WO2023167558A1 - X선 검사 장치 및 x선 검사 방법 - Google Patents

X선 검사 장치 및 x선 검사 방법 Download PDF

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WO2023167558A1
WO2023167558A1 PCT/KR2023/002970 KR2023002970W WO2023167558A1 WO 2023167558 A1 WO2023167558 A1 WO 2023167558A1 KR 2023002970 W KR2023002970 W KR 2023002970W WO 2023167558 A1 WO2023167558 A1 WO 2023167558A1
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battery
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ray
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region
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PCT/KR2023/002970
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김형준
신동환
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에스케이온 주식회사
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    • 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 a cathode, an anode, and a separator disposed therebetween.
  • a positive electrode, a separator, and a negative electrode may be sequentially stacked through a stacking process.
  • a defect may occur in which the alignment position of the electrodes is out of the specification range.
  • direct contact between the positive electrode and the negative electrode may cause a short circuit, which may cause problems such as failure, damage, or ignition of the battery.
  • a technology for quickly and accurately detecting defects related to alignment of electrodes 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 in a stacking direction of the positive electrode layer and the negative electrode layer to a battery including a positive electrode layer, a separator, and a negative electrode layer, and an X-ray transmitted through the battery.
  • An X-ray detector that obtains a plurality of gray values based on a line
  • a signal processor that obtains an X-ray image including a plurality of gray values, and a first portion of a cathode region including gray values indicating a cathode layer in an X-ray image.
  • An inspection unit may be configured to determine whether the battery is defective based on a distance between the edge and the second edge of the anode region including the gray values representing the cathode layer.
  • An X-ray inspection method includes irradiating X-rays to a battery including a positive electrode layer, a separator, and a negative electrode layer in a stacking direction of the positive electrode layer and the negative electrode layer, and detecting the X-rays passing through the battery.
  • obtaining a plurality of gray values obtaining an X-ray image including a plurality of gray values, and a first edge of the cathode region and the anode layer including gray values representing the cathode layer in the X-ray image
  • the method may include determining whether the battery is defective based on a distance between the second edges of the anode region including the gray values.
  • 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.
  • 3A, 3B, and 3C are views for explaining an X-ray detector according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an X-ray image according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5A is a diagram for describing a region of interest according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5B is a diagram for explaining reference information according to an 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. 7A and 7B are views for explaining defects of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 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 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 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 detector 120 may obtain a plurality of gray values based on the X-rays transmitted through the battery 200 .
  • the gray value may be inversely proportional to the intensity of the X-rays. For example, a higher gray value can be obtained as the X-ray intensity is lower.
  • the X-ray detector 120 may include a plurality of pixels. A plurality of pixels may be arranged along row and column directions. The pixel may obtain a sensing signal by detecting X-rays that have passed through the unit area of the battery 200 .
  • the pixel may include a photo-conductor that directly converts X-rays into electrical signals.
  • the pixel 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 calculator may obtain a gray value by converting the sensing signal into a digital value. The number of gray values may be equal to or proportional to the number of pixels.
  • the X-ray detector 120 may obtain a gray value using a Time Delay Integration (TDI) method or a Flat Panel Detection (FPD) method.
  • TDI Time Delay Integration
  • FPD Flat Panel Detection
  • 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. Each gray value may represent a unit area of the battery 200 .
  • 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). Here, a line may represent one row or one column. An area may include a plurality of lines.
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on the distance between the first edge of the cathode region and the second edge of the anode region in the X-ray image.
  • the cathode region may include gray values representing the cathode layer.
  • the anode region may include gray values representing the anode layer.
  • the anode region represents a region in which a cathode layer and an anode layer are stacked together, and each of gray values included in the anode region may be 30.
  • the cathode region represents a region in which the cathode layer and the anode layer are stacked together among the regions in which the cathode layers are stacked, and each of the gray values included in the cathode region may be 15.
  • the inspection unit 140 may determine an area including a gray value of 30 as an anode area and an area including a gray value of 15 as a cathode area.
  • the first edge is a portion representing the outermost boundary of the cathode region.
  • the second edge is a portion representing the outermost boundary of the anode region.
  • the defect of the battery 200 may indicate a defect related to the alignment state of electrode layers included in the battery 200 .
  • the inspection unit 140 may determine whether the battery 200 is defective based on a result of comparing a distance between the first edge of the negative electrode region and the second edge of the positive electrode region with a reference value.
  • the reference value is a value compared with the distance and may be a preset value.
  • the reference value may include a lower reference value and an upper reference value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the distance between the first edge of the negative electrode region and the second edge of the positive region is equal to or less than a lower limit reference value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the distance between the first edge of the negative electrode region and the second edge of the positive region is greater than or equal to the upper limit reference value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is normal when the distance between the first edge of the negative electrode region and the second edge of the positive region is greater than the lower limit reference value and less than the upper limit reference value.
  • the inspection unit 140 may determine an area corresponding to the battery 200 in the X-ray image.
  • the inspection unit 140 may determine an area corresponding to the battery 200 based on a preset pattern included in the X-ray image. For example, an area corresponding to the battery 200 may be set based on a pattern corresponding to an external contour of the battery 200 .
  • the inspection unit 140 may determine an area corresponding to the battery 200 based on a gray value change in a preset direction in the X-ray image. For example, on a two-dimensional X-ray image, a straight line can be drawn in the directions from upper to lower, lower to upper, left to right, and right to left, respectively, and by finding points where the gray value rapidly changes in each direction, the battery (200 ) can be set.
  • the inspection unit 140 may set a region of interest within a region corresponding to the battery 200 .
  • the inspection unit 140 may select a region of interest.
  • the region of interest may include a portion of the first edge and a portion of the second edge in the X-ray image.
  • the inspection unit 140 may measure a distance between a portion of the first edge and a portion of the second edge included in the ROI. That is, the distance between the first edge and the second edge may be measured in units of ROIs.
  • the size of the region of interest may be set in advance.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective according to a result of comparing the measured distance with the reference value.
  • the reference value may include a lower limit reference value and an upper limit reference value.
  • the inspection unit 140 may select a plurality of regions of interest. Each ROI may include a part of the first edge and a part of the second edge in the X-ray image.
  • the plurality of regions of interest may be regions corresponding to positions spaced apart by a preset interval.
  • the inspection unit 140 may measure distances between a portion of the first edge and a portion of the second edge included in each of the plurality of regions of interest.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective according to a result of comparing the average value of the measured distances with the reference value.
  • the reference value may include a lower limit reference value and an upper limit reference value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the average value of the distances is less than or equal to the lower limit reference value or the average value is greater than or equal to the upper limit reference value.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective according to a result of comparing each of the measured distances with a reference value. In this case, the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective if the number of distances that are equal to or less than the lower limit reference value among the measured distances is greater than the set number. The inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the number of distances equal to or greater than the upper limit reference value among the measured distances is greater than the set number.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may further include a memory for storing reference information.
  • the reference information may include information on a lower limit reference value and an upper limit reference value corresponding to the location of the region of interest.
  • the inspection unit 140 may determine a lower limit reference value and an upper limit reference value corresponding to the location of the ROI based on the reference information. That is, the lower limit reference value and the upper limit reference value may be differently applied according to the location of the region of interest.
  • the X-ray examination apparatus 100 may further include at least one of the transfer unit 150 and the control unit 160.
  • 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 the X-axis direction.
  • 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 210 .
  • 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 have a layer structure in which a plurality of electrode layers 220 and 230 and a separator 210 are stacked.
