WO2023167555A1 - X선 검사 장치 및 x선 검사 방법 - Google Patents

X선 검사 장치 및 x선 검사 방법 Download PDF

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WO2023167555A1
WO2023167555A1 PCT/KR2023/002964 KR2023002964W WO2023167555A1 WO 2023167555 A1 WO2023167555 A1 WO 2023167555A1 KR 2023002964 W KR2023002964 W KR 2023002964W WO 2023167555 A1 WO2023167555 A1 WO 2023167555A1
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battery
ray
area
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ray inspection
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PCT/KR2023/002964
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French (fr)
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김형준
신동환
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에스케이온 주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture

Definitions

  • the present disclosure relates to an X-ray inspection device and an X-ray inspection method, and more particularly, to an X-ray inspection device and an X-ray inspection method for detecting defects in a battery using X-rays.
  • a battery may include electrodes and a separator.
  • a separator may be disposed between the electrodes.
  • the electrodes may include at least one cathode and at least one anode.
  • a defect in which foreign substances such as electrode fragments, metal parts, etc. may enter or remain inside the battery may occur.
  • the metal foreign matter grows into dendrites and may cause a short circuit of the battery, which may cause problems such as failure, damage, or ignition of the battery.
  • defects such as folding of electrodes or stacking of fewer or more electrodes than designed may occur.
  • a technology for quickly and accurately detecting defects in batteries is required.
  • the present disclosure is to provide an X-ray inspection device and an X-ray inspection capable of quickly and accurately detecting defects in a battery.
  • An X-ray inspection apparatus includes an X-ray output unit for irradiating X-rays to a battery including a plurality of electrode layers and a separator disposed between the plurality of electrode layers, and X-rays transmitted through the battery.
  • An X-ray detector that obtains a plurality of gray values based on the intensity of the line
  • a signal processor that obtains an X-ray image including a plurality of gray values, and gray values included in the selected area of the X-ray image and corresponding to the selected area.
  • An inspection unit may be included to determine whether the battery is defective based on a comparison result of the reference value.
  • An X-ray inspection method includes irradiating a battery with X-rays, obtaining a plurality of gray values based on X-rays transmitted from the battery, and an X-ray image including a plurality of gray values.
  • the method may include obtaining , and determining whether the battery is defective by comparing each of the gray values included in the selected area of the X-ray image with a reference value corresponding to the selected area.
  • An X-ray inspection method includes irradiating a battery with X-rays, obtaining a plurality of gray values based on X-rays transmitted from the battery, and an X-ray image including a plurality of gray values.
  • the method may include obtaining , and determining whether the battery is defective by comparing an average value of gray values included in the selected area of the X-ray image with a reference value corresponding to the selected area.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2B is a plan view of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an X-ray detector according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 4A to 4C are views for explaining a sensing operation of a line scanner according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5A to 5C are views for explaining an X-ray detector according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an X-ray image according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a reference value according to an embodiment of the present disclosure.
  • 8A to 8C are views for explaining a method of calculating a reference value according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of calculating a reference value according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining defects of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining defects of a battery according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an X-ray inspection method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an X-ray inspection method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • an X-ray inspection apparatus 100 may include an X-ray output unit 110, an X-ray detection unit 120, a signal processing unit 130, and an inspection unit 140.
  • the X-ray output unit 110 may generate X-rays.
  • X-rays may be electromagnetic waves having a property of penetrating an object.
  • X-rays may be electromagnetic waves having a wavelength of 0.01 to 10 nanometers.
  • the X-ray output unit 110 may irradiate the battery 200 with X-rays.
  • the battery 200 may be a secondary battery that can be reused through charging even after being discharged.
  • battery 200 may be a lithium ion battery.
  • the battery 200 may include a plurality of electrode layers and a separator disposed between the plurality of electrode layers.
  • the plurality of electrode layers may include at least one cathode layer and at least one anode layer.
  • the X-ray output unit 110 may radiate X-rays in a specific direction.
  • the specific direction may be a direction in which a plurality of electrode layers are stacked.
  • the specific direction may be a direction perpendicular to the plurality of electrode layers.
  • the specific direction may be a direction passing through all of the plurality of electrode layers.
  • the X-ray output unit 110 may be located above or below the battery 200 .
  • the X-ray output unit 110 may include an X-ray tube, a voltage generator, and a current source.
  • X-ray tubes may include cathodes, anodes, and vacuum tubes.
  • the cathode and anode may be disposed within the vacuum tube.
  • each of the cathode and anode is tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), rhenium (Re), copper (Cu), cobalt (Co), iron (Fe), tantalum (Ta), zirconium (Zr), may be implemented with a metal such as nickel (Ni) or alloys thereof.
  • the X-ray tube may be of a closed type having a structure in which the inside of the vacuum tube is sealed in a vacuum state or an open type having a structure in which the inside of the vacuum tube is maintained in a vacuum state when a separate vacuum pump operates.
  • the X-ray output unit may further include a vacuum pump.
  • a vacuum pump can create a vacuum inside the vacuum tube.
  • the current source may generate hot electrons at the cathode by applying a current for heating the filament of the cathode.
  • the voltage generator can accelerate the thermal electrons by applying a high voltage between the cathode and anode.
  • the high voltage may be a voltage in kV.
  • the accelerated thermal electrons may collide with the anode to generate X-rays.
  • the generated X-rays may be irradiated onto the subject.
  • the X-ray detector 120 may detect X-rays transmitted through the battery 200 . To this end, the X-ray detector 120 may be located in a traveling direction of the X-rays passing through the battery 200 . The X-ray detector 120 may obtain a gray value based on the intensity of X-rays transmitted through the battery 200 . For example, the X-ray detector 120 may receive X-rays transmitted through the battery 200 . The X-ray detector 120 may obtain a gray value based on the intensity of the received X-ray.
  • the X-ray detector 120 may include a plurality of pixels. Each of the plurality of pixels may receive X-rays transmitted through a corresponding unit area among unit areas of the battery 200 . When X-rays are received, each pixel may obtain a sensing signal by converting the X-rays.
  • the X-ray detector 120 may obtain a gray value using a time delay integration (TDI) method.
  • the X-ray detector 120 may include a plurality of line scanners.
  • the line scanner may include a plurality of pixels arranged along a row or column direction.
  • sensing signals obtained by passing X-rays several times in a single direction through the unit area of the battery 200 may be accumulated.
  • the accumulated sensing signals may be treated as one sensing signal for a unit area. That is, a clearer image can be obtained by overlapping the acquired sensing signals as much as the number of line scanners to form a single image.
  • the X-ray detector 120 may obtain a gray value using a flat panel detection (FPD) method.
  • the X-ray detector 120 may include a plurality of pixels arranged along the row and column directions.
  • the signal processing unit 130 may obtain an X-ray image.
  • An X-ray image may include a plurality of gray values. Each of the plurality of gray values may be arranged along row and column directions in the X-ray image.
  • the signal processor 130 may receive gray values from the X-ray detector 120 and obtain an X-ray image including the received gray values. For example, when the line unit (or area unit) gray values are received from the X-ray detector 120, the signal processing unit 130 prevents the currently received gray values from overlapping with the line (or area) in which the already received gray values are arranged. Gray values can be arranged in different lines (or areas).
  • the signal processing unit 130 may generate an X-ray image including gray values arranged in each line (or area).
  • a line may represent one row or one column.
  • An area may include a plurality of lines.
  • the signal processing unit 130 may acquire a plurality of X-ray images, and may obtain a final X-ray image by merging the obtained X-ray images.
  • a final X-ray image obtained by merging a plurality of X-ray images may have clearer contrast of gray values.
  • the plurality of X-ray images acquired by the signal processing unit 130 may be obtained from different output X-rays irradiated from the X-ray output unit 110 .
  • the output of the irradiated X-rays may be adjusted by adjusting the voltage and/or current of the X-ray output unit 110 . Since X-rays of different outputs may have different transmittances, when the battery 200 is irradiated with X-rays of different outputs, images of different depths of the battery 200 may be obtained.
  • the signal processing unit 130 may perform pre-processing on the X-ray image. For example, the signal processing unit 130 may convert an X-ray image into a binary image. Specifically, the signal processing unit 130 may compare each of the gray values included in the X-ray image with a reference value, and convert each of the gray values into pixel values having one of a first value and a second value. The gray value may be compared with other reference values according to the region including the gray value. If the gray value is greater than the corresponding reference value, the corresponding gray value may be converted into a first value, and if the gray value is smaller than or equal to the corresponding reference value, the corresponding gray value may be converted into a second value. The signal processor 130 may obtain a binary image including pixel values. Accordingly, the detection ability to detect defects such as foreign matter can be improved.
  • the inspection unit 140 may detect defects in the battery 200 .
  • the defect may include at least one of a foreign material defect, an electrode folding defect, an electrode tear defect, and a defect in the number of electrode layers.
  • Defective foreign matter means that foreign matter, such as electrode fragments and metal parts, enters or remains in the battery 200 .
  • the electrode folding defect refers to the presence of at least one electrode layer having a folded state inside the battery 200 .
  • the defective number of electrode layers refers to the fact that the number of electrode layers included in the battery 200 that has been manufactured does not match the design number.
  • Defective electrode tear means that part of the electrode is torn or removed. The portion where the electrode tearing defect has occurred can be regarded as the number of electrode layers locally being less than the design number. The torn electrode part may flow into a foreign object of another battery 200 .
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on a comparison result between gray values included in the selected area of the X-ray image and a reference value corresponding to the selected area.
  • the inspection unit 140 may determine a region of interest of the X-ray image.
  • the region of interest may be a region corresponding to the battery 200 in the X-ray image.
  • the inspection unit 140 may determine the region of interest based on a preset pattern included in the X-ray image. For example, a region of interest may be set based on a pattern corresponding to an external contour of the battery 200 .
  • the inspection unit 140 may determine a region of interest based on a gray value change in a preset direction in an X-ray image. For example, on a two-dimensional X-ray image, a straight line can be drawn in the directions of upper to lower, lower to upper, left to right, and right to left, respectively. can be set
  • the inspection unit 140 may set a selection area within the ROI.
  • a reference value corresponding to each region of the battery 200 may be set. In another embodiment, a reference value corresponding to the entire area of the battery 200 may be set.
  • the reference value may be a predetermined value. In one embodiment, the reference value may be a value determined using gray values of the X-ray image. That is, an independent reference value may be applied to each X-ray image.
  • the inspection unit 140 may sequentially select regions from the X-ray image. For example, when the selected area is the first area, the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the selected area with a first reference value corresponding to the first area. When the selected area is the second area, the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the selected area with a second reference value corresponding to the second area. When the selected area is the third area, the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the selected area with a third reference value corresponding to the third area.
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than a corresponding reference value among gray values included in the selection area.
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective.
  • the reference size may be preset to 2x2, 2x1, 1x2, or the like.
  • the inspection unit 140 may determine the object as noise. In this case, the inspection unit 140 may not determine that the battery 200 is defective.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective.
  • the reference shape may include at least one selected from a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, a ring shape, and an atypical shape.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when an average value of gray values included in the selected area is greater than a reference value corresponding to the selected area. In an embodiment, the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when an average value of gray values included in the selected area is greater than an error upper limit of a reference value corresponding to the selected area. This indicates a defect in the number of electrodes as a result of stacking more electrode layers than the design number.
  • the upper error limit value may be a preset value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when an average value of gray values included in the selected area is smaller than a reference value corresponding to the selected area. In an embodiment, the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when an average value of gray values included in the selected area is smaller than a lower error limit of a reference value corresponding to the selected area. This indicates a defect in the number of electrodes as the number of electrode layers smaller than the design number is stacked.
  • the lower error limit may be a preset value.
  • the reference value may be a value determined using gray values of the X-ray image. That is, an independent reference value can be applied to each X-ray image.
  • the inspection unit 140 may determine an average value of gray values included in a preset area of the X-ray image as a reference value.
  • the preset area may be a selection area. In another embodiment, the preset area may be the entire area corresponding to the battery 200 .
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than a corresponding reference value among gray values included in the selection area.
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object. In this way, a defect in the battery 200 may be detected using a reference value optimized for each battery.
  • the X-ray examination apparatus 100 may further include at least one of the transfer unit 150 and the control unit 160.
  • the reference value may be a preset value.
  • the reference value may be a gray value corresponding to a normal battery.
  • a gray value corresponding to a normal battery may be a value obtained by pre-measuring a normal battery.
  • the gray value corresponding to a normal battery may be a value obtained by measuring gray values corresponding to some components included in a normal battery and summing the measured gray values.
  • some elements included in a normal battery may include at least one positive electrode layer, at least one negative electrode layer, at least one separator, and at least one packaging material layer. For example, by adding gray values corresponding to two or more selected from the group consisting of at least one positive electrode layer, at least one negative electrode layer, at least one separator, and at least one exterior material layer included in a normal battery, A corresponding gray value can be obtained.
  • the transfer unit 150 may move the battery 200 in a specific direction.
  • the specific direction may be a horizontal direction.
  • the specific direction may be a direction perpendicular to the direction in which X-rays are irradiated.
  • the transfer unit 150 may include a conveyor and a transfer motor. The transfer motor may transmit rotational force to the conveyor. When rotational force is transmitted to the conveyor, the battery 200 located at a specific point on the conveyor may be moved to another point.
  • the controller 160 may control overall operations of the X-ray examination apparatus 100 .
  • the control unit 160 may control the operation of at least one of the X-ray output unit 110, the X-ray detection unit 120, the signal processing unit 130, the inspection unit 140, and the transfer unit 150.
  • the controller 160 may perform a data communication operation or a data arithmetic processing operation.
  • the controller 160 may include a single processor or a plurality of processors.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may include an X-ray output unit 110, an X-ray detection unit 120, a signal processing unit 130, an inspection unit 140, and a control unit 160.
  • the X-ray inspection device 100 may be one inspection device, but this is only an example and may be implemented as a combination of a plurality of electronic devices.
  • the first electronic device may include an X-ray output unit 110, an X-ray detection unit 120, and a control unit 160
  • the second electronic device may include a signal processing unit 130 and an inspection unit 140.
  • the first electronic device and the second electronic device may transmit and receive data according to various communication standards.
