 바라본 도면으로서 이송롤러가 관심영역에서 전극탭을 가릴 경우를 예시하는 도면이다.
본 실시예에 따른 단위셀 검사장치의 경우 위와 같은 문제를 해소하기 위해, 이송롤러들(111) 중 관심영역(R)에 인접하게 배치되는 이송롤러(111)인 인접 이송롤러(111a)가 도 5에 도시되어 있듯이 관심영역(R)과 중첩되지 않게 마련될 수 있다. 예를 들어, 인접 이송롤러(111a)는 관심영역(R)을 침범하지 않는 길이를 갖게 마련될 수 있다. 도 5의 이송롤러(111a)의 길이는 도 4의 이송롤러(111')의 길이보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 인접 이송롤러(111a)의 길이방향(D2)과 이의 반대방향으로 각각 노출되게 전극탭들(15a, 15b)이 마련되는 경우 (그리고 후술할 실시예 2와 같이 전극탭들에 각각 대응되게 2개의 관심영역이 설정되는 경우) 도 5의 인접 이송롤러(111a)의 길이는 도 4의 이송롤러(111')의 길이보다 60mm만큼 짧을 수 있다. 도 5는 검사위치에 위치하는 검사대상 단위셀을 하측에서 바라본 도면으로서 이송롤러가 관심영역에서 전극탭을 가리지 않는 경우를 예시하는 도면이다. 참고로 중첩 여부는 전극과 분리막의 적층방향 또는 분리필름에 직교하는 방향(도 2를 기준으로 상하방향)에서 판단될 수 있다.
본 실시예에 따른 단위셀 검사장치는 인접 이송롤러(111a)가 관심영역(R)을 침범하지 않으므로, 광학 검사부(130)가 획득된 이미지 중 관심영역(R)을 처리할 때, 이송롤러(111)의 간섭으로 인해, 전극탭(15a, 15b)의 이상 유무를 판단할 수 없거나 또는 잘못 판단하는 문제를 해소할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 인접 이송롤러(111a)는 다음과 같은 문제들을 해소하기 위해, 검사위치(I)에 위치하게 되는 검사대상 단위셀(10')과 적어도 부분적으로 중첩되게 배치될 수 있다. 도 5에는 검사대상 단위셀(10')의 전극(11a, 11b) 및 분리막(13)과 부분적으로 중첩되는 인접 이송롤러(111a)가 예시되어 있다.
분리필름(19)은 공정 중에 연직 하방으로 처지기 쉽다. 스택-폴딩 타입의 전극 조립체를 제조하는 과정 중 폴딩 공정에서 분리필름의 당김이 중단될 수 있다(예: 하나의 전극 조립체의 완성 후 다음 전극 조립체의 폴딩을 준비하는 경우). 이와 같은 중단이 발생하면 분리필름에 가해지던 장력이 약해져서 분리필름이 하측으로 처지기 쉽다. 이때 검사장치의 상류에서 분리필름의 공급이 계속되는 경우 이런 처짐은 더 크게 나타날 수 있다. 그리고 분리필름 위에 단위셀이 놓일 경우 단위셀의 무게로 인해 분리필름의 처짐은 더 크게 나타날 수 있다.
이와 같은 처짐이 발생하면 촬영 이미지가 왜곡되어 검사 대상을 정확하게 검사할 수 없다. 또한 전극 조립체에 주름 등의 변형이 발생할 수도 있다. 그리고 촬영 이미지에서 분리막은 밝은 색으로, 전극은 어두운 색으로 나타날 수 있어, 어두운 색에서 밝은 색으로의 변화가 인식되면(이를 위해 보통 트리거 센서가 이용됨), 이번 단위셀이 지나갔다고(또는 도착했다고) 인식하고 (소정 시간 경과 후) 촬영을 시작하는 것을 고려할 수 있는데, 분리필름의 처짐이 발생하면 이런 인식에도 문제가 발생하여 촬영 시점에도 문제가 생길 수 있다.