  • the cathode layer 220 and the anode layer 230 may be alternately stacked along the Z-axis direction.
  • a separator 210 may be positioned between the cathode layer 220 and the anode layer 230 .
  • the battery 200 may further include a cover 215 .
  • a cover 215 may be positioned on the outermost side of the cathode layer 220 .
  • the cover 215 may seal the inside of the battery 200 and protect the inside of the battery 200 from the external environment.
  • 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 210 may prevent electrical contact between the cathode layer 220 and the anode layer 230 .
  • the separator 210 may have holes formed therein to allow ions such as lithium ions to pass therethrough.
  • the separator 210 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 include 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 210 may be variously modified and implemented.
  • the X-ray output unit 110 may irradiate the battery 200 with X-rays in a stacking direction.
  • the stacking direction may be the direction in which the cathode layer 220 and the anode layer 230 are stacked.
  • the stacking direction may be a direction perpendicular to the cathode layer 220 and the anode layer 230 .
  • the stacking direction may be the Z-axis direction.
  • the X-ray output unit 110 and the X-ray detection unit 120 may be positioned with the battery 200 therebetween.
  • the X-ray output unit 110 may be located above the battery 200 and the X-ray detection unit 120 may be located below the battery 200 .
  • the X-ray output unit 110 may be located below the battery 200 and the X-ray detection unit 120 may be located above 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 210 is stacked.
  • the first battery region 210H may be a region between the boundary of the separator 210 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 210 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 210 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 cathode layer 220 may have a larger size than the anode layer 230 .
  • the separator 210 may have a size larger than that 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 anode layer 230 has a first length w1 in the X-axis direction
  • the cathode layer 220 has a second length w2 in the X-axis direction
  • the separator 210 may have a third length w3 in the X-axis direction.
  • the first length w1 may be smaller than the second length w2, and the second length w2 may be smaller than the third length w3. This is to prevent electrical contact between the cathode layer 220 and the anode layer 230 .
  • the distance w11 between the left end of the cathode layer 220 and the left end of the anode layer 230 is greater than the lower limit reference value, and the left end of the cathode layer 220 and the left end of the anode layer 230
  • the cathode layer 220 and the anode layer 230 may be aligned and stacked such that the distance w11 between them is smaller than the upper limit reference value.
  • the left ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 may contact each other. am.
  • the distance w11 between the left ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 is greater than the upper limit reference value
  • the distance w12 between the cathode layer 220 and the right ends of the anode layer 230 becomes smaller than the lower limit reference value, and there is a possibility that the right ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 contact each other.
  • the distance w11 between the left ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 or the distance w12 between the right ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 is determined through an X-ray image. Defects in the alignment of the electrode layers 220 and 230 of the battery 200 may be detected by detecting whether they fall within the reference range.
  • the X-ray output unit 110 may radiate X-rays to a boundary area of the battery 200 .
  • the boundary region may be a region including a boundary between the cathode layer 220 and the separator 210 and a boundary between the anode layer 230 and the cathode layer 220 .
  • the boundary between the cathode layer 220 and the separator 210 may be one of a left end, a right end, a front end, and a rear end of the cathode layer 220 .
  • a boundary between the anode layer 230 and the cathode layer 220 may be one of a left end, a right end, a front end, and a rear end of the anode layer 230 .
  • the boundary region may include at least one of a left boundary region, a right boundary region, a front boundary region, and a rear boundary region.
  • the left boundary region may be a region including the left end of the cathode layer 220 and the left end of the anode layer 230 .
  • X-rays may be irradiated to the plane 250LH of the left boundary area.
  • X-rays may be irradiated to pass through the end face 250L of the left boundary region in the Z-axis direction.
  • the right boundary region may be a region including the right end of the cathode layer 220 and the right end of the anode layer 230 .
  • X-rays may be irradiated to, for example, the plane 250RH of the right boundary area.
  • X-rays may be irradiated to pass through the end face 250R of the right boundary region in the Z-axis direction.
  • the shear boundary region may be a region including a front end of the cathode layer 220 and a front end of the anode layer 230 .
  • the rear boundary region may be a region including a rear end of the cathode layer 220 and a rear end of the anode layer 230 .
  • 3A, 3B, and 3C are views for explaining an X-ray detector according to an 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 is 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.
  • the X-ray detector may obtain a gray value using a 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.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an X-ray image according to an embodiment of the present disclosure.
  • an X-ray image 300 may include a plurality of gray values.
  • an X-ray image 300 may be generated by the signal processing unit 130 by detecting X-rays transmitted through the battery 200 as shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the gray value may represent the intensity of X-rays.
  • Gray values may be arranged along the row and column directions. For example, a column direction may be an X-axis direction, and a row direction may be a Y-axis direction.
  • the X-ray image 300 may include a plurality of regions 310 to 330 .
  • the plurality of regions 310 to 330 may include a separator region 310 , a cathode region 320 and an anode region 330 .
  • Each region 310 to 330 may include a plurality of gray values. That is, each area 310 to 330 may be a set of gray values at different locations.
  • the separator region 310 may represent the first battery region 210H.
  • the separator region 310 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the first battery region 210H.
  • the negative electrode region 320 may represent the second battery region 220H.
  • the cathode region 320 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the second battery region 220H.
  • the cathode region 330 may represent the third battery region 230H.
  • the anode region 330 may include gray values obtained by detecting X-rays transmitted through the third battery region 230H.
  • the intensity of X-rays varies for each region of the battery 200 . Since the gray value indicates the intensity of X-rays, the gray value may vary for each region. In this case, each region can be distinguished according to the gray value in the X-ray image.
  • the intensity of the X-rays may be inversely proportional to the gray value.
  • the gray value included in the anode region 330 may be greater than the gray value included in the cathode region 320 .
  • a gray value included in the cathode region 320 may be greater than a gray value included in the separator region 310 .
  • the intensity of X-rays may be proportional to the gray value. In the following description, it is assumed that the intensity of X-rays is inversely proportional to the gray value.
  • the left target area 350L of the X-ray image 300 may correspond to the left boundary area of the battery 200 .
  • the right target area 350R of the X-ray image 300 may correspond to the right boundary area of the battery 200 .
  • the left target region 350L and the right target region 350R may include a first edge of the cathode region 320 and a second edge of the anode region 330 , respectively.
  • the first edge is a portion representing the outermost edge or outermost boundary of the cathode region 320 .
  • the first edge may be one of a left edge, a right edge, a front edge, and a rear edge of the cathode region 320 .
  • the second edge is a portion representing the outermost edge or outermost boundary of the anode region 330 .
  • the second edge may be one of a left edge, a right edge, a front edge, and a rear edge of the anode region 330 .
  • the length d1 between edges of the anode region 330 may correspond to the first length w1 of the anode layer 230 .
  • the length d2 between edges of the cathode region 320 in the X-axis direction may correspond to the second length w2 of the cathode layer 220 .
  • the length d3 between the edges of the separator region 310 may correspond to the third length w3 of the separator 210 .
  • the distance d11 between the left edge of the cathode region 320 and the left edge of the anode region 330 may correspond to the distance w11 between the left end of the cathode layer 220 and the left end of the anode layer 230. there is.
  • the distance d12 between the right edge of the cathode region 320 and the right edge of the anode region 330 may correspond to the distance w12 between the right end of the cathode layer 220 and the right end of the anode layer 230. there is.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the distances d11 and d12 between the first edge of the cathode region 320 and the second edge of the anode region 330 are equal to or less than the lower limit reference value. . The inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the distances d11 and d12 between the first edge of the cathode region 320 and the second edge of the anode region 330 are equal to or greater than the upper limit reference value. .