  • the first electronic device may be in the form of an X-ray inspection facility
  • the second electronic device may be implemented in various forms such as a computer, laptop computer, tablet computer, smart phone, or mobile device.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may be implemented as a combination of various electronic devices.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • a battery 200 may include a plurality of electrode layers 220 and 230 and a separator 215 .
  • the plurality of electrode layers 220 and 230 may include at least one cathode layer 220 and at least one anode layer 230 .
  • the battery 200 may further include an exterior material layer 210 .
  • the exterior material layer 210 can seal the inside of the battery 200 and protect the inside of the battery 200 from the external environment.
  • the type of battery 200 may be one of various types such as a pouch type, a prismatic type, and a can type.
  • the pouch type represents a form in which the stacked electrode layers 220 and 230 and the separator 215 in the battery 200 are wrapped with a pouch made of a material such as a film.
  • the exterior material layer 210 may include a pouch.
  • the prismatic type represents a form in which the battery 200 is packaged like a rectangular parallelepiped or regular hexahedron.
  • the exterior material layer 210 may be implemented in the form of a rectangular parallelepiped or regular hexahedron made of a metal material such as aluminum.
  • the can type represents a form in which the battery 200 is packaged like a cylinder.
  • the exterior material layer 210 may be implemented as a cylinder made of a metal material such as aluminum.
  • the battery 200 may have a layer structure in which a plurality of electrode layers 220 and 230 and a separator 215 are stacked.
  • the cathode layer 220 and the anode layer 230 may be alternately stacked along the Z-axis direction, and in this case, the separator 215 may be positioned between the cathode layer 220 and the anode layer 230.
  • An exterior material layer 210 is positioned on the outermost side of the cathode layer 220 , and the inside of the battery 200 may be sealed through the exterior material layer 210 .
  • the anode layer 220 may include an anode current collector and an anode active material.
  • the negative electrode active material may be a material capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • the negative electrode active material may be any one of carbon-based materials such as crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, and carbon fiber, lithium alloy, silicon (Si), and tin (Sn).
  • the negative electrode active material may be natural graphite or artificial graphite, but is not limited to a specific example.
  • the anode current collector may include, for example, any one of stainless steel, nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu), and alloys thereof, and a film ( It may be provided in various forms such as film, sheet, and foil.
  • the cathode layer 230 may include a cathode current collector and a cathode active material.
  • the cathode active material may include a material into which lithium (Li) ions can be intercalated and deintercalated.
  • the cathode active material may be lithium metal oxide.
  • the cathode active material may include lithium manganese oxide, lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel manganese oxide, lithium nickel cobalt manganese oxide, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium iron phosphate compound, lithium manganese phosphate. It may be one of a compound, a lithium cobalt phosphate compound, and a lithium vanadium phosphate compound, but is not necessarily limited to a specific example.
  • the cathode current collector may include, for example, any one of stainless steel, nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu), and alloys thereof, and a film ( It may be provided in various forms such as film, sheet, and foil.
  • each of the cathode layer 220 and the anode layer 230 may further include a binder and a conductive material.
  • the binder may improve mechanical stability by mediating a bond between the current collector and the active material layer.
  • a conductive material can improve electrical conductivity.
  • the conductive material may include a metal-based material.
  • the separator 215 may prevent electrical contact between the cathode layer 220 and the anode layer 230 .
  • the separator 215 may have holes formed therein to allow ions such as lithium ions to pass therethrough.
  • the separator 215 may include a porous polymer film or a porous nonwoven fabric.
  • the porous polymer film is an ethylene polymer, a propylene polymer, an ethylene/butene copolymer, an ethylene/hexene copolymer, and an ethylene/methacrylate ) may be composed of a single layer or multiple layers including polyolefin polymers such as copolymers.
  • the porous nonwoven fabric may include at least one of high melting point glass fibers, polyethylene terephthalate fibers, and ceramic coated separators (CCS) including ceramics.
  • battery 200 may further include an electrolyte.
  • the electrolyte may represent a material that functions as a medium to help ions such as lithium ions move.
  • the number of each of the cathode layer 220, the anode layer 230, and the separator 215 may be variously modified and implemented.
  • the X-ray output unit 110 may irradiate X-rays in a direction in which the plurality of electrode layers 220 and 230 are stacked.
  • the direction in which the plurality of electrode layers 220 and 230 are stacked may be in the Z-axis direction.
  • the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 may be positioned to face each other, and the battery 200 may be located between the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120.
  • the battery 200 may include a plurality of electrode layers 220 and 230 stacked in the Z-axis direction.
  • the X-ray output unit 110 may irradiate X-rays in the Z-axis direction within an error range.
  • the X-ray output unit 110 may be located at the top of the battery 200 and the X-ray detection unit 120 may be located at the bottom of the battery 200 .
  • the X-ray output unit 110 may be located at the bottom of the battery 200 and the X-ray detection unit 120 may be located at the top of the battery 200 .
  • Each of the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 may contact or not contact the battery 200 .
  • the X-ray detector 120 may receive X-rays transmitted through the battery 200 .
  • the X-ray detector 120 may obtain a gray value based on the intensity of X-rays transmitted through the battery 200 .
  • 2B is a plan view of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • the battery 200 may include a plurality of regions 210H to 230H.
  • the plurality of areas 210H to 230H may be areas on an XY plane perpendicular to the Z axis.
  • the plurality of regions 210H to 230H may include a first battery region 210H, a second battery region 220H, and a third battery region 230H.
  • the first battery region 210H may be a region excluding the second battery region 220H and the third battery region 230H among regions where the separator 215 is stacked.
  • the first battery region 210H may be a region between the boundary of the separator 215 and the boundary of the negative electrode layer 220 on the XY plane.
  • the second battery region 220H may be a region excluding the third battery region 230H among regions in which the negative electrode layer 220 and the separator 215 are stacked together.
  • the second battery region 220H may be a region between the boundary of the negative electrode layer 220 and the boundary of the positive electrode layer 230 on the XY plane.
  • the third battery region 230H may be a region in which the anode layer 230 , the cathode layer 220 and the separator 215 are stacked together.
  • the third battery area 230H may be an area inside the boundary of the cathode layer 230 on the XY plane.
  • the size of the cathode layer 220 may be larger than the size of the anode layer 230 .
  • the size of the separator 215 may be larger than the size of the cathode layer 220 .
  • the size may indicate a length in an X-axis direction and a length in a Y-axis direction.
  • the size may be an area on the XY plane.
  • the X-ray detector 120 may use a TDI method.
  • the battery 200 may be moved in the X-axis direction while the positions of the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 are fixed.
  • the X-ray output unit 110 radiates X-rays to the battery 200, and the X-ray detector 120 detects the X-rays transmitted through the battery 200.
  • the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 may be moved in the X-axis direction.
  • the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 are moving, the X-ray output unit 110 radiates X-rays to the battery 200, and the X-ray detection unit 120 is the battery ( 200) can be detected. Details will be described with reference to FIGS. 3, 4a to 4c and 5a to 5c.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an X-ray detector according to an embodiment of the present disclosure.
  • the X-ray detector 120 may include a plurality of line scanners 120-1 to 120-3.
  • Each of the plurality of line scanners 120-1 to 120-3 may include a plurality of pixels.
  • each of the line scanners 120-1 to 120-3 may include a plurality of pixels arranged in a line shape along the Y-axis direction.
  • each of the line scanners 120-1 to 120-3 may include pixels arranged 1 x n. where n is a natural number.
  • the pixel 121 may obtain a sensing signal for the transmitted X-rays by detecting the transmitted X-rays transmitted through the unit area of the battery 200 .
  • the sensing signal may be charge, current or voltage.
  • the level of the sensing signal may represent the intensity of transmitted X-rays.
  • the pixel 121 may correspond to a unit area of the battery 200 .
  • the level of the sensing signal may be inversely proportional to the intensity of the X-rays. For example, as the intensity of the X-ray is lower, a higher level of the sensing signal may be obtained. In another embodiment, the level of the sensing signal may be proportional to the intensity of the X-rays.
  • the pixel 121 may include a photo-conductor that directly converts X-rays into electrical signals. In another embodiment, the pixel 121 may include a scintillator that converts X-rays into visible light and a photodiode that converts visible light into electrical signals.
  • the X-ray detector 120 may include a pixel calculator.
  • the pixel operation unit may receive a sensing signal and obtain a gray value corresponding to a level of the sensing signal.
  • the pixel operation unit may include an analog-to-digital converter that converts an analog signal into a digital signal.
  • the plurality of line scanners 120-1 to 120-3 may be arranged along the X-axis direction.
  • the plurality of line scanners 120-1 to 120-3 may include a first line scanner 120-1, a second line scanner 120-2, and a third line scanner 130-3.
  • the pixel of the first line scanner 120-1 transfers the obtained sensing signal to the corresponding pixel of the second line scanner 120-2
  • the second line scanner The pixel of (120-1) transfers the acquired sensing signal to the corresponding pixel of the third line scanner 120-3
  • the pixel of the third line scanner 120-3 transfers the final sensing signal to the pixel calculator. can Details will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
  • 4A to 4C are views for explaining a sensing operation of a line scanner according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4A to 4C briefly show a portion of the battery 200 and a plurality of line scanners 120-1 to 120-3 on the XZ plane, and it is assumed that they are located at the same position on the Y axis.
  • a plurality of line scanners 120-1 to 120-3 may be arranged along the x-axis direction.
  • the unit areas A to C of the battery 200 may be moved in the x-axis direction by the transfer unit 150 .
  • the first unit area A of the battery 200 may be positioned above the pixel of the first line scanner 120-1.
  • the pixels of the first line scanner 120-1 receive the transmitted X-rays transmitted through the first unit area A of the battery 200, and generate a first sensing signal a1 for the transmitted X-rays. can be obtained Also, the pixel of the first line scanner 120-1 transfers the first sensing signal a1 to the pixel of the second line scanner 120-2 and resets it.
  • the battery 200 moves in the x-axis direction so that the first unit area A of the battery 200 is the second line scanner 120-2. It can be located on top of a pixel.
  • the pixels of the second line scanner 120-2 transmit the first sensing signal a1 received from the first line scanner 120-1 and the first unit area A of the battery 200.
  • a second sensing signal (a1+a2) obtained by combining the sensing signal (a2) for transmitted X-rays may be obtained.
  • the pixels of the second line scanner 120-2 transfer the second sensing signal (a1+a2) to the pixels of the third line scanner 120-3 and reset.
  • the battery 200 moves in the x-axis direction so that the first unit area A of the battery 200 is formed by the third line scanner 120-3. It can be located on top of a pixel.
  • the pixels of the third line scanner 120-3 use the second sensing signal a1+a2 received from the second line scanner 120-2 and the first unit area A of the battery 200.
  • a third sensing signal (a1+a2+a3) obtained by combining the sensing signal (a3) for transmitted X-rays may be obtained as a final sensing signal.
  • the final sensing signal is the sensing signals a1, a2, and a3 obtained by the first line scanner 120-1, the second line scanner 120-2, and the third line scanner 130-3, respectively. may be accumulated (or superimposed) signals. Also, the pixel of the third line scanner 120-3 may transfer the final sensing signal to the pixel calculator and reset it.
  • the pixel calculator may process a value corresponding to a level of a final sensing signal from which sensing signals for the first unit area A are accumulated as a gray value corresponding to the first unit area A among a plurality of gray values.
  • the pixel calculator may receive a final sensing signal for the first unit area A from the pixels of the third line scanner 120-3.
  • the pixel calculator may process a value obtained by converting the final sensing signal into a digital signal as a gray value corresponding to the first unit area A.
  • the X-ray detector 120 may obtain a gray value corresponding to each of the unit regions A, B, and C.
  • the signal processor 130 may receive gray values corresponding to the unit areas A, B, and C from the X-ray detector 120 and obtain an X-ray image including the received gray values.
  • the X-ray image according to the present disclosure has an effect of merging multiple images, and thus, a contrast difference between regions is maximized, thereby improving detection capability of detecting a foreign material.
  • the X-ray inspection apparatus 100 radiates X-rays in one direction, is faster than the method of irradiating X-rays in multiple directions while rotating, and uses the TDI method. An X-ray image with a maximized contrast difference may be obtained. Accordingly, the X-ray inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure may accurately detect the foreign material and detect a low-density metal foreign material.
  • the number of the above-described line scanners 120-1 to 120-3 may be variously modified.
  • the above-described line scanners 120-1 to 120-3 have been described as including pixels arranged in 1 x n, but are not limited thereto and may be variously modified such as including pixels arranged in m x n.
  • m and n are natural numbers.
  • the transfer unit 150 may move the batteries 200 by a distance corresponding to m per unit time in the x-axis direction.
  • 5A, 5B, and 5C are views for explaining an X-ray detector according to another embodiment of the present disclosure.
  • the X-ray detector 120 may include a flat panel detector.
  • a planar detector may include a pixel array including a plurality of pixels.
  • a pixel array may include pixels arranged m x n.
  • Each of the pixels may detect the transmitted X-rays transmitted through the unit area of the battery 200 and obtain a sensing signal for the transmitted X-rays.
  • the sensing signal may be charge, current or voltage.
  • the level of the sensing signal may represent the intensity of transmitted X-rays.
  • Pixels may correspond to unit areas of the battery 200 .
  • the level of the sensing signal may be inversely proportional to the intensity of the X-rays. For example, as the intensity of the X-ray is lower, a higher level of the sensing signal may be obtained. In another embodiment, the level of the sensing signal may be proportional to the intensity of the X-rays.
  • the pixels may include a photo-conductor that directly converts X-rays into electrical signals.
  • the pixels may include a scintillator that converts X-rays into visible light and a photodiode that converts visible light into electrical signals.
  • the X-ray detector 120 may include a pixel calculator.
  • the pixel operation unit may receive a sensing signal and obtain a gray value corresponding to a level of the sensing signal.
  • the pixel operation unit may include an analog-to-digital converter that converts an analog signal into a digital signal.
  • the first length L1 of the flat detector may be shorter than the length L cell of the battery 200 in the tab protruding direction.
  • an image of the entire battery 200 can be acquired only when images of the battery 200 are acquired multiple times while the battery 200 is moved in one direction using the transfer unit. That is, an X-ray image of the battery 200 may be acquired by merging a plurality of images acquired while moving the battery 200 .
