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KR102547866B1 - 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치 - Google Patents

접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치 Download PDF

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KR102547866B1
KR102547866B1 KR1020230031640A KR20230031640A KR102547866B1 KR 102547866 B1 KR102547866 B1 KR 102547866B1 KR 1020230031640 A KR1020230031640 A KR 1020230031640A KR 20230031640 A KR20230031640 A KR 20230031640A KR 102547866 B1 KR102547866 B1 KR 102547866B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing surface
jig
secondary battery
pouch
type secondary
Prior art date
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Active
Application number
KR1020230031640A
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English (en)
Inventor
최홍준
조현우
윤경한
양소희
Original Assignee
주식회사 제이디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020230031640A priority Critical patent/KR102547866B1/ko
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 발명은 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 통해 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 고정한 후, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 접촉 가열부로 파우치형 이차전지의 씰링면을 가열하여 씰링면에 대한 적외선 열화상의 분석을 통해 파우치형 이차전지의 씰링면의 결함여부를 검사한다. 이 경우 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 사용함으로써, 얇고 펄럭거리는 필름 재질로 이루어진 파우치형 이차전지의 검사영역을 손상 없이 평평하게 움직이지 않게 고정할 수 있기 때문에 얇고 펄럭거리는 필름 재질로 인해 굴곡이 발생하여 두께나 높이 차이로 인해 적외선 열화상이 흐려지거나 초점이 안 맞게 되는 현상을 방지할 수 있어 정확한 적외선 열화상 획득이 가능하고, 이로 인해 씰링면에 대한 정확한 검사가 이루어질 수 있다. 또한 접촉 가열부를 통해 가열하는 경우, 접촉 가열부를 PI 필름 히터와 알루미늄 플레이트로 구현할 수 있어, 대량 검사 시 열에너지원으로 레이저를 사용하는 경우보다 제조비용을 줄일 수 있다.

Description

접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치{Jig and device for inspecting sealing surface of pouch-type secondary battery for contact heating}
본 발명은 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치에 관한 것이다.
이차전지는 집전체인 전극 기판의 표면에 활물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하고, 그 사이에 분리막을 개재하여 전극 조립체를 만든 다음, 전극 조립체를 전해액과 함께 전지 케이스에 밀봉 수납하는 과정을 거쳐 제조된다.
이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 각형, 원통형, 파우치형 등을 들 수 있다. 일반적으로, 파우치형 이차전지는 수지층과 금속층으로 구성된 라미네이트 필름 형태의 파우치형 케이스 내부에 전극 조립체와 전해질을 넣고 씰링하여(sealing) 만든다. 파우치형 케이스의 씰링은 상부 파우치와 하부 파우치의 외주면을 열융착 등에 의해 서로 접착됨으로써 이루어진다.
이러한 파우치형 이차전지의 제공 공정 중 외부로부터 물리적 충격이 가해지거나 제조 공정 상 결함이 있는 경우 등 여러 가지 원인에 의해 씰링이 이루어진 씰링면에 균열, 구멍, 틈과 같은 결함이 발생할 수 있다. 이러한 결함은 이차전지의 성능을 저하시킬 수 있으므로 씰링면에 대한 검사가 필요하다.
씰링면에 대한 검사 방법으로, 본 출원인의 등록특허 제10-2501893에 개시된, 이차전지의 전극 표면 및 코팅 상태를 적외선 열화상을 분석하여 파악하는 기술을 사용할 수 있다. 다만, 파우치형 케이스가 얇고 펄럭거리는 필름 재질이라, 이러한 기술을 사용하기 위해서는, 파우치형 이차전지의 검사영역(씰링면)을 고정할 지그가 필요하다.
이러한 지그로 검사영역이 노출된 상태로 파우치형 이차전지를 고정해야 하는데, 파우치형 케이스는 얇고 펄럭거리는 필름 재질이기 때문에 고정이 까다롭다. 검사영역이 제대로 고정되지 않으면 두께나 높이 차이가 발생하여 열화상이 흐려지거나 초점이 안 맞게 되어 정확한 열화상 획득이 안 되고, 결국 씰링면에 대한 정확한 검사가 이루어질 수 없다.