  • the lower limit reference value and the upper limit reference value may be preset values. The lower limit reference value and the upper limit reference value may be stored in a memory.
  • 5A is a diagram for describing a region of interest according to an embodiment of the present disclosure.
  • the inspection unit 140 may select regions of interest 441 , 442 , and 443 .
  • the inspection unit 140 may inspect an area including a portion 441a of the first edge of the cathode region 420 and a portion 441b of the second edge of the anode region 430 in the X-ray image 400. It can be determined as the region of interest 441 .
  • the region of interest 441 may include a portion 441a of the first edge of the cathode region 420 and a portion 441b of the second edge of the anode region 430 in the X-ray image 400. .
  • the inspection unit 140 may measure a distance 111 between the portion 441a of the first edge and the portion 441b of the second edge included in the ROI 441 .
  • the inspection unit 140 may measure the distance 111 by calculating a difference between positions or coordinates of two gray values. One of the two gray values may be included in the part 441a of the first edge, and the other gray value may be included in the part 441b of the second edge.
  • 5B is a diagram for explaining reference information according to an embodiment of the present disclosure.
  • the inspection unit 140 compares the measured distances l11 to l13, l21 to l23, and l31 to l32 with reference values ref1a to ref3a and ref1b to ref3b. According to the result, the battery 200 may be determined to be defective.
  • the reference values ref1a to ref3a and ref1b to ref3b may include lower limit reference values ref1a to ref3a and upper limit reference values ref1b to ref3b.
  • the memory may store reference information 450 .
  • the reference information 450 may include information on lower limit reference values ref1a to ref3a and upper limit reference values ref1b to ref3b corresponding to the location of the region of interest.
  • the location of the region of interest is in one of the left boundary region (-x-axis direction), right boundary region (+x-axis direction), anterior boundary region (-y-axis direction), posterior boundary region (+ y-axis direction), and tap region.
  • the tab region may indicate a portion where the electrode tab is connected to the electrode layer.
  • the inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when any one of the conditions obtained by comparing the measured distance within the ROI with reference values included in the reference information 450 is not satisfied. .
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an X-ray image according to an embodiment of the present disclosure.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain an X-ray image 500 by detecting X-rays passing through the battery 200 .
  • the battery 200 may further include an electrode tab connected to one of the positive electrode layer 230 and the negative electrode layer 220 .
  • the electrode tab may be either a negative electrode tab connected to the negative electrode layer 220 or a positive electrode tab connected to the positive electrode layer 230 .
  • the inspection unit 140 may determine the cathode region 520, the anode region 530, and the electrode tab region 550 in the X-ray image 500 according to the gray values included in the X-ray image 500.
  • the electrode tab area 550 may include gray values representing electrode tabs.
  • the inspection unit 140 determines whether the battery 200 is defective based on the distance between the first edge of the cathode region 520 and the second edge of the anode region 530 in the X-ray image 500. can judge
  • the inspection unit 140 may select the first ROI 511 .
  • the first region of interest 511 may include a portion of the first edge of the cathode region 520 and a portion of the second edge of the anode region 530 .
  • the inspection unit 140 may measure a distance 111 between a portion of the first edge and a portion of the second edge included in the first ROI 511 .
  • the inspection unit 140 determines the second lower limit reference value ref2a and the second upper limit reference value ref2b corresponding to the rear boundary region (+ y-axis direction) where the first region of interest 511 is located from the reference information 450. can be loaded.
  • the inspection unit 140 determines that the battery 200 is defective when the measured distance l11 is less than or equal to the second lower limit reference value ref2a or when the measured distance l11 is greater than or equal to the second upper limit reference value ref2b. can do.
  • the inspection unit 140 may select the second ROI 531 and measure a distance l31 between edges included in the second ROI 531 .
  • the inspection unit 140 determines that the battery 200 is defective when the measured distance l31 is equal to or less than the first lower limit reference value ref1a or when the measured distance l31 is equal to or greater than the first upper limit reference value ref1b. can be judged by
  • the inspection unit 140 may select a plurality of ROI located in the same boundary area. For example, the inspection unit 140 may select a plurality of regions of interest located in the rear boundary region (+ y-axis direction). In this case, the inspection unit 140 measures distances 111 to 11n between the first edge and the second edge included in each of the plurality of regions of interest, and obtains an average value of the measured distances 111 to 11n. can be obtained The inspection unit 140 may determine that the battery 200 is defective when the average value is less than or equal to the second lower limit reference value ref2a or greater than or equal to the second upper limit reference value ref2b.
  • the inspection unit 140 determines whether the battery 200 has a defect based on the distance between the second edge of the anode region 530 and the third edge of the electrode tab region 550 in the X-ray image 500. can determine whether
  • the inspection unit 140 may select the third ROI 551 .
  • the third region of interest 551 may include a portion of the second edge of the anode region 530 and a portion of the third edge of the electrode tab region 550 .
  • the inspection unit 140 may measure a distance l51 between a portion of the second edge and a portion of the third edge included in the third ROI 551 .
  • the inspection unit 140 loads the third lower limit reference value ref3a and the third upper limit reference value ref3b corresponding to the electrode tap region 550 where a part of the third region of interest 551 is located from the reference information 450. can do.
  • the inspection unit 140 determines that the battery 200 is defective when the measured distance l51 is equal to or less than the third lower limit reference value ref3a or when the measured distance l51 is equal to or greater than the third upper limit reference value ref3b. can do.
  • FIG. 7A and 7B are views for explaining defects of a battery according to an embodiment of the present disclosure.
  • a battery 600 may include a plurality of electrode layers 620 and 630, a separator 610, and a pouch 615.
  • the plurality of electrode layers 620 and 630 may include a cathode layer 620 and an anode layer 630 .
  • the cathode layer 620 and the anode layer 630 may be alternately stacked along the Z-axis direction.
  • the anode layer 630 is aligned so as to be biased in the +X-axis direction.
  • the distance w11 between the left ends of the cathode layer 220 and the anode layer 230 is greater than the upper limit reference value, and the distance w12 between the cathode layer 220 and the right ends of the anode layer 230 may be smaller than the lower limit reference value. That is, the alignment of the electrodes of the battery 600 may be poor.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may detect the battery 600 as defective through an X-ray image of the battery 600 .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may obtain an X-ray image 600A by radiating X-rays to the battery 600 and detecting X-rays transmitted from the battery 600 .
  • the X-ray image 600A may include a separator region 610A, a cathode region 620A, and an anode region 630A.
  • the cathode region 620A of the X-ray image 600A may be a region between the boundary of the cathode layer 620 and the boundary of the anode layer 630 .
  • the anode region 630A of the X-ray image 600A may be an area inside the boundary of the anode layer 630 .
  • the left target area 650LA of the X-ray image 600A may correspond to the left boundary area 650L of the battery 600 .
  • the right target area 650RA of the X-ray image 600A may correspond to the right boundary area 650R of the battery 600 .
  • the X-ray inspection apparatus 100 may measure the distance d11 between the first edge of the cathode area 620A and the second edge of the anode area 630A included in the left target area 650LA. The X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 600 is defective when the measured distance d11 is equal to or greater than the upper limit reference value, or when the measured distance d11 is equal to or less than the lower limit reference value. Here, assuming that the measured distance d11 is equal to or greater than the upper limit reference value, the X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 600 is defective.