이런 문제들을 해소하기 위해, 즉 분리필름(19)의 처짐을 방지하기 위해 본 실시예의 인접 이송롤러(111a)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 검사대상 단위셀(10')과 적어도 부분적으로 중첩되게 배치되어 분리필름(19)을 지지하게 마련될 수 있다. 또는 분리필름(19)의 지지를 위해 이송롤러들(111) 사이의 간격을 좁게 설정할 수도 있다. 예를 들어, 인접 이송롤러(111a)와, 인접 이송롤러(111a)에 가장 인접하게 배치되는 다른 이송롤러(111; 또는 다른 인접 이송롤러) 사이의 간격은, 이송방향(D1)에서 정의되는 단위셀의 폭(예: 도 5를 기준으로 전극의 좌우방향 폭)보다 짧을 수 있다. 이를 통해 이송롤러에 의해 지지되지 않은 분리필름(19)의 영역을 최소화할 수 있다. 또는 분리필름(19)의 지지를 위해, 인접 이송롤러(111a)는 관심영역에 중첩되지 않는 (또는 관심영역에서 소정의 여분 거리만큼 이격된) 최대 길이(도 5 참조)를 가질 수 있다.
본 실시예의 단위셀 검사장치는 위와 같이 분리필름의 처짐 방지 및 인접 이송롤러에 의한 촬영 이미지의 간섭 방지를 모두 달성할 수 있다.
한편, 관심영역(R)은 다음과 같이 설정될 수 있다.
첫째로, 관심영역(R)은 도 5에 도시되어 있듯이 단위셀(10)의 정상 이송 시에 검사위치(I; 도 2 참조)에서 전극탭(15a)이 위치하는 영역(A1)이 고려된 상태에서 설정될 수 있다. 정상 이송이라 함은 분리필름(19)이 정해진 경로를 따라 이송되는 경우를 말하며, 분리필름(19)이 정해진 경로를 벗어나서 이송되는 경우인 사행 이송과 대비될 수 있다. 도 5에 도시되어 있듯이 전극탭(15a)은 정상 이송 시에 검사위치(I)에서 A1 영역에 위치할 수 있다.
그런데 광학 검사부(130)는, 전극탭(15a) 중 분리필름(19)의 외측으로 노출된 부분이 분리필름(19)의 외측에서 접힌 경우, 또는 전극탭(15a) 중 분리필름(19)의 외측으로 노출된 부분이 분리필름(19)의 내측으로 접힌 경우 등에 있어서 전극탭(15a)에 이상이 발생했다고 판단할 수 있다. 이와 같은 판단을 위해 관심영역(R)은 전극탭(15a) 중 분리필름(19)의 외측으로 노출된 부분이 위치하는 영역과, 전극탭(15a) 중 분리필름(19)의 외측으로 노출된 부분이 분리필름(19)의 내측으로 접혔을 때 내측으로 접힌 부분이 위치할 영역을 모두 포함하게 설정될 수 있다.
둘째로, 관심영역(R)은 후술할 제1 거리(L1)와 제2 거리(L2) 중 적어도 어느 하나가 고려된 상태에서 설정될 수 있다. 전극탭(15a)이 단위셀(10)의 이송방향(D1)에 직교하는, 인접 이송롤러(111a)의 길이방향(D2)으로 배치될 때, 전극탭(15a)은 분리필름(19)의 위 길이방향(D2) 측의 말단(19a)에서 분리필름(19)의 외측으로 노출되기 시작한다. 제1 거리(L1)는 위와 같은 분리필름(19)의 말단(19a)에서 위 길이방향(D2)으로 설정된 거리이고, 제2 거리(L2)는 분리필름(19)의 말단(19a)에서 위 길이방향(D2)의 반대방향으로 설정된 거리이다. 관심영역(R)은 분리필름(19)의 말단(19a)에서 제1 거리(L1)만큼 분리필름(19)의 외측으로 연장된 영역, 및 분리필름(19)의 말단(19a)에서 제2 거리(L2)만큼 분리필름(19)의 내측으로 연장된 영역을 포함하게 설정될 수 있다.