한국등록특허(10-2501893)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그는,
파우치형 이차전지의 씰링면을 지지하는 지그용 프레임;
상기 지그용 프레임에 상대이동 가능하게 연결되고 상기 파우치형 이차전지의 씰링면에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 상기 파우치형 이차전지를 상기 지그용 프레임에 고정하는 고정용 블록;
상기 지그용 프레임과 상기 고정용 블록에 연결되며, 상기 고정용 블록을 이동시키는 블록 이동부재; 및
상기 지그용 프레임에 지지되며, 상기 씰링면의 하면에 접촉되어 상기 씰링면을 가열하는 접촉 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
파우치형 이차전지의 씰링면을 지지하는 지그용 프레임과; 상기 지그용 프레임에 상대이동 가능하게 연결되고 상기 파우치형 이차전지의 씰링면에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 상기 파우치형 이차전지를 상기 지그용 프레임에 고정하는 고정용 블록과; 상기 지그용 프레임과 상기 고정용 블록에 연결되며, 상기 고정용 블록을 이동시키는 블록 이동부재과; 상기 지그용 프레임에 지지되며, 상기 씰링면의 하면에 접촉되어 상기 씰링면을 가열하는 접촉 가열부를 포함하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그;
가열된 상기 씰링면을 촬상하여 적외선 열화상을 획득하는 열화상 카메라;
상기 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그와 자석결합하고 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 상기 열화상 카메라에 대해 상대이동시키는 지그 이동부; 및
상기 열화상 카메라가 획득한 적외선 열화상을 분석하여 상기 씰링면의 결함여부를 검사하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 장치에 의해 달성된다.
본 발명은 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 통해 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 고정한 후, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 접촉 가열부로 파우치형 이차전지의 씰링면을 가열하여 씰링면에 대한 적외선 열화상의 분석을 통해 파우치형 이차전지의 씰링면의 결함여부를 검사한다. 이 경우 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 사용함으로써, 얇고 펄럭거리는 필름 재질로 이루어진 파우치형 이차전지의 검사영역을 손상 없이 평평하게 움직이지 않게 고정할 수 있기 때문에 얇고 펄럭거리는 필름 재질로 인해 굴곡이 발생하여 두께나 높이 차이로 인해 적외선 열화상이 흐려지거나 초점이 안 맞게 되는 현상을 방지할 수 있어 정확한 적외선 열화상 획득이 가능하고, 이로 인해 씰링면에 대한 정확한 검사가 이루어질 수 있다. 또한 접촉 가열부를 통해 가열하는 경우, 접촉 가열부를 PI 필름 히터와 알루미늄 플레이트로 구현할 수 있어, 대량 검사 시 열에너지원으로 레이저를 사용하는 경우보다 제조비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 가열플레이트를 하나의 몸체로 형성하여 지그용 프레임에 볼트체결에 의해 고정하지 않고, 장변용 가열플레이트와 단변용 가열플레이트와 이격되게 배치된 가압용 가열플레이트를 이용하여 상부 가압식으로 고정함으로써, 장변용 가열플레이트와 단변용 가열플레이트가 길이방향으로 열팽창하더라도 가열플레이트가 휘어지지 않고 평평하게 지그용 프레임에 고정 상태를 유지할 수 있다. 이로 인해, 접촉 가열부의 열팽창으로 인해 접촉 가열부가 휘어지고, 이로 인해 접촉 가열부에 접촉된 파우치형 이차전지의 씰링면도 휘어짐으로써 열화상이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 고정용 블록의 안쪽면 하측 모서리 영역에 비스듬하게 경사진 형상의 가압용 모따기면이 형성된다. 이러한 가압용 모따기면의 형상에 의해, 파우치형 이차전지의 씰링면을 고정하기 위해 고정용 블록이 수평방향으로 이동하여 파우치형 이차전지의 가장자리 영역으로 올라탈 때 파우치형 이차전지의 가장자리 영역을 가압하며 부드럽게 올라탈 수 있다. 이로 인해, 고정용 블록이 파우치형 이차전지의 가장자리 영역으로 이동하여 올라타는 과정에서 얇은 가장자리 영역이 고정용 블록에 의해 밀려 굴곡이 발생하거나 찢어지거나 찍히는 등 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 폭방향 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그의 길이방향 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 A-A 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 B-B 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 지그 이동부를 발췌한 도면이다.
도 9는 파우치형 이차전지를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그에 삽입된 파우치형 이차전지를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그에 삽입된 파우치형 이차전지의 실제 사진이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치를 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 장치는, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100), 열화상 카메라(300), 지그 이동부(400), 분석부(미도시)로 구성된다.
[접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)]
접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)는 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 고정한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)는 지그용 프레임(110), 고정용 블록(120), 블록 이동부재(130), 접촉 가열부(140)로 구성된다.
지그용 프레임(110)
지그용 프레임(110)은 파우치형 이차전지(B)가 삽입되어 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 지지한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 지그용 프레임(110)은 상부 지그프레임(111), 하부 지그프레임(112), 측면 지그프레임(113), 지그용 자성체(M1), 지그용 프로브핀(P1)으로 구성된다.