  • the first length L1 of the flat detector may be longer than the length L cell of the battery 200 in the tab protruding direction. Also, the first length L1 of the flat detector may be longer than the second length L2 of the flat detector.
  • the first length L1 and the second length L2 of the flat detector may be optimized according to the shape of the battery 200, and thus the X-ray imaging area may be By increasing, an image of the entire battery 200 can be acquired without moving the battery 200 . That is, the number of measurements and the measurement time required to obtain an X-ray image of the entire battery 200 may be reduced.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an X-ray image according to an embodiment of the present disclosure.
  • an X-ray image 500 may include a plurality of gray values.
  • the X-ray image 500 may be generated by the signal processing unit 130 .
  • the gray values 51 may be arranged along the row and column directions.
  • a column direction may be an x-axis direction, and a row direction may be a y-axis direction.
  • the number of gray values 51 included in one column line 50 may be equal to the number of pixels included in one line scanner.
  • gray values included in the X-ray image 500 may correspond to pixels included in the flat detector.
  • the X-ray image 500 may include a plurality of regions 510 to 530 .
  • the plurality of areas 510 to 530 may include a first area 510 , a second area 520 and a third area 530 .
  • Each area 510 to 530 may include a plurality of gray values. That is, each area 510 to 530 may be a set of gray values at different locations.
  • the first region 510 may represent the remaining first battery region 210H excluding the third battery region 230H and the second battery region 220H among regions in which the separator 215 is stacked in the battery 200 . . That is, the first area 510 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery area 210H.
  • the second region 520 may represent the second battery region 220H excluding the third battery region 230H among regions in which the negative electrode layer 220 and the separator 215 are stacked together in the battery 200 . That is, the second area 520 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the second battery area 220H.
  • the third region 530 may represent a third battery region 230H in which the positive electrode layer 230 , the negative electrode layer 220 and the separator 215 are stacked together in the battery 200 . That is, the third area 530 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the third battery area 230H.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a reference value according to an embodiment of the present disclosure.
  • the inspection unit 140 may compare gray values included in a selection area in the X-ray image 600 with reference values corresponding to the selection area.
  • the X-ray image 600 may include a plurality of regions 610 to 630 .
  • the plurality of regions 610 to 630 may include a first region 610 to a third region 630 .
  • the first area 610 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery area 210H.
  • the second area 620 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the second battery area 220H.
  • the third area 630 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the third battery area 230H.
  • the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the first area 610 with a first reference value Ref1 corresponding to the first area 610 .
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than the corresponding first reference value Ref1 from among the gray values included in the first region 610 .
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object.
  • the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the second area 620 with the second reference value Ref2 corresponding to the second area 620 .
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than the corresponding second reference value Ref2 from among the gray values included in the second area 620 .
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object.
  • the inspection unit 140 may compare each of the gray values included in the third area 630 with a third reference value Ref3 corresponding to the third area 630 .
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than the corresponding third reference value Ref3 among gray values included in the third area 630 .
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object.
  • the inspection unit 140 may select gray values greater than a corresponding reference value among gray values included in the selection area.
  • the inspection unit 140 may extract gray values adjacent to each other among the selected gray values as one object.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the size and shape of the object.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective.
  • the reference size may be preset to 2x2, 2x1, 1x2, or the like.
  • the inspection unit 140 may determine the object as noise. In this case, the inspection unit 140 may not determine that the battery 200 is defective.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective.
  • the shape may be a connection of gray values greater than corresponding reference values.
  • the reference shape may include at least one selected from a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, a ring shape, and an atypical shape.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may further include a memory.
  • Memory is a component that stores data.
  • the memory may be implemented as a non-volatile memory, but is not limited thereto and may be modified and implemented as a volatile memory.
  • the memory may store a plurality of reference values Ref1 to Ref3.
  • the plurality of reference values Ref1 to Ref3 may respectively correspond to the plurality of areas 610 to 630 .
  • the memory may store table information 650 indicating a correspondence between reference values and regions.
  • the inspection unit 140 may determine one area among the plurality of areas 610 to 630 as a selection area.
  • the inspection unit 140 may compare a reference value corresponding to a selected area among a plurality of reference values Ref1 to Ref3 stored in the memory with a gray value included in the selected area.
  • each of the plurality of reference values Ref1 to Ref3 may be a predetermined value based on at least one of the type, number, and density of materials included in each region 610 to 630 .
  • the first reference value Ref1 may be a predetermined value based on the number of separators 215 .
  • the second reference value Ref2 may be a predetermined value based on the number of separators 215 and the number of cathode layers 220 .
  • the third reference value Ref3 may be a predetermined value based on the number of separators 215 and the number of cathode layers 220 and anode layers 230 .
  • 8A to 8C are views for explaining a method of calculating a reference value according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first reference value Ref1 may be the same value as the first gray value Gm1.
  • the first gray value Gm1 may be obtained by detecting X-rays passing through the separator 215 .
  • the X-ray output unit 110 may irradiate X-rays toward the separation membrane 215 .
  • the number of separators 215 may be the same as those included in the battery 200 .
  • the X-ray detector 120 may obtain gray values by detecting X-rays passing through the separation membrane 215 .
  • the signal processing unit 130 may obtain a first X-ray image 700-1 including gray values.
  • the signal processing unit 130 may obtain an average value of gray values included in the region 710 corresponding to the separator 215 in the first X-ray image 700-1 as the first gray value Gm1.
  • the separation membrane 215 was taken as an example, but the first gray value Gm1 may be obtained by detecting X-rays transmitted through the separation membrane 215 and the exterior material layer 210 .
  • the second reference value Ref2 may be the sum of the first gray value Gm1 and the second gray value Gm2.
  • the second gray value Gm2 may be obtained by detecting X-rays transmitted through the cathode layer 220 .
  • the X-ray output unit 110 may irradiate X-rays toward at least one cathode layer 220 .
  • the number of negative electrode layers 220 may be the same as those included in the battery 200 .
  • the X-ray detector 120 may acquire gray values by detecting X-rays transmitted through the cathode layer 220 .
  • the signal processor 130 may acquire the second X-ray image 700-2 including gray values.
  • the signal processor 130 may obtain an average value of gray values included in the region 720 corresponding to the cathode layer 220 in the second X-ray image 700-2 as the second gray value Gm2. .
  • the third reference value Ref3 may be the sum of the first gray value Gm1, the second gray value Gm2, and the third gray value Gm3. .
  • the third gray value Gm3 may be obtained by detecting X-rays transmitted through the anode layer 230 .
  • the X-ray output unit 110 may irradiate X-rays toward at least one anode layer 230 .
  • the number of cathode layers 230 may be the same as those included in the battery 200 .
  • the X-ray detector 120 may obtain gray values by detecting X-rays transmitted through the anode layer 230 .
  • the signal processing unit 130 may obtain a third X-ray image 700-3 including gray values.
  • the signal processor 130 may obtain an average value of gray values included in the region 730 corresponding to the anode layer 230 in the third X-ray image 700-3 as the third gray value Gm3. .
  • the first reference value Ref1 may be smaller than the second reference value Ref2.
  • the second reference value Ref2 may be smaller than the third reference value Ref3. That is, since a different reference value is applied depending on the region even if the gray value is the same, it may or may not be detected as a foreign object.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of calculating a reference value according to another embodiment of the present disclosure.
  • the first reference value Ref1, the second reference value Ref2, and the third reference value Ref3 are gray values obtained by irradiating the normal battery 200' with X-rays.
  • the normal battery 200 ′ may be, for example, a battery including a predetermined number of positive electrode layers 230 , negative electrode layers 220 , separators 215 , and exterior material layers 210 .
  • the preset number may mean the number of the anode layer 230 , the cathode layer 220 , the separator 215 , and the exterior material layer 210 that are determined to be normal.
  • the X-ray image 600' may include a plurality of regions 610' to 630'.
  • the plurality of areas 610' to 630' may include a first area 610' to a third area 630'.
  • the first area 610' may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery area 210H of the normal battery 200'.
  • the first reference value Ref1 may be set based on gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery region 210H of the normal battery 200'. For example, an average value Gm1' of gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery region 210H of the normal battery 200' may be set as the first reference value Ref1. .
  • the second area 620' may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the second battery area 220H of the normal battery 200'.
  • the second reference value Ref2 may be set based on gray values obtained by detecting X-rays passing through the second battery region 220H of the normal battery 200'. For example, an average value Gm2' of gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the second battery region 220H of the normal battery 200' may be set as the second reference value Ref2. .
  • the third area 630' may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the third battery area 230H of the normal battery 200'.
  • the third reference value Ref3 may be set based on gray values obtained by detecting X-rays passing through the third battery region 230H of the normal battery 200 .
  • an average value (Gm3') of gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the third battery region 230H of the normal battery 200' may be set as the third reference value Ref3. .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may further include a memory.
  • Memory is a component that stores data.
  • the memory may be implemented as a non-volatile memory, but is not limited thereto and may be modified and implemented as a volatile memory.
  • the memory may store a plurality of reference values Ref1 to Ref3.
  • the plurality of reference values Ref1 to Ref3 may respectively correspond to the plurality of regions 610' to 630'.
  • the memory may store table information 650' indicating a correspondence between reference values and areas.
  • the inspection unit compares the gray value obtained by irradiating X-rays on the battery 200 to be tested with the first reference value Ref1, the second reference value Ref2, and the third reference value Ref3 set as described above.
  • Step 140 may determine whether the battery 200 to be inspected is defective. For example, the number of stacked defects of the anode layer 230, the cathode layer 220, the separator 215, and/or the exterior material layer 210 may be determined.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining defects of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first battery 810 represents a case in which a foreign material defect occurs
  • the second battery 840 represents a case in which an electrode folding defect occurs.
  • a foreign material 811 may be present in the first battery 810 .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may irradiate the first battery 810 with X-rays.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a first X-ray image 820 by detecting X-rays transmitted through the first battery 810 .
  • the first X-ray image 820 may include a plurality of gray values.
  • the gray value may represent the intensity of X-rays transmitted through the first battery 810 .
  • the intensity of X-rays transmitted through the region where the foreign material 811 exists may be lower than the intensity of X-rays transmitted through the surrounding region.
  • gray values included in the region 821 of the first X-ray image 820 corresponding to the foreign material 811 may have larger values than gray values included in the surrounding region.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a first binarized image 830 by comparing a gray value of the first X-ray image 820 with a corresponding reference value.
  • the first binarized image 830 may include a plurality of pixel values. Each of the plurality of pixel values may have one of a first value and a second value. Each pixel value may be obtained by converting each gray value into one of a first value and a second value as a result of comparing each gray value with a corresponding reference value.
  • the corresponding gray value is converted into a pixel value of the first value
  • the gray value is less than or equal to the corresponding reference value
  • the corresponding gray value is converted into a pixel value of the second value.
  • the first value may be a value of 0, and the second value may be a value of 255. The lower the pixel value, the darker it may be.
  • the gray values of the region 821 corresponding to the foreign material 811 may be greater than the reference value.
  • the corresponding gray values may be converted into pixel values of the first value.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may identify adjacent pixel values among pixel values of a first value included in the first binarized image 830 as one object 831 .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may determine that a foreign object defect exists in the battery 200 when the size of the object 831 is greater than the reference size. In this case, the battery 200 may be classified as defective and removed. When the size of the object 831 is smaller than or equal to the reference size, the X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 200 is normal if no other defects exist. In this case, the battery 200 may be classified as normal.
  • the second battery 840 may have the electrode layer 831 in a folded state.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may irradiate the second battery 840 with X-rays.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a second X-ray image 850 by detecting X-rays transmitted through the second battery 840 .
  • the intensity of X-rays transmitted through the region where the folded electrode layer 831 exists may be lower than the intensity of X-rays transmitted through the surrounding region.
  • gray values included in the region 851 of the second X-ray image 850 corresponding to the folded electrode layer 831 may have larger values than gray values included in the surrounding region.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a second binary image 860 by comparing a gray value of the second X-ray image 850 with a corresponding reference value.
  • the second binarized image 860 may include a plurality of pixel values. Each of the plurality of pixel values may have one of a first value and a second value.
  • gray values of the region 851 corresponding to the folded electrode layer 831 may be greater than reference values.
  • the corresponding gray values may be converted into pixel values of the first value.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may identify adjacent pixel values among the pixel values of the first value included in the second binarized image 860 as one object 861 .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 200 is defective.
  • the reference shape may be one or more selected from a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, a ring shape, and an atypical shape.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 200 is defective when the shape of the object 861 is a reference shape and the size of the object 861 is greater than or equal to the reference size.
  • the X-ray examination apparatus 100 may further include at least one of a display, a speaker, and a communication unit.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may display information indicating that the battery 200 is defective on the display.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may output information indicating that the battery 200 is defective through a speaker.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may transmit information indicating that the battery 200 is defective to another electronic device through a communication unit.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining defects of a battery according to another embodiment of the present disclosure.
  • a first battery 870 shows a case where the number of stacked positive and negative layers is normal, and a second battery 880 shows a case where the number of stacked positive and negative layers is normal. It indicates a bad case.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may irradiate the first battery 870 with X-rays.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a first X-ray image 875 by detecting X-rays transmitted through the first battery 870 .
  • the first X-ray image 875 may include a plurality of gray values.
  • the gray value may represent the intensity of X-rays transmitted through the first battery 870 .
  • An average value of gray values included in the selection area in the first X-ray image 875 may be a value within a preset range from the reference value.
  • an average value of gray values included in the selection area in the first X-ray image 875 may be smaller than the upper error limit of the reference value and larger than the lower error limit of the reference value. Accordingly, in the first battery 870 , it may be determined that the number of stacked positive and negative layers is normal.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may irradiate the second battery 880 with X-rays.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain a second X-ray image 885 by detecting X-rays passing through the second battery 880 .
  • the second X-ray image 885 may include a plurality of gray values.
  • the gray value may represent the intensity of X-rays transmitted through the second battery 880 .
  • An average value of gray values included in the selection area in the second X-ray image 885 may be a value outside of a preset range from the reference value.
  • an average value of gray values included in the selection area in the second X-ray image 885 may be greater than the upper error limit of the reference value or smaller than the lower error limit of the reference value. Accordingly, in the second battery 880 , it may be determined that the number of stacked cathode layers and/or cathode layers is defective.