제1 거리(L1)는 분리필름(19)의 말단(19a)에서 분리필름(19)의 외측으로 노출되는 전극탭(15a)의 노출길이(h1)에 기초해서 설정될 수 있다. 전극탭(15a)의 노출길이(h1)는 위 길이방향(D2)에서 정의되는 길이일 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(L1)는 검사위치(I; 도 2 참조)에 위치하는 전극탭(15a)의 노출 부분을 관심영역(R)에 포함시키도록 전극탭(15a)의 노출길이(h1)와 동일하게 설정될 수 있다. 또는 전극탭(15a)은 접히거나 사행 이송 시에 틀어지게 위치할 수도 있다는 점이나, 이미지 처리 시에 여유 영역이 필요할 수도 있다는 점을 고려해서, 제1 거리(L1)는 도 5에 도시되어 있듯이 노출길이(h1)보다 길게, 즉 소정 여유거리를 더 고려해서 설정될 수도 있다. 예를 들어, 전극탭(15a)의 노출길이(h1)가 15mm일 때 제1 거리(L1)는 15mm ~ 30mm로 설정될 수 있다.
제2 거리(L2)는 분리필름(19)의 말단(19a)에서 분리필름(19)의 외측으로 노출되는 전극탭(15a)의 노출길이(h1)와 소정 여유거리에 기초해서 설정될 수 있다. 전극탭(15a)의 노출 부분이 완전히 분리필름(19)의 내측으로 접히면 전극탭(15a)의 노출 부분은 분리막(13)의 말단(19a)에서 노출길이(h1)만큼 분리필름(19)의 내측에 위치할 수 있다. 이런 경우까지 모두 검사될 수 있도록 제2 거리(L2)는 전극탭(15a)의 노출길이(h1)를 고려해서 설정될 수 있다. 그리고 전극탭(15a)의 틀어짐, 이미지 처리 시의 여유 영역 등을 고려해서, 제2 거리(L2)는 전극탭(15a)의 노출길이(h1)와 소정 여유거리를 모두 고려해서 설정될 수 있다. 예를 들어, 전극탭(15a)의 노출길이(h1)가 15mm일 때 제2 거리(L2)는 15mm ~ 30mm로 설정될 수 있다. 한편, 제2 거리(L2)는 제1 거리(L1) 이상일 수 있다.
셋째로, 관심영역(R)은 단위셀(10)의 정상 이송 시에 검사위치(I)에서 전극탭(15a)이 위치하는 영역, 및 단위셀(10)의 사행 이송 시에 검사위치(I)에서 전극탭(15a)이 위치하는 영역에 기초해서 설정될 수 있다. 분리필름(19)은 도 6에 도시되어 있듯이 이송 중에 여러 이유로 비틀어진 상태에서 이송될 수 있다. 도 6에서 도면부호 19a는 정상 이송 시의 분리필름(19)의 말단을 나타내고, 도면부호 19a'는 사행 이송 시의 분리필름(19)의 말단을 나타낸다. 이와 같은 비틀림으로 전극탭(15a)의 위치가 변경되더라도 전극탭(15a)의 이상 유무를 검사하기 위해 관심영역(R)은 정상 이송 시의 전극탭(15a)의 위치(도 5의 A1 참조)와, 사행 이송 시의 전극탭(15a)의 위치(도 6의 A2 참조)를 모두 고려해서 설정될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어 사행 이송 시에도 전극탭의 적어도 일부가 관심영역에 포함될 수 있고, 또한 이렇게 설정된 관심영역에 이송롤러가 중첩되지 않을 수 있다.
한편, 광학 검사부(130)는 도 7에 도시되어 있듯이 다음과 같이 구성될 수 있다. 도 7은 도 2의 검사장치 중 광학 검사부를 구체적으로 도시하는 도면이다.