  • the X-ray inspection apparatus 100 measures the distance d12 between the first edge of the cathode region 620A and the second edge of the anode region 630A included in the right target region 650RA, and the measured distance ( If d12) is greater than the upper limit reference value or the measured distance d12 is less than or equal to the lower limit reference value, the battery 600 may be determined to be defective.
  • the X-ray inspection apparatus 100 may determine that the battery 600 is defective.
  • the X-ray inspection apparatus 100 can quickly and accurately detect defects in alignment of electrode layers in the batteries 200 and 600 without destroying the batteries 200 and 600.
  • FIG. 8 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 (710), and detecting the X-rays transmitted from the battery 200. (720), acquiring an X-ray image (730), and determining whether the battery 200 is defective based on the distance between the edge of the anode area and the edge of the cathode area (740). there is.
  • X-rays may be irradiated to the battery 200 in a stacking direction (710).
  • the battery 200 may include a negative electrode layer 220 , a positive electrode layer 230 and a separator 210 .
  • the cathode layer 220 may have a larger size than the anode layer 230 .
  • the stacking direction may be the direction in which the cathode layer 220 and the anode layer 230 are stacked.
  • X-rays can be penetrating electromagnetic waves.
  • a plurality of gray values may be obtained by detecting X-rays passing through the battery 200 (720). The larger the gray value, the lower the transmitted X-ray intensity.
  • An X-ray image may be acquired (730).
  • An X-ray image may include a plurality of gray values.
  • a plurality of gray values included in the X-ray image may be arranged along row and column directions.
  • the cathode region may include gray values representing the cathode layer 220 .
  • the anode region may include gray values representing the anode layer 230 .
  • a region of interest including a part of the first edge and a part of the second edge may be selected from the X-ray image.
  • a distance between a portion of the first edge and a portion of the second edge included in the ROI may be measured.
  • the battery 200 may be determined to be defective according to a result of comparing the measured distance with the reference value.
  • the reference value may include a lower reference value and an upper reference value.
  • the battery 200 in the step of determining the battery 200 to be defective, the battery 200 may be determined to be defective if the measured distance is less than or equal to the lower limit reference value or the measured distance is greater than or equal to the upper limit reference value.
  • reference information on a lower limit reference value and an upper limit reference value corresponding to the location of the region of interest may be stored.
  • a lower limit reference value and an upper limit reference value corresponding to the location of the region of interest may be determined through the reference information.
  • a plurality of regions of interest including a portion of the first edge and a portion of the second edge may be selected from the X-ray image. Distances between a portion of the first edge and a portion of the second edge included in each of the plurality of regions of interest may be measured. In addition, when the average value of the distances is less than the lower limit reference value or the average value is greater than or equal to the upper limit reference value, the battery 200 may be determined to be defective.
  • the battery 200 may further include an electrode tab connected to one of the positive electrode layer 230 and the negative electrode layer 220 .
  • an electrode tab connected to one of the positive electrode layer 230 and the negative electrode layer 220 .
  • the electrode tab area may include gray values representing electrode tabs.

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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치는 양극층, 분리막 및 음극층을 포함하는 배터리에, 양극층 및 음극층의 적층 방향으로 X선을 조사하는 X선 출력부, 배터리를 투과한 X선을 기초로 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부, 및 X선 이미지에서 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 음극 영역의 제1 에지 및 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 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 양극(cathode), 음극(anode), 및 그 사이에 배치된 분리막(separator)을 포함할 수 있다. 스태킹 공정을 통해 양극, 분리막, 음극이 순차적으로 적층될 수 있다.
스태킹 공정 중에 전극의 정렬(align) 위치가 스펙 상의 범위를 벗어나는 불량이 발생할 수 있다. 이 경우, 양극과 음극이 직접적으로 접촉함으로써 단락(쇼트)을 야기할 수 있으며, 이로 인해 배터리의 고장이나 손상, 또는 발화 등의 문제가 발생할 수 있다. 배터리의 안정성 확보와 내구성 향상을 위해, 전극의 정렬 상태에 관한 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 양극층, 분리막 및 음극층을 포함하는 배터리에, 양극층 및 음극층의 적층 방향으로 X선을 조사하는 X선 출력부, 배터리를 투과한 X선을 기초로 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부, 및 X선 이미지에서 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 음극 영역의 제1 에지 및 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리의 불량 여부를 판단하는 검사부를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법은 양극층, 분리막 및 음극층을 포함하는 배터리에, 양극층 및 음극층의 적층 방향으로 X선을 조사하는 단계, 배터리를 투과한 X선을 검출하여, 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계, 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계, 및 X선 이미지에서 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 음극 영역의 제1 에지 및 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 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 전극층의 정렬 상태에 관한 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 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 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.
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 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 검출부(120)는 배터리(200)를 투과한 X선을 기초로 복수의 그레이 값들을 획득할 수 있다. 그레이 값은 X선의 강도에 반비례할 수 있다. 예를 들어, X선의 강도가 낮을수록 더 높은 그레이 값이 획득될 수 있다.
구체적으로, X선 검출부(120)는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들은 행과 열 방향에 따라 배열될 수 있다. 픽셀은 배터리(200)의 단위 영역을 투과한 X선을 검출하여 센싱 신호를 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 픽셀은 X선을 전기적 신호로 직접 변환하는 광도전체(Photo-conductor)를 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 픽셀은 X선을 가시광선으로 변환하는 섬광체(Scintillator) 및 가시광선을 전기적 신호로 변환하는 포토다이오드(Photo-diode)를 포함할 수 있다. X선 검출부(120)는 픽셀 연산부를 포함할 수 있다. 픽셀 연산부는 센싱 신호를 디지털 값으로 변환하여, 그레이 값을 획득할 수 있다. 그레이 값의 개수는 픽셀의 개수와 같거나 비례할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검출부(120)는 TDI(Time Delay Integration) 방식 또는 FPD(Flat Panel Detection) 방식을 이용해 그레이 값을 획득할 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. 각각의 그레이 값은 배터리(200)의 단위 영역을 나타낼 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.
검사부(140)는 X선 이미지에서 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
음극 영역은 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함할 수 있다. 양극 영역은 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극 영역은 음극층 및 양극층이 함께 적층된 영역을 나타내며, 양극 영역에 포함된 그레이 값들 각각은 30일 수 있다. 예를 들어, 음극 영역은 음극층이 적층된 영역 중 음극층 및 양극층이 함께 적층된 영역을 나타내며, 음극 영역에 포함된 그레이 값들 각각은 15일 수 있다. 검사부(140)는 30의 그레이 값을 포함하는 영역을 양극 영역으로 판단하고, 15의 그레이 값을 포함하는 영역을 음극 영역으로 판단할 수 있다. 다만 이는 일 실시 예일 뿐이며, 양극 영역 또는 음극 영역에 포함된 그레이 값은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
제1 에지는 음극 영역의 최외측 경계를 나타내는 부분이다. 제2 에지는 양극 영역의 최외측 경계를 나타내는 부분이다. 여기서 배터리(200)의 불량은 배터리(200)에 포함된 전극층의 정렬 상태에 관한 불량을 나타낼 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리를 기준 값과 비교한 결과에 따라, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 기준 값은 거리와 비교되는 값이며, 미리 설정된 값일 수 있다.
일 실시 예에서, 기준 값은 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리가 하한 기준 값 이하인 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리가 상한 기준 값 이상인 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리가 하한 기준 값 보다 크고, 상한 기준 값보다 작은 경우, 배터리(200)를 정상으로 판단할 수 있다.