상부 지그프레임(111)은 고정용 블록(120)의 상면에 연결되고, 하부 지그프레임(112)은 고정용 블록(120)의 하면에 연결되며, 측면 지그프레임(113)은 상부 지그프레임(111)과 하부 지그프레임(112) 사이에서 상부 지그프레임(111)과 하부 지그프레임(112)에 연결되고 블록 이동부재(130)가 연결된다.
또한 하부 지그프레임(112)은 지그 이동부(400)의 제1축방향 이동부(410)에 결합된다. 본 실시예에서 하부 지그프레임(112)은 제1축방향 이동부(410)의 제1축방향용 이동플레이트(411)에 볼트결합으로 연결된다. 그러나 이와 달리 자석결합을 이용하여 연결될 수도 있다.
파우치형 이차전지(B)는 측면 지그프레임(113)에 둘러싸인 하부 지그프레임(112)의 내부 영역으로 삽입되며, 하부 지그프레임(112)의 상면에 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)이 지지된다.
지그용 자성체(M1)는 하부 지그프레임(112)에 결합되며, 후술하는 지그 이동부(400)의 이동부용 자성체(M2)와 자석결합한다. 지그용 자성체(M1)는 하부 지그프레임(112)에 형성된 지그용 삽입홀(H1)에 삽입되어 고정된다. 지그용 자성체(M1)의 길이는 지그용 삽입홀(H1)의 길이보다 작게 형성되어 지그용 자성체(M1)가 삽입되고 남은 지그용 삽입홀(H1)로 이동부용 자성체(M2)가 삽입되어 지그용 자성체(M1)와 자석결합한다. 지그용 자성체(M1)는 복수 개가 구비된다.
지그용 프로브핀(probe pin)(P1)은 하부 지그프레임(112)에 결합되며, 접촉 가열부(140)의 발열체(142)에 전기적으로 연결된다. 지그용 프로브핀(P1)은 후술하는 지그 이동부(400)의 이동부용 프로브핀(P2)과 접촉하여 전기적으로 연결되며, 이동부용 프로브핀(P2)을 통해 전력을 공급받는다. 이와 같이, 지그용 프로브핀(P1)과 이동부용 프로브핀(P2)을 통해 전기적 연결을 만듦으로써, 전선 없이 접촉 가열부(140)의 발열체(142)에 전원을 공급할 수 있다.
고정용 블록(120)
고정용 블록(120)은 지그용 프레임(110)에 상대이동 가능하게 연결되고 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S) 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 파우치형 이차전지(B)를 지그용 프레임(110)에 고정한다.
본 실시예에서 고정용 블록(120)은 육면체 형상으로 형성된다. 이러한 고정용 블록(120)의 상면은 상부 지그프레임(111)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 고정용 블록(120)의 하면은 하부 지그프레임(112)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 고정용 블록(120)의 안쪽면 하측 모서리 영역에는, 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S) 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역에 접촉되는 가압용 모따기면(123)이 형성된다. 본 실시예에서 가압용 모따기면(123)은 비스듬하게 경사진 형상으로 형성된다. 가압용 모따기면(123)은 약 20~40° 각도로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 가압용 모따기면(123)의 형상에 의해, 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 고정하기 위해 고정용 블록(120)이 수평방향으로 이동하여 파우치형 이차전지(B)의 가장자리 영역으로 올라탈 때 파우치형 이차전지(B)의 가장자리 영역을 가압하며 부드럽게 올라탈 수 있다. 이로 인해, 고정용 블록(120)이 파우치형 이차전지(B)의 가장자리 영역으로 이동하여 올라타는 과정에서 얇은 가장자리 영역이 고정용 블록(120)에 의해 밀려 굴곡이 발생하거나 찢어지거나 찍히는 등 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S) 두께가 설정된 두께보다 두껍거나 얇아도, 고정용 블록(120)이 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 견고하게 고정할 수 있을 때까지, 가장자리 영역을 타고 올라갈 수 있다.
이러한 고정용 블록(120)은 장변용 블록(121), 단변용 블록(122)으로 구성된다.
장변용 블록(121)은 파우치형 이차전지(B)의 장변에 대향되게 배치되고, 단변용 블록(122)은 파우치형 이차전지(B)의 단변에 대향되게 배치된다.