  • the number of stacked anode layers and/or cathode layers may be greater than the normal number.
  • the number of stacked anode layers and/or cathode layers may be smaller than the normal number.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of layers of other components included in the battery, such as separators and exterior layers, may also be considered.
  • the reference value may be determined as the sum of gray values of components included in the battery.
  • the reference value may be a gray value obtained by simultaneously measuring all components of a normal battery.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an X-ray inspection method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the X-ray inspection method of the X-ray inspection apparatus 100 includes irradiating the battery 200 with X-rays (910), X transmitted from the battery 200 Acquiring a plurality of gray values based on the line (920), obtaining an X-ray image including a plurality of gray values (930), and each of the gray values included in the selection area of the X-ray image is selected. It may include a step 940 of determining whether the battery 200 is defective by comparing it with a reference value corresponding to .
  • X-rays may be irradiated to the battery 200 (910).
  • the battery 200 may include a plurality of electrode layers 220 and 230 and a separator 215 disposed between the plurality of electrode layers 220 and 230 .
  • X-rays may be irradiated in a direction in which the plurality of electrode layers 220 and 230 are stacked.
  • the direction in which the plurality of electrode layers 220 and 230 are stacked may be in the Z-axis direction.
  • a plurality of gray values may be obtained based on the X-ray transmitted from the battery 200 (920).
  • a gray value may be obtained by detecting transmitted X-rays transmitted through a unit area of the battery 200 .
  • the gray value may represent the intensity of transmitted X-rays.
  • the gray value may be a value corresponding to a level of a sensing signal obtained through one pixel.
  • sensing signals respectively obtained by a plurality of pixels may correspond to gray values.
  • the gray value may be a value corresponding to a level of a final sensing signal obtained by accumulating sensing signals obtained through a plurality of pixels according to the TDI method.
  • an X-ray image including a plurality of gray values may be obtained (930).
  • the X-ray image may include a plurality of gray values arranged in row and column directions.
  • a plurality of gray values may be arranged p x q.
  • p and q are natural numbers.
  • the acquiring of the X-ray image 930 may include acquiring a plurality of X-ray images based on the irradiated X-rays a plurality of times and merging the plurality of X-ray images.
  • X-rays irradiated a plurality of times may have the same output or different outputs.
  • a defect of the battery 200 may be one of a defect in a foreign material, a defect in electrode folding, and a defect in the number of electrodes.
  • a second reference value corresponding to the second area representing the area stacked together may be stored.
  • the selection area may be one of the first area and the second area.
  • the first reference value may be greater than the second reference value.
  • the first region may be a region in which the anode layer 230 , the cathode layer 220 and the separator 215 are stacked together.
  • the second region is a region in which the cathode layer 220 and the separator 215 are stacked together, and may represent an area excluding a region in which the anode layer 230, the cathode layer 220, and the separator 215 are stacked together.
  • the first reference value and the second reference value may be stored in a memory.
  • the first reference value may be a predetermined value based on the number of anode layers 230 , cathode layers 220 , and separators 215 .
  • the second reference value may be a predetermined value based on the number of cathode layers 220 and the number of separators 215 .
  • the first reference value and the second reference value may be obtained by measuring gray values corresponding to the anode layer 230 , the cathode layer 220 , and the separator 215 and then combining them.
  • the first reference value and the second reference value may be obtained by measuring a gray value of a normal battery in which a predetermined number of the positive electrode layer 230, the negative electrode layer 220, and the separator 215 are stacked.
  • a gray value greater than a reference value corresponding to the selected area may be selected from among gray values included in the selected area. Adjacent pixel values among the selected gray values may be extracted as an object. It is possible to determine whether the battery 200 is defective based on the shape and size of the object.
  • the step of determining whether the battery 200 is defective converts a gray value greater than a reference value corresponding to the selected area among gray values included in the selected area into a pixel value of a first value
  • the method may include converting a gray value smaller than or equal to a corresponding reference value into a pixel value of a second value, and obtaining a binarized image including a pixel value of the first value and a pixel of the second value.
  • the step of determining whether the battery 200 is defective includes extracting adjacent pixel values as an object among pixel values of a first value included in the binarized image, and based on the shape and size of the object, the battery ( 200) may include a step of determining whether it is defective.
  • the battery 200 in the step of determining whether the battery 200 is defective, if the size of the object is greater than the reference size, the battery 200 may be determined to be defective.
  • the reference size is a preset value, and for example, the reference size may be set to 2x2, 1x2, or 2x1. Information on the reference size may be stored in a memory.
  • the battery 200 in the step of determining whether the battery 200 is defective, if the shape of the object is a reference shape, the battery 200 may be determined to be defective.
  • the reference shape may include at least one of a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, and a ring shape. Information on the reference shape may be stored in memory.
  • the step of determining whether the battery 200 is defective may compare an average value of pixel values included in the selected area with a reference value corresponding to the selected area to determine whether the battery 200 is defective. there is. In this case, if the average value is greater than the reference value corresponding to the selected area, the battery 200 may be determined to be defective.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an X-ray inspection method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the X-ray inspection method of the X-ray inspection apparatus 100 includes irradiating a battery 200 with X-rays (1010), X transmitted from the battery 200 Acquiring a plurality of gray values based on the line (1020), acquiring an X-ray image including a plurality of gray values (1030), and calculating an average value of gray values included in a selected area of the X-ray image A step 1040 of determining whether the battery 200 is defective by comparing the reference value corresponding to the selected area may be included.
  • a second reference value corresponding to the second area representing the area stacked together may be stored.
  • one of the first and second regions is determined as the selected region, and the average value corresponds to the selected region among the first reference value and the second reference value. If the value is greater than or less than the reference value, the battery 200 may be determined to be defective.

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Abstract

본 개시의 X선 검사 장치는 복수의 전극층들 및 복수의 전극층들 사이에 배치된 분리막을 포함하는 배터리에 X선을 조사하는 X선 출력부, X선 중 배터리를 투과한 X선의 강도에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부, 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 및 선택 영역에 대응되는 기준 값의 비교 결과에 기초하여, 배터리의 불량 여부를 판단하는 검사부를 포함한다.

Description

X선 검사 장치 및 X선 검사 방법
본 개시는 X선 검사 장치 및 X선 검사 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 X선을 이용해 배터리의 불량을 검출하는 X선 검사 장치 및 X선 검사 방법에 관한 것이다.
최근, 스마트폰, 태블릿 PC, 무선 이어폰 등의 모바일 장치의 수요가 증가하고 있으며, 뿐만 아니라 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 에너지원으로서 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
배터리는 전극들 및 분리막(separator)을 포함할 수 있다. 분리막은 전극들 사이에 배치될 수 있다. 전극들은 적어도 하나의 양극(cathode) 및 적어도 하나의 음극(anode)을 포함할 수 있다.
배터리의 제조 공정 중에, 배터리 내부에 전극 조각, 금속 부품 등과 같은 이물이 유입되거나 잔존하는 불량이 발생할 수 있다. 금속 이물은 덴드라이트(dendrite)로 성장하게 되어 배터리의 단락(쇼트)을 야기할 수 있으며, 이로 인해 배터리의 고장이나 손상, 또는 발화 등의 문제가 발생할 수 있다. 배터리의 제조 공정 중에, 전극이 접히거나, 또는 설계된 개수 보다 적거나 많은 전극이 적층되는 등의 불량이 발생할 수 있다. 배터리의 안정성 확보 및 내구성을 향상시키기 위해, 배터리의 불량을 빠르고 정확하게 검출하는 기술이 요구되고 있다.
본 개시는 배터리의 불량을 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 X선 검사 장치 및 X선 검사를 제공하기 위함이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치는 복수의 전극층들 및 복수의 전극층들 사이에 배치된 분리막을 포함하는 배터리에 X선을 조사하는 X선 출력부, X선 중 배터리를 투과한 X선의 강도에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부, 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 및 선택 영역에 대응되는 기준 값의 비교 결과에 기초하여, 배터리의 불량 여부를 판단하는 검사부를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법은 배터리에 X선을 조사하는 단계, 배터리로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계, 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법은 배터리에 X선을 조사하는 단계, 배터리로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계, 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면, 배터리의 불량을 빠르고 정확하게 검출하는 X선 검사 장치 및 X선 검사를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 배터리의 파괴 없이 배터리 내에 포함된 이물, 전극의 접힘, 전극 개수의 불일치 등의 다양한 불량을 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 2b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 라인 스캐너의 센싱 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 8c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 값을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 기준 값을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 실시 예들에 대한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들은 본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 실시 예들 이외에도 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상이 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 X선 출력부(110), X선 검출부(120), 신호 처리부(130) 및 검사부(140)를 포함할 수 있다.
X선 출력부(110)는 X선을 발생시킬 수 있다. X선은 물체를 투과하는 성질을 갖는 전자기파일 수 있다. 예를 들어, X선은 0.01 ~ 10 나노미터의 파장을 갖는 전자기파일 수 있다.
X선 출력부(110)는 배터리(200)에 X선을 조사할 수 있다. 배터리(200)는 방전된 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 2차 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(200)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 배터리(200)는 복수의 전극층들 및 복수의 전극층들 사이에 배치된 분리막을 포함할 수 있다. 복수의 전극층들은 적어도 하나의 음극층 및 적어도 하나의 양극층을 포함할 수 있다.
X선 출력부(110)는 특정한 방향으로 X선을 조사할 수 있다. 예를 들어, 특정한 방향은 복수의 전극층들이 적층된 방향일 수 있다. 예를 들어, 특정한 방향은 복수의 전극층들에 수직하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 특정한 방향은 복수의 전극층들을 모두 통과하는 방향일 수 있다. 이를 위해, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 출력부(110)는 X선 튜브, 전압 발생기 및 전류원을 포함할 수 있다.
X선 튜브는 음극, 양극 및 진공관을 포함할 수 있다. 음극 및 양극은 진공관 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 음극 및 양극 각각은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 레늄(Re), 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe), 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 니켈(Ni) 등의 금속 또는 이들의 합금으로 구현될 수 있다. X선 튜브는 진공관 내부가 진공 상태로 밀봉된 구조를 갖는 클로즈드 타입 또는 별도의 진공 펌프가 동작할 때 진공관 내부를 진공 상태를 유지하는 구조를 갖는 오픈 타입 중 하나의 타입일 수 있다. X선 출력부가 오픈 타입일 경우, X선 출력부(110)는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다. 진공 펌프는 진공관 내부를 진공 상태로 만들수 있다.
전류원은 음극의 필라멘트를 가열시키기 위한 전류를 인가하여 음극에서 열전자를 발생시킬 수 있다. 전압 발생기는 음극과 양극 사이에 고전압을 인가하여 열전자를 가속시킬 수 있다. 예를 들어, 고전압은 kV 단위의 전압일 수 있다. 이 경우, 가속된 열전자는 양극에 충돌하여 X선이 발생될 수 있다. 발생된 X선은 피검체로 조사될 수 있다.
X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 검출할 수 있다. 이를 위해, X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선의 진행 방향에 위치할 수 있다. X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선의 강도에 기초하여 그레이 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 수신할 수 있다. X선 검출부(120)는 수신된 X선의 강도에 기초하여 그레이 값을 획득할 수 있다.
X선 검출부(120)는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들 각각은 배터리(200)의 단위 영역들 중 대응되는 단위 영역을 투과한 X선을 수신할 수 있다. 각 픽셀은 X선이 수신되면, X선을 변환하여 센싱 신호를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 TDI(Time Delay Integration) 방식을 이용해 그레이 값을 획득할 수 있다. 이 경우, X선 검출부(120)는 복수의 라인 스캐너들을 포함할 수 있다. 라인 스캐너는 행 또는 열 방향에 따라 배열된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리(200)의 단위 영역을 단방향으로 X선을 여러 번 투과시켜 획득된 센싱 신호들을 축적할 수 있다. 축적된 센싱 신호는 단위 영역에 대한 하나의 센싱 신호로 취급할 수 있다. 즉, 라인 스캐너의 개수만큼 획득된 센싱 신호들을 중첩하여 하나의 이미지로 만들게 됨으로써 보다 선명한 이미지를 획득할 수 있다. 다른 일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 FPD(Flat Panel Detection) 방식을 이용해 그레이 값을 획득할 수 있다. 이 경우, X선 검출부(120)는 행 방향 및 열 방향에 따라 배열된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다.
신호 처리부(130)는 X선 이미지를 획득할 수 있다. X선 이미지는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 복수의 그레이 값들 각각은 X선 이미지 내 행과 열 방향에 따라 배열될 수 있다. 구체적으로, 신호 처리부(130)는 X선 검출부(120)로부터 그레이 값들을 수신하고, 수신된 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(130)는 X선 검출부(120)로부터 라인 단위(또는 영역 단위)의 그레이 값들이 수신되면, 이미 수신된 그레이 값들이 배열된 라인(또는 영역)에 중첩되지 않도록 현재 수신된 그레이 값들을 다른 라인(또는 영역)에 배열할 수 있다. 신호 처리부(130)는 각각의 라인(또는 영역)에 배열된 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 생성할 수 있다. 여기서, 라인은 하나의 행 또는 하나의 열을 나타낼 수 있다. 영역은 복수의 라인들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 신호 처리부(130)는 복수 개의 X선 이미지들을 획득할 수 있으며, 획득한 X선 이미지들을 병합하여 최종 X선 이미지를 획득할 수 있다. 복수 개의 X선 이미지들을 병합함으로써 얻어진 최종 X선 이미지는 그레이 값들의 대비가 더욱 명확할 수 있다.