실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지 내에서 배터리(200)에 대응되는 영역을 판별할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지 내에 포함된 미리 설정된 패턴을 기초로 배터리(200)에 대응되는 영역을 판별할 수 있다. 예를 들어, 배터리(200)의 외부 윤곽에 대응되는 패턴을 기초로 배터리(200)에 대응되는 영역을 설정할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지 내의 미리 설정된 방향으로의 그레이 값 변화를 기초로 배터리(200)에 대응되는 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 배터리(200)에 대응되는 영역을 설정할 수 있다.
실시 예에서, 검사부(140)는 배터리(200)에 대응되는 영역 내에서 관심 영역을 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 관심 영역을 선택할 수 있다. 관심 영역은 X선 이미지에서 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분을 포함할 수 있다. 검사부(140)는 관심 영역에 포함된 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 제1 에지 및 제2 에지 사이의 거리는 관심 영역 단위로 측정될 수 있다. 관심 영역의 사이즈는 미리 설정될 수 있다.
검사부(140)는 측정된 거리와 기준 값을 비교한 결과에 따라, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 값은 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 복수의 관심 영역을 선택할 수 있다. 각 관심 영역은 X선 이미지에서 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분을 포함할 수 있다. 복수의 관심 영역들은 미리 설정된 간격만큼 이격된 위치에 해당하는 영역들일 수 있다. 검사부(140)는 복수의 관심 영역들 각각에 포함된 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분 사이의 거리들을 측정할 수 있다.
여기서, 검사부(140)는 측정된 거리들의 평균 값과 기준 값을 비교한 결과에 따라, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 값은 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 거리들의 평균 값이 하한 기준 값 이하이거나, 평균 값이 상한 기준 값 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
다른 실시 예에서, 검사부(140)는 측정된 거리들 각각과 기준 값을 비교한 결과에 따라, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 이 경우, 검사부(140)는 측정된 거리들 중에서 하한 기준 값 이하인 거리의 개수가 설정 개수 보다 많으면 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 검사부(140)는 측정된 거리들 중에서 상한 기준 값 이상인 거리의 개수가 설정 개수 보다 많으면 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 검사 장치(100)는 기준 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 기준 정보는 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 검사부(140)는 기준 정보를 통해, 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 결정할 수 있다. 즉, 관심 영역의 위치에 따라 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 다르게 적용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 이송부(150) 및 제어부(160) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 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 X축 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(210)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 복수의 전극층들(220, 230) 및 분리막(210)이 적층되는 층 구조로 형성될 수 있다. 음극층(220) 및 양극층(230)은 Z축 방향을 따라 번갈아가면서 적층될 수 있다. 음극층(220) 및 양극층(230) 사이에는 분리막(210)이 위치할 수 있다. 배터리(200)는 커버(215)를 더 포함할 수 있다. 음극층(220)의 최외측에는 커버(215)가 위치할 수 있다. 커버(215)는 배터리(200)의 내부를 밀봉하고, 배터리(200)의 내부를 외부 환경으로부터 보호할 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(210)은 음극층(220) 및 양극층(230) 간 전기적 접촉을 방지할 수 있다. 분리막(210)은 리튬 이온 등의 이온이 통과할 수 있도록 내부에 구멍이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 분리막(210)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 포함할 수 있다.
한편, 음극층(220), 양극층(230) 및 분리막(210) 각각의 개수는 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
일 실시 예에서, X선 출력부(110)는 배터리(200)에 적층 방향으로 X선을 조사할 수 있다. 적층 방향은 음극층(220) 및 양극층(230)이 적층된 방향일 수 있다. 적층 방향은 음극층(220) 및 양극층(230)에 수직하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 적층 방향은 Z축 방향일 수 있다. 이를 위해, X선 출력부(110) 및 X선 검출부(120)는 배터리(200)를 사이에 두고 위치할 수 있다. 예를 들어, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 상부에 위치하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)의 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 하부에 위치하고, X선 검출부(120)는 배터리(200)의 상부에 위치할 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(210)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(210)의 경계와 음극층(220)의 경계 사이의 영역일 수 있다.
제2 배터리 영역(220H)은 음극층(220) 및 분리막(210)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(210)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)은 양극층(230)의 사이즈 보다 더 큰 사이즈를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 분리막(210)은 음극층(220)의 사이즈보다 더 큰 사이즈를 가질 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.
도 2a 및 도 2b를 참조하여, 일 실시 예에서, 양극층(230)은 X축 방향으로 제1 길이(w1)를 갖고, 음극층(220)은 X축 방향으로 제2 길이(w2)를 갖고, 분리막(210)은 X축 방향으로 제3 길이(w3)를 가질 수 있다. 제1 길이(w1)은 제2 길이(w2) 보다 작고, 제2 길이(w2)은 제3 길이(w3) 보다 작을 수 있다. 이는 음극층(220)과 양극층(230)의 전기적인 접촉을 방지하기 위함이다.
일 실시 예에서, 음극층(220)의 좌측단과 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)는 하한 기준 값보다 크고, 음극층(220)의 좌측단과 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)는 상한 기준 값보다 작은 상태가 되도록, 음극층(220)과 양극층(230)이 정렬되어 적층될 수 있다.
만약 음극층(220) 및 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)가 하한 기준 값 보다 작다면 음극층(220) 및 양극층(230)의 좌측단들이 서로 접촉할 가능성이 있기 때문이다. 또한, 만약 음극층(220) 및 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)가 상한 기준 값 보다 크다면, 음극층(220) 및 양극층(230)의 우측단 사이의 거리(w12)가 하한 기준 값보다 작아지게 되어, 음극층(220) 및 양극층(230)의 우측단들이 서로 접촉할 가능성이 있기 때문이다.
본 개시에서는 X선 이미지를 통해 음극층(220) 및 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11) 또는 음극층(220) 및 양극층(230)의 우측단 사이의 거리(w12)가 기준 범위 이내에 속하는지 여부를 검출하여, 배터리(200)의 전극층들(220, 230)의 정렬 상태에 관한 불량을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 출력부(110)는 배터리(200)의 경계 영역에 X선을 조사할 수 있다. 경계 영역은 음극층(220) 및 분리막(210)의 경계와, 양극층(230) 및 음극층(220)의 경계를 포함하는 영역일 수 있다. 여기서, 음극층(220) 및 분리막(210)의 경계는 음극층(220)의 좌측단, 우측단, 전단 및 후단 중 하나일 수 있다. 양극층(230) 및 음극층(220)의 경계는 양극층(230)의 좌측단, 우측단, 전단 및 후단 중 하나일 수 있다. 여기서, 경계 영역은 좌측 경계 영역, 우측 경계 영역, 전단 경계 영역, 후단 경계 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
좌측 경계 영역은 음극층(220)의 좌측단 및 양극층(230)의 좌측단을 포함하는 영역일 수 있다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 예를 들어, 좌측 경계 영역의 평면(250LH)에 X선이 조사될 수 있다. 또한, Z축 방향으로 좌측 경계 영역의 단면(250L)을 통과하도록 X선이 조사될 수 있다.
우측 경계 영역은 음극층(220)의 우측단 및 양극층(230)의 우측단을 포함하는 영역일 수 있다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 예를 들어, 우측 경계 영역의 평면(250RH)에 X선이 조사될 수 있다. 또한, Z축 방향으로 우측 경계 영역의 단면(250R)을 통과하도록 X선이 조사될 수 있다.