광학 검사부(130)는 검사대상 단위셀(10')을 향해 빛을 조사하게 마련되는 램프(131)를 포함할 수 있다. 램프(131)는 후술할 카메라(133)가 검사대상 단위셀(10')을 명확하게 촬영할 수 있도록 검사대상 단위셀(10')을 부각시킬 수 있다. 램프(131)는 백라이트(back light)일 수 있다. 램프(131)는 검사대상 단위셀(10')의 상측에 배치될 수 있다. 광학 검사부(130)는 빛을 여러 각도에서 균일하게 검사대상 단위셀(10')로 조사하기 위해 플랫 돔(137)(flat dome)을 포함할 수 있다.
광학 검사부(130)는 램프(131)에 의해 빛이 조사된 상태에서 검사대상 단위셀(10')을 촬영하게 마련되는 카메라(133)를 포함할 수 있다. 카메라(133)는 CCD 카메라일 수 있다. 카메라(133)는 램프(131)와는 반대로 검사대상 단위셀(10')의 하측에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 의해 검사대상 단위셀(10')은 카메라(133)와 램프(131)의 사이에 위치할 수 있다.
광학 검사부(130)는 카메라(133)에 의한 촬영 경로를 직교 방향으로 변경하는 반사판(135)을 포함할 수 있다. 반사판(135)을 이용하면 카메라(133)의 위치 자유도를 높일 수 있고, 검사장치의 연직 방향의 사이즈도 줄일 수 있다.
실시예 2
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 단위셀 검사장치를 도시하고 있는 도면이다. 실시예 2의 검사장치는 2개의 검사부를 구비하는 점에서 실시예 1의 검사장치와 차이가 있다. 이하에선 이와 같은 차이점을 중심으로 실시예 2의 검사장치를 설명한다. 참고로 실시예 1에 설명되어 있는 사항은 실시예 2에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
본 실시예에서 검사대상 단위셀(10')의 전극탭(15a, 15b)은, 인접 이송롤러(111a)의 길이방향(D2)과 이의 반대방향으로, 전극(11a, 11b) 중의 하나인 양극과 다른 하나인 음극으로부터 각각 연장되는 양극탭과 음극탭을 포함할 수 있다. 즉, 양극탭과 음극탭은 서로 반대방향으로 돌출될 수 있다.
본 실시예의 광학 검사부(130)는 서로 반대방향으로 돌출되는 양극탭과 음극탭을 모두 검사할 수 있도록, 양극탭의 검사를 위한 양극탭 검사부(130L)와, 음극탭의 검사를 위한 음극탭 검사부(130R)를 포함할 수 있다.
양극탭 검사부(130L)는 검사위치(I)에서 양극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(R)으로 설정하여 양극탭을 광학적으로 검사할 수 있다. 양극탭 검사부(130L)는 실시예 1에서 설명한 바와 동일하게 램프(131L), 플랫 돔(137L), 반사판(135L), 카메라(133L)를 포함할 수 있다.
음극탭 검사부(130R)는 검사위치(I)에서 음극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(R)으로 설정하여 음극탭을 광학적으로 검사할 수 있다. 음극탭 검사부(130R)도 실시예 1에서 설명한 바와 동일하게 램프(131R), 플랫 돔(137R), 반사판(135R), 카메라(133R)를 포함할 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.