일 실시 예에서, 신호 처리부(130)가 획득하는 복수 개의 X선 이미지들은 X선 출력부(110)로부터 조사되는 서로 다른 출력의 X선들로부터 획득되는 것일 수 있다. 예를 들어, X선 출력부(110)의 전압 및/또는 전류를 조정함으로써 조사되는 X선의 출력을 조정할 수 있다. 서로 다른 출력의 X선들의 투과도는 각각 상이할 수 있기에, 서로 다른 출력의 X선들을 배터리(200)에 조사하는 경우, 배터리(200)의 서로 다른 깊이에 대한 이미지들을 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 신호 처리부(130)는 X선 이미지에 대한 전처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(130)는 X선 이미지를 이진화 이미지로 변환할 수 있다. 구체적으로, 신호 처리부(130)는 X선 이미지에 포함된 그레이 값들 각각을 기준 값과 비교하여, 그레이 값들 각각을 제1 값 및 제2 값 중 하나의 값을 갖는 픽셀 값들로 변환할 수 있다. 그레이 값은 그레이 값이 포함된 영역에 따라 다른 기준 값과 비교될 수 있다. 그레이 값이 대응되는 기준 값 보다 크면 해당 그레이 값은 제1 값으로 변환되고, 그레이 값이 대응되는 기준 값보다 작거나 같으면 해당 그레이 값은 제2 값으로 변환될 수 있다. 신호 처리부(130)는 픽셀 값들을 포함하는 이진화 이미지를 획득할 수 있다. 이에 따라, 이물 등의 불량을 검출할 수 있는 검출 능력이 향상될 수 있다.
검사부(140)는 배터리(200)의 불량을 검출할 수 있다. 불량은 이물 불량, 전극 접힘 불량, 전극 찢김 불량 및 전극층 개수 불량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이물 불량은 배터리(200)의 내부에 전극 조각, 금속 부품 등과 같은 이물이 유입되거나 잔존하는 것을 말한다. 전극 접힘 불량은 배터리(200) 내부에 접힌 상태를 갖는 전극층이 적어도 하나가 존재하는 것을 말한다. 전극층 개수 불량은 제조가 완성된 배터리(200)에 포함된 전극층의 개수가 설계 개수와 일치하지 않는 것을 말한다. 전극 찢김 불량은 전극의 일부가 찢어지거나 제거된 것을 말한다. 전극 찢김 불량이 발생한 부분은 국소적으로 전극층 개수가 설계 개수보다 적어진 것으로 볼 수 있다. 찢어진 전극 부분은 다른 배터리(200)의 이물로 유입될 수 있다.
검사부(140)는 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 및 선택 영역에 대응되는 기준 값의 비교 결과에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지의 관심 영역을 판별할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역은 X선 이미지 내에서 배터리(200)에 대응되는 영역일 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지 내에 포함된 미리 설정된 패턴을 기초로 관심 영역을 판별할 수 있다. 예를 들어, 배터리(200)의 외부 윤곽에 대응되는 패턴을 기초로 관심 영역을 설정할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지 내의 미리 설정된 방향으로의 그레이 값 변화를 기초로 관심 영역을 판별할 수 있다. 예를 들어, 2차원의 X선 이미지 상에서 상측에서 하측, 하측에서 상측, 좌측에서 우측, 우측에서 좌측 방향 각각으로 직선을 그릴 수 있으며, 각 방향 별로 그레이 값이 급격히 변하는 지점들을 찾음으로써 관심 영역을 설정할 수 있다.
실시 예에서, 검사부(140)는 관심 영역 내에서 선택 영역을 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 각각의 영역마다 대응되는 기준 값이 설정될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 배터리(200)의 전체 영역에 대응되는 기준 값이 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 기준 값은 미리 결정된 값일 수 있다. 일 실시 예에서, 기준 값은 X선 이미지의 그레이 값들을 이용하여 결정된 값일 수 있다. 즉, X선 이미지 마다 독립적인 기준 값이 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지에서 순차적으로 영역을 선택할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 선택 영역이 제1 영역일 경우, 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값과 비교할 수 있다. 검사부(140)는 선택 영역이 제2 영역일 경우, 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값과 비교할 수 있다. 검사부(140)는 선택 영역이 제3 영역일 경우, 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 제3 영역에 대응되는 제3 기준 값과 비교할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 클 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 기준 사이즈는 2x2, 2x1, 1x2 등으로 미리 설정될 수 있다. 일 실시 예에서, 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 작거나 같을 경우, 검사부(140)는 객체를 노이즈로 판단할 수 있다. 이 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 객체의 형상이 기준 형상일 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 기준 형상은 삼각형, 사각형, 원형, 링 형상 및 비정형적인 형상 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 선택 영역에 대응되는 기준 값보다 클 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 실시 예에서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 선택 영역에 대응되는 기준 값의 오차 상한 값보다 클 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 이는 설계 개수보다 더 많은 개수의 전극층이 적층된 것으로 전극 개수 불량을 나타낸다. 오차 상한 값은 미리 설정된 값일 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 선택 영역에 대응되는 기준 값보다 작으면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 실시 예에서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 선택 영역에 대응되는 기준 값의 오차 하한 값보다 작으면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 이는 설계 개수보다 더 적은 개수의 전극층이 적층된 것으로 전극 개수 불량을 나타낸다. 오차 하한 값은 미리 설정된 값일 수 있다.
일 실시 예에서, 기준 값은 X선 이미지의 그레이 값들을 이용하여 결정된 값일 수 있다. 즉, X선 이미지 마다 독립적인 기준 값을 적용할 수 있다.
구체적으로, 검사부(140)는 X선 이미지의 미리 설정된 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 기준 값으로 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 미리 설정된 영역은 선택 영역일 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 미리 설정된 영역은 배터리(200)에 대응되는 전체 영역일 수 있다. 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 이와 같이, 개별 배터리에 최적화된 기준 값을 이용하여 배터리(200)의 불량을 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 이송부(150) 및 제어부(160) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 기준 값은 미리 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 기준 값은 정상인 배터리에 대응되는 그레이 값일 수 있다. 일 실시 예에서, 정상인 배터리에 대응되는 그레이 값은 정상 배터리를 미리 측정하여 획득한 값일 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 정상인 배터리에 대응되는 그레이 값은 정상 배터리에 포함되는 일부 구성에 대응되는 그레이 값들을 각각 측정한 후, 측정된 그레이 값들을 합하여 획득되는 값일 수 있다. 여기서, 정상 배터리에 포함되는 일부 구성은 적어도 하나의 양극층, 적어도 하나의 음극층, 적어도 하나의 분리막 및 적어도 하나의 외장재층일 수 있다. 예를 들어, 정상 배터리에 포함되는 적어도 하나의 양극층, 적어도 하나의 음극층, 적어도 하나의 분리막 및 적어도 하나의 외장재층으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 둘 이상에 대응되는 그레이 값들을 합함으로써 정상 배터리에 대응되는 그레이 값을 획득할 수 있다.
이송부(150)는 배터리(200)를 특정한 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 특정한 방향은 수평 방향일 수 있다. 예를 들어, 특정한 방향은 X선이 조사되는 방향과 수직하는 방향일 수 있다. 일 실시 예에서, 이송부(150)는 컨베이어 및 이송 모터를 포함할 수 있다. 이송 모터는 회전력을 컨베이어에 전달할 수 있다. 컨베이어는 회전력이 전달되면, 컨베이어 상의 특정한 지점에 위치한 배터리(200)를 다른 지점으로 이동시킬 수 있다.
제어부(160)는 X선 검사 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(160)는 X선 출력부(110), X선 검출부(120), 신호 처리부(130), 검사부(140) 및 이송부(150) 중에서 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(160)는 데이터의 통신 동작 또는 데이터의 연산 처리 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 단일 프로세서 또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 X선 출력부(110), X선 검출부(120), 신호 처리부(130), 검사부(140) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 여기서, X선 검사 장치(100)는 하나의 검사 장치일 수 있으나, 이는 일 실시 예일 뿐이며 복수의 전자 장치들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치는 X선 출력부(110), X선 검출부(120) 및 제어부(160)를 포함하고, 제2 전자 장치는 신호 처리부(130) 및 검사부(140)를 포함할 수 있다. 제1 전자 장치 및 제2 전자 장치는 다양한 통신 규격에 따라 데이터를 송수신할 수 있다. 이 경우, 제1 전자 장치는 X선 검사 설비의 형태이고, 제2 전자 장치는 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 모바일 장치 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이와 같이, X선 검사 장치(100)는 다양한 전자 장치들의 조합으로 구현될 수 있다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리(200)는 복수의 전극층들(220, 230) 및 분리막(215)을 포함할 수 있다. 복수의 전극층들(220, 230)은 적어도 하나의 음극층(220) 및 적어도 하나의 양극층(230)을 포함할 수 있다. 배터리(200)는 외장재층(210)을 더 포함할 수 있다. 외장재층(210)은 배터리(200)의 내부를 밀봉하고, 배터리(200)의 내부를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 타입은 파우치 타입, 각형 타입, 캔 타입 등 다양한 타입들 중 하나일 수 있다. 파우치 타입은 배터리(200) 내 적층된 전극층들(220, 230) 및 분리막(215)을 필름 등의 소재의 파우치로 감싼 형태를 나타낸다. 예를 들어, 외장재층(210)은 파우치를 포함할 수 있다. 각형 타입은 배터리(200)를 직육면체 또는 정육면체와 같이 패키징한 형태를 나타낸다. 예를 들어, 외장재층(210)은 알루미늄 등의 금속 물질로 구성된 직육면체 또는 정육면체의 형태로 구현될 수 있다. 캔 타입은 배터리(200)를 원통 등과 같이 패키징한 형태를 나타낸다. 예를 들어, 외장재층(210)은 알루미늄 등의 금속 물질로 구성된 원통으로 구현될 수 있다.
배터리(200)는 복수의 전극층들(220, 230) 및 분리막(215)이 적층되는 층 구조로 형성될 수 있다. Z축 방향을 따라 음극층(220) 및 양극층(230)은 번갈아가면서 적층될 수 있으며, 이 경우 음극층(220) 및 양극층(230) 사이에는 분리막(215)이 위치할 수 있다. 음극층(220)의 최외측에는 외장재층(210)이 위치하며, 외장재층(210)을 통해 배터리(200)의 내부가 밀봉될 수 있다.
음극층(220)은 음극 집전체 및 음극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 활물질은 리튬 이온이 흡장 및 탈리될 수 있는 물질일 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소계 물질, 리튬 합금, 규소(Si), 및 주석(Sn) 중 어느 하나일 수 있다. 실시예에 따라, 음극 활물질은 천연 흑연 혹은 인조 흑연일 수 있으나, 특정 예시에 한정되는 것은 아니다. 음극 집전체는 예를 들어, 스테인리스 강(stainless steel), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 구리(Cu), 및 이들의 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 필름(film), 시트(sheet), 호일(foil) 등 다양한 형태로 제공될 수 있다.
양극층(230)은 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함할 수 있다. 양극 활물질은 리튬(Li) 이온이 삽입 및 탈리될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 양극 활물질은 리튬 금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 양극 활물질은 리튬망간계 산화물, 리튬니켈계 산화물, 리튬코발트계 산화물, 리튬니켈망간계 산화물, 리튬니켈코발트망간계 산화물, 리튬니켈코발트알루미늄계 산화물, 리튬인산철계화합물, 리튬인산망간계 화합물, 리튬인산코발트계 화합물, 및 리튬인산바나듐계 화합물 중 하나일 수 있으나, 특정한 예시에 반드시 한정되는 것은 아니다. 양극 집전체는 예를 들어, 스테인리스 강(stainless steel), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 구리(Cu), 및 이들의 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 필름(film), 시트(sheet), 호일(foil) 등 다양한 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에서, 음극층(220) 및 양극층(230) 각각은 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있다. 바인더는 집전체와 활물질층 간 결합을 매개하여, 기계적 안정성을 향상시킬 수 있다. 도전재는 전기 전도성을 향상시킬 수 있다. 도전재는 금속 계열 물질을 포함할 수 있다.
분리막(215)은 음극층(220) 및 양극층(230) 간 전기적 접촉을 방지할 수 있다. 분리막(215)은 리튬 이온 등의 이온이 통과할 수 있도록 내부에 구멍이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 분리막(215)은 다공성 고분자 필름 또는 다공성 부직포를 포함할 수 있다. 여기서, 다공성 고분자 필름은 에틸렌(ethylene) 중합체, 프로필렌(propylene) 중합체, 에틸렌/부텐(ethylene/butene) 공중합체, 에틸렌/헥센(ethylene/hexene) 공중합체, 및 에틸렌/메타크릴레이트(ethylene/methacrylate) 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자를 포함한 단일층 혹은 다중층으로 구성될 수 있다. 다공성 부직포는 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 섬유, 세라믹(ceramic)을 포함한 고내열성 분리막(CCS; Ceramic Coated Separator) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)는 전해질을 더 포함할 수 있다. 전해질은 리튬 이온 등의 이온의 이동을 돕는 매개체로 기능하는 물질을 나타낼 수 있다.
한편, 음극층(220), 양극층(230) 및 분리막(215) 각각의 개수는 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, X선 출력부(110)는 복수의 전극층들(220, 230)이 적층된 방향으로 X선을 조사할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극층들(220, 230)이 적층된 방향은 Z축 방향일 수 있다.
구체적으로, X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)는 서로 마주보도록 위치할 수 있고, X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)의 사이에 배터리(200)가 위치할 수 있다. 여기서, 배터리(200)는 Z축 방향으로 적층된 복수의 전극층들(220, 230)을 포함할 수 있다. 이 경우, X선 출력부(110)는 오차 범위 내에서 Z축 방향으로 X선을 조사할 수 있다.
예를 들어, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 상단에 위치하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)의 하단에 위치할 수 있다. 다른 예를 들어, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 하단에 위치하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)의 상단에 위치할 수 있다. X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120) 각각은 배터리(200)에 접촉하거나 또는 접촉하지 않도록 위치할 수 있다.
그리고, X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 수신할 수 있다. X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선의 강도에 기초하여 그레이 값을 획득할 수 있다.
도 2b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 평면도이다.
도 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리(200)는 복수의 영역들(210H~230H)을 포함할 수 있다. 복수의 영역들(210H~230H)은 Z축에 수직하는 XY 평면 상의 영역일 수 있다. 복수의 영역들(210H~230H)은 제1 배터리 영역(210H), 제2 배터리 영역(220H), 및 제3 배터리 영역(230H)을 포함할 수 있다.
제1 배터리 영역(210H)은 분리막(215)이 적층되는 영역 중에서, 제2 배터리 영역(220H) 및 제3 배터리 영역(230H)을 제외한 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 영역(210H)은 XY 평면 상에서 분리막(215)의 경계와 음극층(220)의 경계 사이의 영역일 수 있다.