전단 경계 영역은 음극층(220)의 전단 및 양극층(230)의 전단을 포함하는 영역일 수 있다. 후단 경계 영역은 음극층(220)의 후단 및 양극층(230)의 후단을 포함하는 영역일 수 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 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 3c와 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 3c에 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.
다른 일 실시 예에서, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와는 달리, X선 검출부는 TDI 방식을 이용하여 그레이 값을 획득할 수도 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.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 X선 이미지(300)는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b와 같은 배터리(200)를 투과한 X선을 검출하여 신호 처리부(130)에 의해 X선 이미지(300)가 생성될 수 있다. 그레이 값은 X선의 강도를 나타낼 수 있다. 그레이 값은 행과 열 방향에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 열 방향은 X축 방향이고, 행 방향은 Y축 방향일 수 있다.
X선 이미지(300)는 복수의 영역들(310~330)을 포함할 수 있다. 복수의 영역들(310~330)은 분리막 영역(310), 음극 영역(320) 및 양극 영역(330)을 포함할 수 있다. 각 영역(310~330)은 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. 즉, 각 영역(310~330)은 서로 다른 위치에 있는 그레이 값들의 집합일 수 있다.
분리막 영역(310)은 제1 배터리 영역(210H)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 분리막 영역(310)은 제1 배터리 영역(210H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 음극 영역(320)은 제2 배터리 영역(220H)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 음극 영역(320)은 제2 배터리 영역(220H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다. 양극 영역(330)은 제3 배터리 영역(230H)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 양극 영역(330)은 제3 배터리 영역(230H)을 투과한 X선을 검출하여 획득된 그레이 값들을 포함할 수 있다.
한편, 제3 배터리 영역(230H)과 같이 분리막(210), 음극층(220) 및 양극층(230)이 함께 중첩된 영역을 투과한 X선의 강도는 제2 배터리 영역(220H)과 같이 분리막(210) 및 음극층(220)이 함께 중첩된 영역을 투과한 X선의 강도 보다 더 작을 수 있다. 영역을 구성하는 물질이 다르기 때문이다. 이에 따라, 배터리(200)의 영역 마다 X선의 강도가 달라지게 된다. 그레이 값은 X선의 강도를 나타내므로 영역 마다 그레이 값이 달라지게 될 수 있다. 이 경우, X선 이미지에서 그레이 값에 따라 각각의 영역을 구별할 수 있다.
일 실시 예에서, X선의 강도는 그레이 값에 반비례할 수 있다. 이 경우, 양극 영역(330)에 포함된 그레이 값은 음극 영역(320)에 포함된 그레이 값 보다 큰 값일 수 있다. 음극 영역(320)에 포함된 그레이 값은 분리막 영역(310)에 포함된 그레이 값 보다 큰 값일 수 있다. 다만, 이는 일 실시 예일 뿐이며, X선의 강도는 그레이 값에 비례할 수 있다. 이하에서는 X선의 강도는 그레이 값에 반비례하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
한편, X선 이미지(300)의 좌측 타겟 영역(350L)은 배터리(200)의 좌측 경계 영역에 대응될 수 있다. X선 이미지(300)의 우측 타겟 영역(350R)은 배터리(200)의 우측 경계 영역에 대응될 수 있다. 좌측 타겟 영역(350L) 및 우측 타겟 영역(350R)은 각각 음극 영역(320)의 제1 에지 및 양극 영역(330)의 제2 에지를 포함할 수 있다. 제1 에지는 음극 영역(320)의 최외측 가장자리 또는 최외측 경계를 나타내는 부분이다. 제1 에지는 음극 영역(320)의 좌측 에지, 우측 에지, 전단 에지, 후단 에지 중 하나일 수 있다. 제2 에지는 양극 영역(330)의 최외측 가장자리 또는 최외측 경계를 나타내는 부분이다. 제2 에지는 양극 영역(330)의 좌측 에지, 우측 에지, 전단 에지, 후단 에지 중 하나일 수 있다.
X축 방향에 대해, 양극 영역(330)의 에지들 간 길이(d1)는 양극층(230)의 제1 길이(w1)에 대응될 수 있다. X축 방향에 대해, X축 방향의 음극 영역(320)의 에지들 간 길이(d2)는 음극층(220)의 제2 길이(w2)에 대응될 수 있다. X축 방향에 대해, 분리막 영역(310)의 에지들 간 길이(d3)는 분리막(210)의 제3 길이(w3)에 대응될 수 있다.
음극 영역(320)의 좌측 에지 및 양극 영역(330)의 좌측 에지 사이의 거리(d11)는 음극층(220)의 좌측단과 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)에 대응될 수 있다. 음극 영역(320)의 우측 에지 및 양극 영역(330)의 우측 에지 사이의 거리(d12)는 음극층(220)의 우측단과 양극층(230)의 우측단 사이의 거리(w12)에 대응될 수 있다.
검사부(140)는 음극 영역(320)의 제1 에지 및 양극 영역(330)의 제2 에지 사이의 거리(d11, d12)가 하한 기준 값 이하이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 검사부(140)는 음극 영역(320)의 제1 에지 및 양극 영역(330)의 제2 에지 사이의 거리(d11, d12)가 상한 기준 값 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 하한 기준 값 및 상한 기준 값은 미리 설정된 값일 수 있다. 하한 기준 값 및 상한 기준 값은 메모리에 저장될 수 있다.
도 5a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 검사부(140)는 관심 영역(441, 442, 443)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 X선 이미지(400)에서 음극 영역(420)의 제1 에지의 일부분(441a) 및 양극 영역(430)의 제2 에지의 일부분(441b)을 포함하는 영역을 관심 영역(441)으로 결정할 수 있다. 이 경우, 관심 영역(441)은 X선 이미지(400)에서 음극 영역(420)의 제1 에지의 일부분(441a) 및 양극 영역(430)의 제2 에지의 일부분(441b)을 포함할 수 있다.
검사부(140)는 관심 영역(441)에 포함된 제1 에지의 일부분(441a) 및 제2 에지의 일부분(441b) 사이의 거리(l11)를 측정할 수 있다. 검사부(140)는 두 그레이 값들의 위치 또는 좌표 사이의 차이를 계산하여 거리(l11)를 측정할 수 있다. 두 그레이 값들 중 어느 하나의 그레이 값은 제1 에지의 일부분(441a)에 포함되며, 다른 하나의 그레이 값은 제2 에지의 일부분(441b)에 포함될 수 있다.
도 5b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기준 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 검사부(140)는 측정된 거리(l11~l13, l21~l23, l31~l32)와 기준 값(ref1a~ref3a, ref1b~ref3b)을 비교한 결과에 따라, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준 값(ref1a~ref3a, ref1b~ref3b)은 하한 기준 값(ref1a~ref3a) 및 상한 기준 값(ref1b~ref3b)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리는 기준 정보(450)를 저장할 수 있다. 기준 정보(450)는 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값(ref1a~ref3a) 및 상한 기준 값(ref1b~ref3b)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 관심 영역의 위치는 좌측 경계 영역(- x축 방향), 우측 경계 영역(+ x축 방향), 전단 경계 영역(- y축 방향), 후단 경계 영역(+ y축 방향) 및 탭 영역 중 하나에 포함될 수 있다. 탭 영역은 전극 탭이 전극층에 연결되는 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 관심 영역 내 측정 거리와 기준 정보(450)에 포함된 기준 값들을 비교한 조건들 중 어느 하나라도 만족하지 않을 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 배터리(200)를 투과한 X선을 검출하여 X선 이미지(500)를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)는 양극층(230) 및 음극층(220) 중 하나에 연결된 전극 탭을 더 포함할 수 있다. 전극 탭은 음극층(220)에 연결된 음극 탭 또는 양극층(230)에 연결된 양극 탭 중에서 하나일 수 있다.