Claims (14)

  1. 전극을 각각 구비하는 복수 개의 단위셀들을 소정 이송방향으로 이송하게 마련되되, 상기 이송방향을 따라 배열되는 복수 개의 이송롤러들을 구비하는 이송부; 및
    상기 이송부에 의해 이송되는 복수 개의 단위셀들 중 소정 검사위치에 위치하게 되는 단위셀인 검사대상 단위셀을 광학적으로 센싱하게 마련되는 광학 검사부를 포함하고,
    상기 단위셀들은 각각, 상기 전극으로부터 연장되되, 상기 단위셀들에 각각 구비되는 분리막의 외측으로 노출되는 전극탭을 더 구비하고,
    상기 광학 검사부는, 상기 검사위치에서 상기 전극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하게 마련되고,
    상기 복수 개의 이송롤러들 중 상기 관심영역에 인접하게 배치되는 이송롤러인 인접 이송롤러는, 상기 관심영역과 중첩되지 않게 마련되는, 단위셀 검사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관심영역은,
    상기 단위셀의 정상 이송 시에 상기 검사위치에서 상기 전극탭이 위치하는 영역, 및 상기 단위셀의 사행 이송 시에 상기 검사위치에서 상기 전극탭이 위치하는 영역에 기초해서 설정되는, 단위셀 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관심영역은,
    상기 전극탭이 상기 이송방향에 직교하는 상기 인접 이송롤러의 길이방향으로 배치될 때, 상기 전극탭이 노출되기 시작하는, 상기 분리막의 상기 길이방향 측의 말단에서, 상기 길이방향으로 제1 거리만큼 상기 분리막의 외측으로 연장된 영역, 및 상기 말단에서 상기 길이방향의 반대방향으로 제2 거리만큼 상기 분리막의 내측으로 연장된 영역을 포함하게 설정되는, 단위셀 검사장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 거리는,
    상기 길이방향에서 정의되는 길이로서, 상기 분리막의 말단에서 상기 분리막의 외측으로 노출되는 상기 전극탭의 노출길이에 기초해서 설정되는, 단위셀 검사장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 거리는 15mm~30mm인, 단위셀 검사장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 거리는,
    상기 길이방향에서 정의되는 길이로서, 상기 분리막의 말단에서 상기 분리막의 외측으로 노출되는 상기 전극탭의 노출길이와, 소정 여유거리에 기초해서 설정되는, 단위셀 검사장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 거리는 15mm~30mm인, 단위셀 검사장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 거리는 상기 제2 거리 이하인, 단위셀 검사장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 인접 이송롤러는,
    상기 관심영역을 침범하지 않는 길이를 갖게 마련되는, 단위셀 검사장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 검사부는,
    상기 검사대상 단위셀을 향해 빛을 조사하게 마련되고, 상기 검사대상 단위셀의 상측에 배치되는 램프; 및
    상기 램프에 의해 빛이 조사된 상태에서 상기 검사대상 단위셀을 촬영하게 마련되고, 상기 검사대상 단위셀의 하측에 배치되는 카메라를 포함하는, 단위셀 검사장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 광학 검사부는,
    상기 카메라에 의한 촬영 경로를 직교 방향으로 변경하는 반사판을 더 포함하는, 단위셀 검사장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극탭은,
    상기 이송방향에 직교하는 상기 인접 이송롤러의 길이방향과 이의 반대방향으로, 상기 전극 중의 하나인 양극과 다른 하나인 음극으로부터 각각 연장되는 양극탭과 음극탭을 포함하고,
    상기 광학 검사부는,
    상기 검사위치에서 상기 양극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역으로 설정하여 상기 양극탭을 광학적으로 검사하는 양극탭 검사부; 및
    상기 검사위치에서 상기 음극탭의 적어도 일부가 위치하는 영역을 포함하는 영역을 관심영역으로 설정하여 상기 음극탭을 광학적으로 검사하는 음극탭 검사부를 포함하는, 단위셀 검사장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 인접 이송롤러는, 상기 검사위치에 위치하게 되는 상기 검사대상 단위셀과 적어도 부분적으로 중첩되게 배치되는, 단위셀 검사장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 인접 이송롤러와, 상기 인접 이송롤러에 가장 인접하게 배치되는 다른 이송롤러 사이의 간격은, 상기 이송방향에서 정의되는 상기 단위셀의 폭보다 짧은, 단위셀 검사장치.
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