제2 배터리 영역(220H)은 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층되는 영역 중에서, 제3 배터리 영역(230H)을 제외한 영역일 수 있다. 예를 들어, 제2 배터리 영역(220H)은 XY 평면 상에서 음극층(220)의 경계와 양극층(230)의 경계 사이의 영역일 수 있다.
제3 배터리 영역(230H)은 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 제3 배터리 영역(230H)은 XY 평면 상에서 양극층(230)의 경계 내부의 영역일 수 있다.
일 실시 예에서, 음극층(220)의 사이즈는 양극층(230)의 사이즈보다 더 클 수 있다. 일 실시 예에서, 분리막(215)의 사이즈는 음극층(220)의 사이즈 보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 사이즈는 X축 방향의 길이 및 Y축 방향의 길이를 나타낼 수 있다. 다른 예를 들어, 사이즈는 XY 평면 상의 면적일 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 TDI 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)의 위치가 고정된 상태에서 배터리(200)가 X축 방향으로 이동될 수 있다. 이 경우, 배터리(200)가 이동되는 동안, X선 출력부(110)가 배터리(200)로 X선을 조사하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 검출할 수 있다. 다른 예를 들어, 배터리(200)의 위치가 고정된 상태에서 X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)이 X축 방향으로 이동될 수 있다. 이 경우, X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)이 이동되는 동안, X선 출력부(110)가 배터리(200)로 X선을 조사하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 검출할 수 있다. 구체적인 내용은 도 3, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, X선 검출부(120)는 복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3)을 포함할 수 있다.
복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3) 각각은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 라인 스캐너(120-1~120-3)는 Y축 방향에 따라 라인 형태로 배열된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 라인 스캐너(120-1~120-3)는 1 x n으로 배열된 픽셀들을 포함할 수 있다. 여기서 n은 자연수이다.
픽셀(121)은 배터리(200)의 단위 영역을 투과한 투과 X선을 검출하여, 투과 X선에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센싱 신호는 전하, 전류 또는 전압일 수 있다. 센싱 신호의 레벨은 투과 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 픽셀(121)은 배터리(200)의 단위 영역에 대응될 수 있다.
일 실시 예에서, 센싱 신호의 레벨은 X선의 강도에 반비례할 수 있다. 예를 들어, X선의 강도가 더 낮을수록 더 큰 레벨의 센싱 신호가 획득될 수 있다. 다른 실시 예에서, 센싱 신호의 레벨은 X선의 강도에 비례할 수 있다.
일 실시 예에서, 픽셀(121)은 X선을 전기적 신호로 직접 변환하는 광도전체(Photo-conductor)를 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 픽셀(121)은 X선을 가시광선으로 변환하는 섬광체(Scintillator) 및 가시광선을 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드(Photo-diode)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 픽셀 연산부를 포함할 수 있다. 픽셀 연산부는 센싱 신호를 수신하여, 센싱 신호의 레벨에 대응되는 그레이 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 연산부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3)은 X축 방향에 따라 배열될 수 있다. 복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3)은 제1 라인 스캐너(120-1), 제2 라인 스캐너(120-2), 제3 라인 스캐너(130-3)를 포함할 수 있다. 배터리(200)가 X축 방향으로 이동할 경우, 제1 라인 스캐너(120-1)의 픽셀은 획득한 센싱 신호를 제2 라인 스캐너(120-2)의 대응되는 픽셀로 전달하고, 제2 라인 스캐너(120-1)의 픽셀은 획득한 센싱 신호를 제3 라인 스캐너(120-3)의 대응되는 픽셀로 전달하고, 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀은 최종 센싱 신호를 픽셀 연산부로 전달할 수 있다. 구체적인 내용은 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 라인 스캐너의 센싱 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a 내지 도 4c는 배터리(200)의 일부분과 복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3)을 XZ 평면 상에 간략히 나타낸 것이며, 이들은 Y축 상의 같은 위치에 있는 것으로 가정하도록 한다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 복수의 라인 스캐너들(120-1~120-3)은 x축 방향에 따라 배열될 수 있다. 배터리(200)의 단위 영역들(A~C)은 이송부(150)에 의해 x축 방향으로 이동될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 제1 시간에, 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)이 제1 라인 스캐너(120-1)의 픽셀 상단에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 라인 스캐너(120-1)의 픽셀은 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)을 투과한 투과 X선을 수신하고, 투과 X선에 대한 제1 센싱 신호(a1)를 획득할 수 있다. 그리고, 제1 라인 스캐너(120-1)의 픽셀은 제1 센싱 신호(a1)를 제2 라인 스캐너(120-2)의 픽셀로 전달하고 리셋할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 시간 이후의 제2 시간에, 배터리(200)가 x축 방향으로 이동하여 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)이 제2 라인 스캐너(120-2)의 픽셀 상단에 위치할 수 있다. 이 경우, 제2 라인 스캐너(120-2)의 픽셀은 제1 라인 스캐너(120-1)로부터 수신된 제1 센싱 신호(a1) 및 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)을 투과한 투과 X선에 대한 센싱 신호(a2)를 합친 제2 센싱 신호(a1+a2)를 획득할 수 있다. 그리고, 제2 라인 스캐너(120-2)의 픽셀은 제2 센싱 신호(a1+a2)를 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀로 전달하고 리셋할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제2 시간 이후의 제3 시간에, 배터리(200)가 x축 방향으로 이동하여 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)이 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀 상단에 위치할 수 있다. 이 경우, 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀은 제2 라인 스캐너(120-2)로부터 수신된 제2 센싱 신호(a1+a2) 및 배터리(200)의 제1 단위 영역(A)을 투과한 투과 X선에 대한 센싱 신호(a3)를 합친 제3 센싱 신호(a1+a2+a3)를 최종 센싱 신호로서 획득할 수 있다. 즉, 최종 센싱 신호는 제1 라인 스캐너(120-1), 제2 라인 스캐너(120-2), 제3 라인 스캐너(130-3) 각각에 의해 획득된 센싱 신호들(a1, a2, a3)이 축적된(또는 중첩된) 신호일 수 있다. 그리고, 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀은 최종 센싱 신호를 픽셀 연산부에 전달하고, 리셋할 수 있다.
픽셀 연산부는 제1 단위 영역(A)에 대한 센싱 신호들이 축적된 최종 센싱 신호의 레벨에 대응되는 값을 복수의 그레이 값들 중 제1 단위 영역(A)에 대응되는 그레이 값으로 처리할 수 있다.
예를 들어, 픽셀 연산부는 제3 라인 스캐너(120-3)의 픽셀로부터 제1 단위 영역(A)에 대한 최종 센싱 신호를 수신할 수 있다. 픽셀 연산부는 최종 센싱 신호를 디지털 신호로 변환한 값을 제1 단위 영역(A)에 대응되는 그레이 값으로 처리할 수 있다.
이와 같은 방식으로 X선 검출부(120)는 각각의 단위 영역(A, B, C)에 대응되는 그레이 값을 획득할 수 있다.
이 경우, 신호 처리부(130)는 X선 검출부(120)로부터 단위 영역(A, B, C)에 대응되는 그레이 값들을 수신하고, 수신된 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득할 수 있다. 본 개시에 따른 X선 이미지는 다중 촬영된 여러 장의 이미지를 머지(merge)한 효과가 있으며, 이에 따라 영역별 명암 차이가 최대화되어 이물을 검출하는 검출 능력이 향상될 수 있다.
이상과 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 단방향으로 X선을 조사하여, 회전하면서 다방향으로 X선을 조사하는 방식에 비해 더 신속하고, TDI 방식을 이용하여 명암 차이가 최대화된 X선 이미지를 획득할 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 정확하게 이물을 검출할 수 있으며, 저밀도의 금속 이물을 검출할 수 있다.
한편, 상술한 라인 스캐너(120-1~120-3)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 한편, 상술한 라인 스캐너(120-1~120-3)는 1 x n으로 배열된 픽셀들을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하고 m x n으로 배열된 픽셀들을 포함하는 등 다양하게 변형될 수 있다. 여기서, m 및 n은 자연수이다. 이 경우, 이송부(150)는 배터리(200)를 x축 방향으로 단위 시간 당 m개에 대응되는 거리만큼 이동될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, X선 검출부(120)는 평판형 디텍터(Flat Panel Detector)를 포함할 수 있다. 평판형 디텍터는 복수 개의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어 픽셀 어레이는 m x n으로 배열된 픽셀들을 포함할 수 있다.
픽셀들은 각각 배터리(200)의 단위 영역을 투과한 투과 X선을 검출하여, 투과 X선에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센싱 신호는 전하, 전류 또는 전압일 수 있다. 센싱 신호의 레벨은 투과 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 픽셀들은 배터리(200)의 단위 영역에 대응될 수 있다.
일 실시 예에서, 센싱 신호의 레벨은 X선의 강도에 반비례할 수 있다. 예를 들어, X선의 강도가 더 낮을수록 더 큰 레벨의 센싱 신호가 획득될 수 있다. 다른 실시 예에서, 센싱 신호의 레벨은 X선의 강도에 비례할 수 있다.
일 실시 예에서, 픽셀들은 X선을 전기적 신호로 직접 변환하는 광도전체(Photo-conductor)를 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 픽셀들은 X선을 가시광선으로 변환하는 섬광체(Scintillator) 및 가시광선을 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드(Photo-diode)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 픽셀 연산부를 포함할 수 있다. 픽셀 연산부는 센싱 신호를 수신하여, 센싱 신호의 레벨에 대응되는 그레이 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 연산부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 평판형 디텍터의 제1 길이(L1)는 배터리(200)의 탭 돌출 방향으로의 길이(Lcell)보다 짧을 수 있다.
이에 따라, 배터리(200)를 이송부를 이용하여 일 방향으로 이동시키면서 배터리(200)에 대한 이미지를 복수 회 획득하여야 배터리(200) 전체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 배터리(200)를 이동시키면서 획득한 복수의 이미지들을 병합함으로써 배터리(200)에 대한 X선 이미지를 획득할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 도 5c와 같이 평판형 디텍터의 제1 길이(L1)는 배터리(200)의 탭 돌출 방향으로의 길이(Lcell)보다 길 수 있다. 또한, 평판형 디텍터의 제1 길이(L1)는 평판형 디텍터의 제2 길이(L2)보다 길 수 있다.
예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이, 평판형 디텍터의 제1 길이(L1) 및 제2 길이(L2)를 배터리(200)의 형상에 맞게 최적화할 수 있으며, 이에 따라 X선 촬영 영역이 증가함으로써 배터리(200)의 이동 없이도 배터리(200) 전체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 배터리(200) 전체에 대한 X선 이미지 획득에 필요한 측정 횟수 및 측정 시간을 줄일 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 X선 이미지(500)는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. X선 이미지(500)는 신호 처리부(130)에 의해 생성될 수 있다. 그레이 값(51)은 행과 열 방향에 따라 배열될 수 있다. 열 방향은 x축 방향이고, 행 방향은 y축 방향일 수 있다. 일 실시 예에서, 하나의 열 라인(50)에 포함된 그레이 값(51)의 개수는 하나의 라인 스캐너에 포함된 픽셀의 개수와 같을 수 있다. 또는, 다른 일 실시 예에서, X선 이미지(500)에 포함된 그레이 값들은 평판형 디텍터에 포함된 픽셀들에 각각 대응될 수 있다.
X선 이미지(500)는 복수의 영역들(510~530)을 포함할 수 있다. 복수의 영역들(510~530)은 제1 영역(510), 제2 영역(520) 및 제3 영역(530)을 포함할 수 있다. 각 영역(510~530)은 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 즉, 각 영역(510~530)은 서로 다른 위치에 있는 그레이 값들의 집합일 수 있다.
제1 영역(510)은 배터리(200)에서 분리막(215)이 적층된 영역 중 제3 배터리 영역(230H)과 제2 배터리 영역(220H)을 제외한 나머지 제1 배터리 영역(210H)을 나타낼 수 있다. 즉, 제1 영역(510)은 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다.
제2 영역(520)은 배터리(200)에서 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역 중 제3 배터리 영역(230H)을 제외한 나머지 제2 배터리 영역(220H)을 나타낼 수 있다. 즉, 제2 영역(520)은 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다.
제3 영역(530)은 배터리(200)에서 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 제3 배터리 영역(230H)을 나타낼 수 있다. 즉, 제3 영역(530)은 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 검사부(140)는 X선 이미지(600)에서 선택 영역에 포함된 그레이 값들을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교할 수 있다.
X선 이미지(600)는 복수의 영역들(610~630)을 포함할 수 있다. 복수의 영역들(610~630)은 제1 영역(610) 내지 제3 영역(630)을 포함할 수 있다.
제1 영역(610)은 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 제2 영역(620)은 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 제3 영역(630)은 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 제1 영역(610)에 포함된 그레이 값들 각각을 제1 영역(610)에 대응되는 제1 기준 값(Ref1)과 비교할 수 있다. 검사부(140)는 제1 영역(610)에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 제1 기준 값(Ref1) 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 제2 영역(620)에 포함된 그레이 값들 각각을 제2 영역(620)에 대응되는 제2 기준 값(Ref2)과 비교할 수 있다. 검사부(140)는 제2 영역(620)에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 제2 기준 값(Ref2) 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 제3 영역(630)에 포함된 그레이 값들 각각을 제3 영역(630)에 대응되는 제3 기준 값(Ref3)과 비교할 수 있다. 검사부(140)는 제3 영역(630)에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 제3 기준 값(Ref3) 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값들을 선택할 수 있다. 검사부(140)는 선택된 그레이 값들 중 서로 인접한 위치의 그레이 값들을 하나의 객체로 추출할 수 있다. 검사부(140)는 객체의 사이즈 및 형상을 기초로 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 클 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 기준 사이즈는 2x2, 2x1, 1x2 등으로 미리 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 작거나 같을 경우, 검사부(140)는 객체를 노이즈로 판단할 수 있다. 이 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 객체의 형상이 기준 형상일 경우, 검사부(140)는 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 형상은 대응되는 기준 값보다 큰 그레이 값들을 연결한 것일 수 있다. 기준 형상은 삼각형, 사각형, 원형, 링 형상 및 비정형적인 형상 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, X선 검사 장치(100)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 데이터를 저장하는 구성이다. 예를 들어, 메모리는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 휘발성 메모리로 변형되어 실시될 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리는 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3)을 저장할 수 있다. 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3)은 복수의 영역들(610~630)에 각각 대응될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 기준 값과 영역의 대응관계를 나타내는 테이블 정보(650)를 저장할 수 있다.