검사부(140)는 X선 이미지(500)에 포함된 그레이 값들에 따라 X선 이미지(500)에서 음극 영역(520), 양극 영역(530) 및 전극 탭 영역(550)을 판단할 수 있다. 전극 탭 영역(550)은 전극 탭을 나타내는 그레이 값들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지(500)에서 음극 영역(520)의 제1 에지 및 양극 영역(530)의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 검사부(140)는 제1 관심 영역(511)을 선택할 수 있다. 제1 관심 영역(511)은 음극 영역(520)의 제1 에지의 일부분 및 양극 영역(530)의 제2 에지의 일부분을 포함할 수 있다. 검사부(140)는 제1 관심 영역(511)에 포함된 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분 사이의 거리(l11)를 측정할 수 있다.
검사부(140)는 기준 정보(450)로부터 제1 관심 영역(511)이 위치한 후단 경계 영역(+ y축 방향)에 대응되는 제2 하한 기준 값(ref2a) 및 제2 상한 기준 값(ref2b)을 로딩할 수 있다.
검사부(140)는 측정된 거리(l11)가 제2 하한 기준 값(ref2a) 이하이거나, 또는 측정된 거리(l11)가 제2 상한 기준 값(ref2b) 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
같은 방식으로, 검사부(140)는 제2 관심 영역(531)을 선택하고, 제2 관심 영역(531)에 포함된 에지들 사이의 거리(l31)를 측정할 수 있다. 그리고, 검사부(140)는 측정된 거리(l31)가 제1 하한 기준 값(ref1a) 이하이거나, 또는 측정된 거리(l31)가 제1 상한 기준 값(ref1b) 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 같은 경계 영역에 위치한 복수의 관심 영역을 선택할 수 있다. 예를 들어, 검사부(140)는 후단 경계 영역(+ y축 방향)에 위치한 복수의 관심 영역들을 선택할 수 있다. 이 경우, 검사부(140)는 복수의 관심 영역들 각각에 포함된 제1 에지 및 제2 에지 사이의 거리들(l11~l1n)을 측정하고, 측정된 거리들(l11~l1n)의 평균 값을 획득할 수 있다. 검사부(140)는 평균 값이 제2 하한 기준 값(ref2a) 이하이거나, 또는 평균 값이 제2 상한 기준 값(ref2b) 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 검사부(140)는 X선 이미지(500)에서 양극 영역(530)의 제2 에지 및 전극 탭 영역(550)의 제3 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 검사부(140)는 제3 관심 영역(551)을 선택할 수 있다. 제3 관심 영역(551)은 양극 영역(530)의 제2 에지의 일부분 및 전극 탭 영역(550)의 제3 에지의 일부분을 포함할 수 있다. 검사부(140)는 제3 관심 영역(551)에 포함된 제2 에지의 일부분 및 제3 에지의 일부분 사이의 거리(l51)를 측정할 수 있다.
검사부(140)는 기준 정보(450)로부터 제3 관심 영역(551)의 일부가 위치한 전극 탭 영역(550)에 대응되는 제3 하한 기준 값(ref3a) 및 제3 상한 기준 값(ref3b)을 로딩할 수 있다.
검사부(140)는 측정된 거리(l51)가 제3 하한 기준 값(ref3a) 이하이거나, 또는 측정된 거리(l51)가 제3 상한 기준 값(ref3b) 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배터리의 불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배터리(600)는 복수의 전극층들(620, 630), 분리막(610) 및 파우치(615)를 포함할 수 있다. 복수의 전극층들(620, 630)은 음극층(620) 및 양극층(630)을 포함할 수 있다. 음극층(620) 및 양극층(630)은 Z축 방향을 따라 번갈아가면서 적층될 수 있다.
여기서, 양극층(630)은 + X축 방향으로 치우치도록 정렬된 것을 가정하도록 한다. 이 경우, 음극층(220) 및 양극층(230)의 좌측단 사이의 거리(w11)는 상한 기준 값 보다 크고, 음극층(220) 및 양극층(230)의 우측단 사이의 거리(w12)는 하한 기준 값 보다 작아질 수 있다. 즉, 배터리(600)는 전극의 정렬 상태가 불량일 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, X선 검사 장치(100)는 배터리(600)에 대한 X선 이미지를 통해 배터리(600)를 불량으로 검출할 수 있다.
도 7b를 참조하면, X선 검사 장치(100)는 배터리(600)에 X선을 조사하고, 배터리(600)로부터 투과된 X선을 검출하여 X선 이미지(600A)를 획득할 수 있다. X선 이미지(600A)는 분리막 영역(610A), 음극 영역(620A) 및 양극 영역(630A)을 포함할 수 있다.
X선 이미지(600A)의 음극 영역(620A)은 음극층(620)의 경계와 양극층(630)의 경계 사이의 영역일 수 있다. X선 이미지(600A)의 양극 영역(630A)은 양극층(630)의 경계 내부의 영역일 수 있다.
X선 이미지(600A)의 좌측 타겟 영역(650LA)은 배터리(600)의 좌측 경계 영역(650L)에 대응될 수 있다. X선 이미지(600A)의 우측 타겟 영역(650RA)은 배터리(600)의 우측 경계 영역(650R)에 대응될 수 있다.
X선 검사 장치(100)는 좌측 타겟 영역(650LA)에 포함된 음극 영역(620A)의 제1 에지 및 양극 영역(630A)의 제2 에지 사이의 거리(d11)를 측정할 수 있다. X선 검사 장치(100)는 측정된 거리(d11)가 상한 기준 값 이상이거나, 또는 측정된 거리(d11)가 하한 기준 값 이하이면 배터리(600)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 측정된 거리(d11)가 상한 기준 값 이상인 것을 가정하면, X선 검사 장치(100)는 배터리(600)를 불량으로 판단할 수 있다.
X선 검사 장치(100)는 우측 타겟 영역(650RA)에 포함된 음극 영역(620A)의 제1 에지 및 양극 영역(630A)의 제2 에지 사이의 거리(d12)를 측정하고, 측정된 거리(d12)가 상한 기준 값 이상이거나, 또는 측정된 거리(d12)가 하한 기준 값 이하이면 배터리(600)를 불량으로 판단할 수 있다. 여기서, 측정된 거리(d12)가 하한 기준 값 이하인 것을 가정하면, X선 검사 장치(100)는 배터리(600)를 불량으로 판단할 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)는 배터리(200, 600)의 파괴 없이 배터리(200, 600) 내에 전극층의 정렬 상태에 관한 불량을 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 X선 검사 장치(100)의 X선 검사 방법은 배터리(200)에 X선을 조사하는 단계(710), 배터리(200)로부터 투과된 X선을 검출하는 단계(720), X선 이미지를 획득하는 단계(730) 및 양극 영역의 에지 및 음극 영역의 에지 사이의 거리에 기초하여 배터리(200)의 불량 여부를 판단하는 단계(740)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 배터리(200)에 적층 방향으로 X선을 조사할 수 있다(710).
배터리(200)는 음극층(220), 양극층(230) 및 분리막(210)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 음극층(220)은 양극층(230)의 사이즈 보다 더 큰 사이즈를 가질 수 있다. 적층 방향은 음극층(220) 및 양극층(230)이 적층된 방향일 수 있다. X선은 투과성이 있는 전자기파일 수 있다.