검사부(140)는 복수의 영역들(610~630) 중 하나의 영역을 선택 영역으로 결정할 수 있다. 검사부(140)는 메모리에 저장된 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3) 중에서 선택 영역에 대응되는 기준 값을 선택 영역에 포함된 그레이 값과 비교할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3) 각각은 각 영역(610~630)에 포함된 물질의 종류, 개수, 밀도 중에서 적어도 하나에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 값(Ref1)은 분리막(215)의 개수에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다. 제2 기준 값(Ref2)은 분리막(215)의 개수 및 음극층(220)의 개수에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다. 제3 기준 값(Ref3)은 분리막(215)의 개수, 음극층(220) 및 양극층(230)의 개수에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다.
도 8a 내지 8c은 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 값을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8a를 참조하면, 제1 기준 값(Ref1)은 제1 그레이 값(Gm1)과 같은 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 그레이 값(Gm1)은 분리막(215)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 것일 수 있다.
예를 들어, X선 출력부(110)는 분리막(215)을 향해 X선을 조사할 수 있다. 여기서, 분리막(215)의 개수는 배터리(200)에 포함된 것과 같은 개수일 수 있다. 이 경우, X선 검출부(120)는 분리막(215)을 투과한 X선을 검출하여 그레이 값들을 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 그레이 값들을 포함하는 제1 X선 이미지(700-1)를 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 제1 X선 이미지(700-1)에서 분리막(215)에 대응되는 영역(710)에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 제1 그레이 값(Gm1)으로 획득할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 분리막(215)만을 예로 들었으나, 제1 그레이 값(Gm1)은 분리막(215) 및 외장재층(210)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 것일 수 있다.
도 7 및 도 8b를 참조하면, 제2 기준 값(Ref2)은 제1 그레이 값(Gm1) 및 제2 그레이 값(Gm2)을 합한 값일 수 있다. 제2 그레이 값(Gm2)은 음극층(220)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 것일 수 있다.
예를 들어, X선 출력부(110)는 적어도 하나의 음극층(220)을 향해 X선을 조사할 수 있다. 여기서, 음극층(220)의 개수는 배터리(200)에 포함된 것과 같은 개수일 수 있다. 이 경우, X선 검출부(120)는 음극층(220)을 투과한 X선을 검출하여 그레이 값들을 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 그레이 값들을 포함하는 제2 X선 이미지(700-2)를 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 제2 X선 이미지(700-2)에서 음극층(220)에 대응되는 영역(720)에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 제2 그레이 값(Gm2)으로 획득할 수 있다.
도 7 및 도 8c를 참조하면, 일 실시 예에서, 제3 기준 값(Ref3)은 제1 그레이 값(Gm1), 제2 그레이 값(Gm2) 및 제3 그레이 값(Gm3)을 합한 값일 수 있다. 제3 그레이 값(Gm3)은 양극층(230)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 것일 수 있다.
예를 들어, X선 출력부(110)는 적어도 하나의 양극층(230)을 향해 X선을 조사할 수 있다. 여기서, 양극층(230)의 개수는 배터리(200)에 포함된 것과 같은 개수일 수 있다. 이 경우, X선 검출부(120)는 양극층(230)을 투과한 X선을 검출하여 그레이 값들을 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 그레이 값들을 포함하는 제3 X선 이미지(700-3)를 획득할 수 있다. 신호 처리부(130)는 제3 X선 이미지(700-3)에서 양극층(230)에 대응되는 영역(730)에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 제3 그레이 값(Gm3)으로 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 값(Ref1)은 제2 기준 값(Ref2) 보다 작은 값일 수 있다. 제2 기준 값(Ref2)은 제3 기준 값(Ref3) 보다 작은 값일 수 있다. 즉, 같은 그레이 값이라도 영역에 따라 다른 기준 값이 적용되므로, 이물로 검출되거나 이물로 검출되지 않을 수 있다.
도 9는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 기준 값을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b 및 도 9를 참조하면, 제1 기준 값(Ref1), 제2 기준 값(Ref2) 및 제3 기준 값(Ref3)은 정상 배터리(200')에 대해 X선을 조사함으로써 획득한 그레이 값으로 계산될 수 있다. 정상 배터리(200')는 예를 들어, 미리 설정된 개수의 양극층(230), 음극층(220), 분리막(215) 및 외장재층(210)을 포함하는 배터리일 수 있다. 미리 설정된 개수는 정상으로 판별되는 양극층(230), 음극층(220), 분리막(215) 및 외장재층(210)의 개수를 의미할 수 있다.
이에 따라, 정상 배터리(200)'에 대응되는 X선 이미지(600')를 획득할 수 있다. X선 이미지(600')는 복수의 영역들(610'~630')을 포함할 수 있다. 복수의 영역들(610'~630')은 제1 영역(610') 내지 제3 영역(630')을 포함할 수 있다.
제1 영역(610')은 정상 배터리(200)'의 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 정상 배터리(200)'의 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 기초로 제1 기준 값(Ref1)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 정상 배터리(200)'의 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들의 평균 값(Gm1')이 제1 기준 값(Ref1)으로 설정될 수 있다.
제2 영역(620')은 정상 배터리(200)'의 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 정상 배터리(200)'의 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 기초로 제2 기준 값(Ref2)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 정상 배터리(200)'의 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들의 평균 값(Gm2')이 제2 기준 값(Ref2)으로 설정될 수 있다.
제3 영역(630')은 정상 배터리(200)'의 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 정상 배터리(200)'의 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 기초로 제3 기준 값(Ref3)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 정상 배터리(200)'의 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들의 평균 값(Gm3')이 제3 기준 값(Ref3)으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, X선 검사 장치(100)는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 데이터를 저장하는 구성이다. 예를 들어, 메모리는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 휘발성 메모리로 변형되어 실시될 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리는 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3)을 저장할 수 있다. 복수의 기준 값들(Ref1~Ref3)은 복수의 영역들(610'~630')에 각각 대응될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 기준 값과 영역의 대응관계를 나타내는 테이블 정보(650')를 저장할 수 있다.
검사 대상 배터리(200)에 대하여 X선을 조사함으로써 획득한 그레이 값을 상술한 바와 같이 설정된 제1 기준 값(Ref1), 제2 기준 값(Ref2) 및 제3 기준 값(Ref3)과 비교함으로써 검사부(140)는 검사 대상 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 양극층(230), 음극층(220), 분리막(215) 및/또는 외장재층(210)의 적층 개수 불량을 판단할 수 있다.
도 10는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 제1 배터리(810)는 이물 불량이 발생한 경우이고, 제2 배터리(840)는 전극 접힘 불량이 발생한 경우를 나타낸다.
일 실시 예에서, 제1 배터리(810)는 내부에 이물(811)이 존재할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제1 배터리(810)에 X선을 조사할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제1 배터리(810)를 투과한 X선을 검출하여, 제1 X선 이미지(820)를 획득할 수 있다. 제1 X선 이미지(820)는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 그레이 값은 제1 배터리(810)을 투과한 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 이물(811)이 존재하는 영역을 투과한 X선의 강도는 주변 영역을 투과한 X선의 강도보다 낮을 수 있다. 이 경우, 이물(811)에 대응되는 제1 X선 이미지(820)의 영역(821)에 포함된 그레이 값들은 주변 영역에 포함된 그레이 값들에 비해 더 큰 값을 가질 수 있다.
X선 검사 장치(100)는 제1 X선 이미지(820)의 그레이 값을 대응되는 기준 값과 비교하여, 제1 이진화 이미지(830)를 획득할 수 있다. 제1 이진화 이미지(830)는 복수의 픽셀 값들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀 값들 각각은 제1 값 및 제2 값 중 하나의 값을 가질 수 있다. 각 픽셀 값은 각 그레이 값을 대응되는 기준 값과 비교한 결과로, 각 그레이 값이 제1 값 및 제2 값 중 하나의 값으로 변환된 것일 수 있다. 예를 들어, 그레이 값이 대응되는 기준 값보다 크면 해당 그레이 값은 제1 값의 픽셀 값으로 변환되고, 그레이 값이 대응되는 기준 값보다 작거나 같으면 해당 그레이 값은 제2 값의 픽셀 값으로 변환될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 값은 0의 값이고, 제2 값은 255의 값일 수 있다. 픽셀 값은 낮을수록 어두운 것을 나타낼 수 있다.
여기서, 이물(811)에 대응되는 영역(821)의 그레이 값들은 기준 값보다 큰 것일 수 있다. 이 경우, 해당 그레이 값들은 제1 값의 픽셀 값들로 변환될 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제1 이진화 이미지(830)에 포함된 제1 값의 픽셀 값들 중에서 인접한 픽셀 값들을 하나의 객체(831)로 식별할 수 있다.
X선 검사 장치(100)는 객체(831)의 사이즈가 기준 사이즈 보다 큰 경우에 배터리(200)에 이물 불량이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 배터리(200)는 불량으로 분류되어 제거될 수 있다. X선 검사 장치(100)는 객체(831)의 사이즈가 기준 사이즈 보다 작거나 같은 경우에, 다른 불량이 존재하지 않으면 배터리(200)를 정상으로 판단할 수 있다. 이 경우, 배터리(200)는 정상으로 분류될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 배터리(840)는 접힌 상태의 전극층(831)이 존재할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제2 배터리(840)에 X선을 조사할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제2 배터리(840)를 투과한 X선을 검출하여, 제2 X선 이미지(850)를 획득할 수 있다. 접힌 상태의 전극층(831)이 존재하는 영역을 투과한 X선의 강도는 주변 영역을 투과한 X선의 강도보다 낮을 수 있다. 이 경우, 접힌 상태의 전극층(831)에 대응되는 제2 X선 이미지(850)의 영역(851)에 포함된 그레이 값들은 주변 영역에 포함된 그레이 값들에 비해 더 큰 값을 가질 수 있다.
X선 검사 장치(100)는 제2 X선 이미지(850)의 그레이 값을 대응되는 기준 값과 비교하여, 제2 이진화 이미지(860)를 획득할 수 있다. 제2 이진화 이미지(860)는 복수의 픽셀 값들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀 값들 각각은 제1 값 및 제2 값 중 하나의 값을 가질 수 있다.
여기서, 접힌 상태의 전극층(831)에 대응되는 영역(851)의 그레이 값들은 기준 값보다 큰 것일 수 있다. 이 경우, 해당 그레이 값들은 제1 값의 픽셀 값들로 변환될 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제2 이진화 이미지(860)에 포함된 제1 값의 픽셀 값들 중에서 인접한 픽셀 값들을 하나의 객체(861)로 식별할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, X선 검사 장치(100)는 객체(861)의 형상이 기준 형상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 기준 형상은 삼각형, 사각형, 원형, 링 형상 및 비정형적인 형상 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 객체(861)의 형상이 기준 형상이고, 객체(861)의 사이즈가 기준 사이즈 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 디스플레이, 스피커 및 통신부 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, X선 검사 장치(100)는 배터리(200)가 불량으로 판단되면, 배터리(200)가 불량인 것을 알리는 정보를 디스플레이로 표시할 수 있다. 예를 들어, X선 검사 장치(100)는 배터리(200)가 불량으로 판단되면, 배터리(200)가 불량인 것을 알리는 정보를 스피커로 출력할 수 있다. 예를 들어, X선 검사 장치(100)는 배터리(200)가 불량으로 판단되면, 배터리(200)가 불량인 것을 알리는 정보를 통신부를 통해 다른 전자 장치로 전송할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 다른 일 실시 예에 따른 제1 배터리(870)는 양극층 및 음극층의 적층 개수가 정상인 경우를 나타내는 것이고, 제2 배터리(880)는 양극층 및 음극층의 적층 개수가 불량인 경우를 나타내는 것이다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 제1 배터리(870)에 X선을 조사할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제1 배터리(870)를 투과한 X선을 검출하여, 제1 X선 이미지(875)를 획득할 수 있다. 제1 X선 이미지(875)는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 그레이 값은 제1 배터리(870)을 투과한 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 제1 X선 이미지(875) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값은 기준 값으로부터 미리 설정된 범위 이내의 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 X선 이미지(875) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값은 기준 값의 오차 상한보다는 작고 기준 값의 오차 하한보다는 큰 값일 수 있다. 이에 따라, 제1 배터리(870)는 양극층 및 음극층의 적층 개수는 정상인 것으로 판별될 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 제2 배터리(880)에 X선을 조사할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 제2 배터리(880)를 투과한 X선을 검출하여, 제2 X선 이미지(885)를 획득할 수 있다. 제2 X선 이미지(885)는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 그레이 값은 제2 배터리(880)을 투과한 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 제2 X선 이미지(885) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값은 기준 값으로부터 미리 설정된 범위를 벗어나는 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 X선 이미지(885) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값은 기준 값의 오차 상한보다 크거나 기준 값의 오차 하한보다 작은 값일 수 있다. 이에 따라, 제2 배터리(880)는 양극층 및/또는 음극층의 적층 개수는 불량인 것으로 판별될 수 있다.
예를 들어, 제2 X선 이미지(885) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 기준 값의 오차 상한보다 큰 경우, 양극층 및/또는 음극층의 적층 개수는 정상 개수보다 많을 수 있다. 제2 X선 이미지(885) 내의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값이 기준 값의 오차 하한보다 작은 경우, 양극층 및/또는 음극층의 적층 개수는 정상 개수보다 적을 수 있다.
도 11에서의 불량 여부 판단 시 양극층 및 음극층의 적층 개수를 기초로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 분리막, 외장재층과 같이 배터리에 포함되는 다른 구성들의 적층 개수의 불량 여부도 함께 고려될 수 있다.
일 실시 예에서, 기준 값은, 도 8a 내지 도 8c를 통해 설명한 바와 같이, 배터리 내에 포함된 구성들 각각의 그레이 값들의 합으로 결정될 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 기준 값은, 도 9에서 설명한 바와 같이, 정상 배터리의 구성 전체를 동시에 측정함에 따라 획득된 그레이 값일 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)의 X선 검사 방법은 배터리(200)에 X선을 조사하는 단계(910), 배터리(200)로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계(920), 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계(930), 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계(940)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 배터리(200)에 X선을 조사할 수 있다(910).
일 실시 예에서, 배터리(200)는 복수의 전극층들(220, 230) 및 복수의 전극층들(220, 230) 사이에 배치된 분리막(215)을 포함할 수 있다. 이 경우, X선을 조사하는 단계는 복수의 전극층들(220, 230)이 적층된 방향으로 X선을 조사할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극층들(220, 230)이 적층된 방향은 Z축 방향일 수 있다.
그리고, 배터리(200)로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득할 수 있다(920). 배터리(200)의 단위 영역을 투과한 투과 X선을 검출하여, 그레이 값을 획득할 수 있다. 그레이 값은 투과 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 일 실시 예에서, 그레이 값은 하나의 픽셀을 통해 획득된 센싱 신호의 레벨에 대응되는 값일 수 있다. 예를 들어, FPD 방식을 이용하는 경우, 복수의 픽셀들에 의해 각각 획득된 센싱 신호들이 그레이 값들에 대응될 수 있다. 다른 실시 예에서, 그레이 값은 TDI 방식에 따라 여러 개의 픽셀을 통해 획득된 센싱 신호들이 축적된 최종 센싱 신호의 레벨에 대응되는 값일 수 있다.
그리고, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득할 수 있다(930). X선 이미지는 행과 열 방향으로 배열된 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 그레이 값들은 p x q로 배열될 수 있다. 여기서, p 및 q는 자연수이다.
일 실시 예에서, X선 이미지를 획득하는 단계(930)는 복수 회 조사된 X선에 기초하여 복수의 X선 이미지들을 획득하는 단계 및 상기 복수의 X선 이미지들을 병합하는 단계를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 복수 회 조사된 X선은 각각 동일한 출력을 가지거나 서로 상이한 출력을 가질 수 있다.
그리고, X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다(940). 배터리(200)의 불량은 이물 불량, 전극 접힘 불량, 및 전극 개수 불량 중 하나일 수 있다.
일 실시 예에서, 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 나타내는 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값, 및 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 나타내는 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값을 저장할 수 있다. 여기서, 선택 영역은, 제1 영역 및 제2 영역 중 하나의 영역일 수 있다. 제1 기준 값은 제2 기준 값 보다 큰 값일 수 있다. 제1 영역은 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 나타내는 영역일 수 있다. 제2 영역은 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역이며, 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 제외한 영역을 나타낼 수 있다. 제1 기준 값 및 제2 기준 값은 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 기준 값은, 양극층(230)의 개수, 음극층(220)의 개수 및 분리막(215)의 개수에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다. 제2 기준 값은 음극층(220)의 개수 및 분리막(215)의 개수에 기초하여 미리 결정된 값일 수 있다.
예를 들어, 제1 기준 값 및 제2 기준 값은 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)에 대응되는 그레이 값들을 각각 측정한 후 이들을 조합함으로써 획득될 수 있다.
또는, 제1 기준 값 및 제2 기준 값은 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 미리 설정된 개수로 적층된 정상 배터리에 대한 그레이 값을 측정함으로써 획득될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값을 선택할 수 있다. 선택된 그레이 값들 중 인접한 픽셀 값들을 객체로 추출할 수 있다. 객체의 형상 및 사이즈에 기초하여 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값을 제1 값의 픽셀 값으로 변환하고, 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 작거나 같은 그레이 값을 제2 값의 픽셀 값으로 변환하는 단계, 및 제1 값의 픽셀 값 및 제2 값의 픽셀을 포함하는 이진화 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 이진화 이미지에 포함된 제1 값의 픽셀 값들 중에서 인접한 픽셀 값들을 객체로 추출하는 단계, 및 객체의 형상 및 사이즈에 기초하여 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 크면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 기준 사이즈는 미리 설정된 값이며, 예를 들어 기준 사이즈는 2x2, 1x2, 2x1 등으로 설정될 수 있다. 기준 사이즈에 대한 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 객체의 형상이 기준 형상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 형상은, 삼각형, 사각형, 원형 및 링 형상 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기준 형상에 대한 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 선택 영역에 포함된 픽셀 값들의 평균 값을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 평균 값이 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 크면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)의 X선 검사 방법은 배터리(200)에 X선을 조사하는 단계(1010), 배터리(200)로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계(1020), 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계(1030), 및 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계(1040)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 양극층(230), 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 나타내는 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값, 및 음극층(220) 및 분리막(215)이 함께 적층된 영역을 나타내는 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값을 저장할 수 있다.
이 경우, 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계는 제1 영역 및 제2 영역 중 하나의 영역을 선택 영역으로 결정하고, 평균 값이 제1 기준 값 및 제2 기준 값 중 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 크거나 작으면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
[부호의 설명]
100: X선 검사 장치
110: X선 출력부
120: X선 검출부
130: 신호 처리부
140: 검사부
150: 이송부
160: 제어부
200: 배터리
210: 외장재층
215: 분리막
220: 음극층
230: 양극층

Claims (40)

  1. 복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치된 분리막을 포함하는 배터리에 X선을 조사하는 X선 출력부;
    상기 X선 중 상기 배터리를 투과한 X선의 강도에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부;
    상기 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부; 및
    상기 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 및 상기 선택 영역에 대응되는 기준 값의 비교 결과에 기초하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 검사부;를 포함하는 X선 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 선택 영역에 포함된 상기 그레이 값들 중, 상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값 보다 큰 그레이 값들을 객체로 추출하고,
    상기 객체의 사이즈 및 형상으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 기초로 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 X선 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 크면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 객체의 형상이 기준 형상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 선택 영역에 포함된 상기 그레이 값들의 평균 값이 상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값의 오차 상한 값보다 크거나, 또는 상기 평균 값이 상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값의 오차 하한 값보다 작으면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 값은,
    정상 배터리에 대응되는 그레이 값인 X선 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 정상 배터리에 대응되는 그레이 값은,
    상기 정상 배터리에 포함되는 적어도 하나의 양극층, 적어도 하나의 음극층, 적어도 하나의 분리막 및 적어도 하나의 외장재층으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 둘 이상에 대응되는 그레이 값들의 합인 X선 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 영역들에 각각 대응되는 복수의 기준 값들을 저장하는 메모리;를 더 포함하고,
    상기 검사부는,
    상기 복수의 영역들 중 하나의 영역을 상기 선택 영역으로 결정하는 X선 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 전극층들은,
    적어도 하나의 양극층 및 상기 양극층 보다 더 큰 사이즈를 갖는 적어도 하나의 음극층을 포함하고,
    상기 복수의 영역들은,
    상기 적어도 하나의 양극층, 상기 적어도 하나의 음극층 및 상기 분리막이 함께 적층된 영역에 대응되는 제1 영역, 및 상기 적어도 하나의 음극층 및 상기 분리막이 함께 적층된 영역에 대응되는 제2 영역을 포함하는 X선 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 기준 값들 중 상기 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값은,
    상기 적어도 하나의 양극층의 개수, 상기 적어도 하나의 음극층의 개수, 및 상기 분리막의 개수에 기초하여 미리 결정된 값이고,
    상기 복수의 기준 값들 중 상기 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값은,
    상기 적어도 하나의 음극층의 개수 및 상기 분리막의 개수에 기초하여 미리 결정된 값인 X선 검사 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기준 값은,
    미리 설정된 값인 X선 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기준 값은,
    미리 설정된 영역 내의 그레이 값들의 평균 값인 X선 검사 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 미리 설정된 영역은,
    상기 X선 이미지 내에서 상기 배터리에 대응되는 전체 영역인 X선 검사 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 미리 설정된 영역은,
    상기 선택 영역인 X선 검사 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 X선 검출부는,
    상기 배터리를 투과한 X선 중, 상기 배터리의 단위 영역을 투과한 투과 X선을 서로 다른 시간에 검출하여 상기 투과 X선에 대한 센싱 신호들을 각각 획득하는 복수의 라인 스캐너들; 및
    상기 센싱 신호들이 축적된 최종 센싱 신호에 대응되는 값을, 상기 복수의 그레이 값들 중 상기 단위 영역에 대응되는 그레이 값으로 처리하는 픽셀 연산부;를 포함하는 X선 검사 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 X선 검출부는,
    각각 X선을 검출하는 복수의 픽셀들을 포함하는 평판형 디텍터를 포함하는 X선 검사 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전극층들로부터 전극 탭이 돌출되는 방향인 제1 방향으로의 상기 평판형 디텍터의 제1 길이는,
    상기 제1 방향으로의 상기 배터리의 길이보다 긴 X선 검사 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 전극층들의 적층 방향과 수직한 제2 방향으로의 상기 평판형 디텍터의 제2 길이는,
    상기 평판형 디텍터의 제1 길이보다 짧은 X선 검사 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 X선 출력부는,
    상기 복수의 전극층들이 적층된 방향으로 상기 X선을 조사하는 X선 검사 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    복수 개의 X선 이미지들을 획득한 후, 상기 X선 이미지들을 병합함으로써 최종 X선 이미지를 획득하는 X선 검사 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수 개의 X선 이미지들은,
    상기 X선 출력부로부터 조사되는 서로 다른 출력의 X선들로부터 획득되는 X선 이미지들인 X선 검사 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지의 관심 영역을 판별하고, 상기 관심 영역 내에서 상기 선택 영역을 설정하는 X선 검사 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 관심 영역은,
    상기 X선 이미지 내에서, 상기 배터리에 대응되는 영역인 X선 검사 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지 내에 포함된 미리 설정된 패턴을 기초로 상기 관심 영역을 판별하는 X선 검사 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지 내의 미리 설정된 방향으로의 그레이 값 변화를 기초로 상기 관심 영역을 판별하는 X선 검사 장치.
  26. 배터리에 X선을 조사하는 단계;
    상기 배터리로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들 각각을 상기 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 배터리는,
    복수의 전극층들 및 상기 복수의 전극층들 사이에 배치된 분리막을 포함하고,
    상기 X선을 조사하는 단계는,
    상기 복수의 전극층들이 적층된 방향으로 상기 X선을 조사하는 X선 검사 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 선택 영역에 포함된 그레이 값들 중 상기 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 큰 그레이 값을 제1 값의 픽셀 값으로 변환하고, 상기 선택 영역에 대응되는 기준 값 보다 작거나 같은 그레이 값을 제2 값의 픽셀 값으로 변환하는 단계; 및
    상기 제1 값의 픽셀 값 및 상기 제2 값의 픽셀을 포함하는 이진화 이미지를 획득하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 이진화 이미지에 포함된 제1 값의 픽셀 값들 중에서 인접한 픽셀 값들을 객체로 추출하는 단계; 및
    상기 객체의 형상 및 사이즈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 기초로 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 객체의 사이즈가 기준 사이즈 보다 크면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 객체의 형상이 기준 형상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 방법.
  32. 제26항에 있어서,
    양극층, 음극층 및 분리막이 함께 적층된 영역을 나타내는 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값, 및 음극층 및 분리막이 함께 적층된 영역을 나타내는 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값을 저장하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 선택 영역은, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 하나의 영역인 X선 검사 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1 기준 값은,
    상기 양극층의 개수, 상기 음극층의 개수 및 상기 분리막의 개수에 기초하여 미리 결정된 값이고,
    상기 제2 기준 값은,
    상기 음극층의 개수 및 상기 분리막의 개수에 기초하여 미리 결정된 값인 X선 검사 방법.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 X선 이미지를 획득하는 단계는,
    복수 회 조사된 X선에 기초하여 복수의 X선 이미지들을 획득하는 단계; 및
    상기 복수의 X선 이미지들을 병합하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 복수 회 조사된 X선은,
    서로 다른 출력을 가지는 X선 검사 방법.
  36. 배터리에 X선을 조사하는 단계;
    상기 배터리로부터 투과된 X선에 기초하여 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 X선 이미지의 선택 영역에 포함된 그레이 값들의 평균 값을 상기 선택 영역에 대응되는 기준 값과 비교하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    양극층, 음극층 및 분리막이 함께 적층된 영역을 나타내는 제1 영역에 대응되는 제1 기준 값, 및 음극층 및 분리막이 함께 적층된 영역을 나타내는 제2 영역에 대응되는 제2 기준 값을 저장하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 하나의 영역을 상기 선택 영역으로 결정하고, 상기 평균 값이 상기 제1 기준 값 및 상기 제2 기준 값 중 상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값 보다 크거나 작으면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 방법.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값의 오차 상한 값보다 크거나, 또는 상기 평균 값이 상기 선택 영역에 대응되는 상기 기준 값의 오차 하한 값보다 작으면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 기준 값은,
    정상 배터리에 대응되는 그레이 값인 X선 검사 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 정상 배터리에 대응되는 그레이 값은,
    상기 정상 배터리에 포함되는 적어도 하나의 양극층, 적어도 하나의 음극층, 적어도 하나의 분리막 및 적어도 하나의 외장재층으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 둘 이상에 대응되는 그레이 값들의 합인 X선 검사 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005228533A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Hitachi Engineering & Services Co Ltd バッテリー検査方法および装置
JP2010287442A (ja) * 2009-06-11 2010-12-24 Toyota Motor Corp 電池の検査方法及び電池の検査装置
KR101351809B1 (ko) * 2013-02-20 2014-01-27 테크밸리 주식회사 판상 피검사물의 엑스선 검사시스템 및 방법
JP2018087740A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 株式会社島津製作所 電池のｘ線検査装置
US20190207274A1 (en) * 2016-06-21 2019-07-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Battery state monitoring using ultrasonic guided waves

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005228533A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Hitachi Engineering & Services Co Ltd バッテリー検査方法および装置
JP2010287442A (ja) * 2009-06-11 2010-12-24 Toyota Motor Corp 電池の検査方法及び電池の検査装置
KR101351809B1 (ko) * 2013-02-20 2014-01-27 테크밸리 주식회사 판상 피검사물의 엑스선 검사시스템 및 방법
US20190207274A1 (en) * 2016-06-21 2019-07-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Battery state monitoring using ultrasonic guided waves
JP2018087740A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 株式会社島津製作所 電池のｘ線検査装置

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