그리고, 배터리(200)를 투과한 X선을 검출하여, 복수의 그레이 값들을 획득할 수 있다(720). 그레이 값이 큰 값일수록 투과된 X선의 강도가 더 낮은 것을 나타낼 수 있다.
그리고, X선 이미지를 획득할 수 있다(730). X선 이미지는 복수의 그레이 값들을 포함할 수 있다. X선 이미지에 포함된 복수의 그레이 값들은 행과 열 방향에 따라 배열될 수 있다.
그리고, X선 이미지에서 음극 영역의 제1 에지 및 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다(740). 음극 영역은 음극층(220)을 나타내는 그레이 값들을 포함할 수 있다. 양극 영역은 양극층(230)을 나타내는 그레이 값들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 이미지에서 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분을 포함하는 관심 영역을 선택할 수 있다. 그리고, 관심 영역에 포함된 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분 사이의 거리를 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 거리와 기준 값을 비교한 결과에 따라, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 기준 값은 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리(200)를 불량으로 판단하는 단계는 측정된 거리가 하한 기준 값 이하이거나, 또는 측정된 거리가 상한 기준 값 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값에 대한 기준 정보를 저장할 수 있다. 이 경우, 기준 정보를 통해, 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, X선 이미지에서 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분을 각각 포함하는 복수의 관심 영역을 선택할 수 있다. 복수의 관심 영역들 각각에 포함된 제1 에지의 일부분 및 제2 에지의 일부분 사이의 거리들을 측정할 수 있다. 그리고, 거리들의 평균 값이 하한 기준 값 이하이거나, 평균 값이 상한 기준 값 이상이면, 배터리(200)를 불량으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(200)는 양극층(230) 및 음극층(220) 중 하나에 연결된 전극 탭을 더 포함할 수 있다. 이 경우, X선 이미지에서 제2 에지 및 전극 탭 영역의 제3 에지 사이의 거리에 기초하여, 배터리(200)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 전극 탭 영역은 전극 탭을 나타내는 그레이 값들을 포함할 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: 분리막
220: 음극층
230: 양극층

Claims (22)

  1. 양극층, 분리막 및 음극층을 포함하는 배터리에, 상기 양극층 및 상기 음극층의 적층 방향으로 X선을 조사하는 X선 출력부;
    상기 배터리를 투과한 상기 X선을 기초로 복수의 그레이 값들을 획득하는 X선 검출부;
    상기 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 신호 처리부; 및
    상기 X선 이미지에서 상기 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 음극 영역의 제1 에지 및 상기 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 검사부;를 포함하는 X선 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분을 포함하는 관심 영역을 선택하고,
    상기 관심 영역에 포함된 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분 사이의 거리를 측정하고,
    상기 측정된 거리와 기준 값을 비교한 결과에 따라, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 값은, 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함하고,
    상기 검사부는,
    상기 측정된 거리가 상기 하한 기준 값 이하이거나, 또는 상기 측정된 거리가 상기 상한 기준 값 이상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값에 대한 기준 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 검사부는,
    상기 기준 정보를 통해, 상기 관심 영역의 위치에 대응되는 상기 하한 기준 값 및 상기 상한 기준 값을 결정하는 X선 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분을 각각 포함하는 복수의 관심 영역을 선택하고,
    상기 복수의 관심 영역들 각각에 포함된 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분 사이의 거리들을 측정하고,
    상기 거리들의 평균 값이 하한 기준 값 이하이거나, 상기 평균 값이 상한 기준 값 이상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는, 상기 양극층 및 상기 음극층 중 하나에 연결된 전극 탭을 더 포함하고,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제2 에지 및 상기 전극 탭을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 전극 탭 영역의 제3 에지 사이의 거리에 기초하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 X선 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 음극층은,
    상기 양극층의 사이즈 보다 더 큰 사이즈를 갖는 X선 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 X선 출력부는,
    상기 배터리 중에서 상기 음극층 및 상기 분리막의 경계와 상기 양극층 및 상기 음극층의 경계를 포함하는 경계 영역에 상기 적층 방향으로 상기 X선을 조사하는 X선 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 X선 검출부는,
    각각 X선을 검출하는 복수의 픽셀들을 포함하는 평판형 디텍터를 포함하는 X선 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양극층 또는 상기 음극층으로부터 양극 탭 또는 음극 탭이 돌출되는 방향인 제1 방향으로의 상기 평판형 디텍터의 제1 길이는,
    상기 제1 방향으로의 상기 배터리의 길이보다 긴 X선 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 양극층 및 상기 음극층의 적층 방향과 수직한 제2 방향으로의 상기 평판형 디텍터의 제2 길이는,
    상기 평판형 디텍터의 제1 길이보다 짧은 X선 검사 장치.
  12. 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.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지 내에서 상기 배터리에 대응되는 영역을 판별하고, 상기 배터리에 대응되는 영역 내에서 상기 선택 영역을 설정하는 X선 검사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지 내에 포함된 미리 설정된 패턴을 기초로 상기 관심 영역을 판별하는 X선 검사 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 X선 이미지 내의 미리 설정된 방향으로의 그레이 값 변화를 기초로 상기 관심 영역을 판별하는 X선 검사 장치.
  16. 양극층, 분리막 및 음극층을 포함하는 배터리에, 상기 양극층 및 상기 음극층의 적층 방향으로 X선을 조사하는 단계;
    상기 배터리를 투과한 X선을 검출하여, 복수의 그레이 값들을 획득하는 단계;
    상기 복수의 그레이 값들을 포함하는 X선 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 X선 이미지에서 상기 음극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 음극 영역의 제1 에지 및 상기 양극층을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 양극 영역의 제2 에지 사이의 거리에 기초하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분을 포함하는 관심 영역을 선택하는 단계;
    상기 관심 영역에 포함된 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분 사이의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 거리와 기준 값을 비교한 결과에 따라, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기준 값은, 하한 기준 값 및 상한 기준 값을 포함하고,
    상기 배터리를 불량으로 판단하는 단계는,
    상기 측정된 거리가 상기 하한 기준 값 이하이거나, 또는 상기 측정된 거리가 상기 상한 기준 값 이상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 X선 검사 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 관심 영역의 위치에 대응되는 하한 기준 값 및 상한 기준 값에 대한 기준 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 기준 정보를 통해, 상기 관심 영역의 위치에 대응되는 상기 하한 기준 값 및 상기 상한 기준 값을 결정하는 단계;를 더 포함하는 X선 검사 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분을 각각 포함하는 복수의 관심 영역을 선택하는 단계;
    상기 복수의 관심 영역들 각각에 포함된 상기 제1 에지의 일부분 및 상기 제2 에지의 일부분 사이의 거리들을 측정하는 단계; 및
    상기 거리들의 평균 값이 하한 기준 값 이하이거나, 상기 평균 값이 상한 기준 값 이상이면, 상기 배터리를 불량으로 판단하는 단계;를 포함하는 X선 검사 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 배터리는, 상기 양극층 및 상기 음극층 중 하나에 연결된 전극 탭을 더 포함하고,
    상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 X선 이미지에서 상기 제2 에지 및 상기 전극 탭을 나타내는 그레이 값들을 포함하는 전극 탭 영역의 제3 에지 사이의 거리에 기초하여, 상기 배터리의 불량 여부를 판단하는 X선 검사 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 음극층은,
    상기 양극층의 사이즈 보다 더 큰 사이즈를 갖는 X선 검사 방법.
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