본 실시예에서 파우치형 이차전지(B)는 직사각형에 가까운 형상으로 형성된다. 따라서 파우치형 이차전지(B)의 장변쪽에 배치되는 고정용 블록(120)은 긴 길이를 가지는 형상으로 형성되며, 파우치형 이차전지(B)의 단변쪽에 배치되는 고정용 블록(120)은 짧은 길이를 가지는 형상으로 형성된다. 또한 본 실시예에서 단변용 블록(122)은, 파우치형 이차전지(B)의 전극탭(T)과의 간섭을 피할 수 있도록, 다수 개로 형성되어 상호 이격되어 배치된다.
블록 이동부재(130)
블록 이동부재(130)는 지그용 프레임(110)과 고정용 블록(120)에 연결되며, 고정용 블록(120)을 이동시킨다. 블록 이동부재(130)는 복수 개로 구비되며, 고정용 블록(120)의 장변용 블록(121)과 단변용 블록(122)에 각각 연결된다. 블록 이동부재(130)는 길이가 긴 장변용 블록(121)에는 하나 이상 연결될 수 있다.
블록 이동부재(130)는, 이동용 회전몸체(131), 이동용 조절헤드(132)로 구성된다. 이동용 회전몸체(131)는 지그용 프레임(110)의 측면 지그프레임(113)에 나사결합되며, 고정용 블록(120)에 회전가능하게 결합되어 회전에 의해 고정용 블록(120)을 이동시키고, 이동용 조절헤드(132)는 이동용 회전몸체(131)에 결합되며, 이동용 회전몸체(131)를 회전시킨다.
이동용 조절헤드(132)로 이동용 회전몸체(131)를 회전시키면, 이동용 회전몸체(131)는 측면 지그프레임(113)과의 나사결합으로 인해 전진 또는 후진한다. 이동용 회전몸체(131)가 회전가능하게 결합된 고정용 블록(120)은 이동용 회전몸체(131)의 전진 또는 후진에 의해 상부 지그프레임(111)과 하부 지그프레임(112) 사이에서 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)에 대해 접근 또는 이격되는 방향, 즉 수평방향으로 이동된다.
[접촉 가열부(140)]
접촉 가열부(140)는 지그용 프레임의 하부 지지프레임에 지지되며, 파우치형 이차전지의 씰링면의 하면에 접촉되어 씰링면을 가열한다.
접촉 가열부(140)는, 가열플레이트(141), 발열체(142)로 구성된다.
가열플레이트(141)
가열플레이트(141)는 씰링면(S)의 하면에 접촉된다. 가열플레이트(141)는 열전달이 잘되고 열을 균일하게 분산시키는 금속 재질의 플레이트이며, 바람직하게는 알루미늄 플레이트이다.
가열플레이트(141)는 장변용 가열플레이트(141a), 단변용 가열플레이트(141b), 가압용 가열플레이트(141c)로 구성된다.
장변용 가열플레이트(141a)는 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)의 장변에 대향되게 배치되며, 양단부에 가압용 가열플레이트(141c)가 삽입되는 단차홈(H3)이 형성된다.
단변용 가열플레이트(141b)는 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)의 단변에 대향되게 배치되며, 양단부에 가압용 가열플레이트(141c)가 삽입되는 단차홈(H3)이 형성된다.
본 실시예에서는 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)가 분리된 형태로 형성되지만, 이와 달리 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)가 서로 연결되어 중앙 영역이 중공된 사각의 고리 형상으로 형성될 수도 있다. 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)가 연결되는 4개의 모서리 영역에는 가압용 가열플레이트(141c)가 삽입되는 단차홈(H3)이 형성된다.
단차홈(H3)의 깊이는 가압용 가열플레이트(141c)의 높이에 상응하여, 가압용 가열플레이트(141c)가 단차홈(H3)에 삽입된 후에도 가열플레이트는 균일한 높이를 유지할 수 있다.
가압용 가열플레이트(141c)는 지그용 프레임(110)에 결합되고, 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)의 각 단차홈(H3)에 삽입되되, 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)의 길이방향 열팽창으로 인해 간섭이 발생하지 않도록 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)로부터 이격되며, 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)를 하측으로 가압하여 지그용 프레임(110)에 고정한다.
이와 같이, 가열플레이트(141)를 하나의 몸체로 형성하여 지그용 프레임(110)에 볼트체결에 의해 고정하지 않고, 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)와 이격되게 배치된 가압용 가열플레이트(141c)를 이용하여 상부 가압식으로 고정함으로써, 장변용 가열플레이트(141a)와 단변용 가열플레이트(141b)가 길이방향으로 열팽창하더라도 가열플레이트(141)가 휘어지지 않고 평평하게 지그용 프레임에 고정 상태를 유지할 수 있다.
발열체(142)
발열체(142)는 가열 플레이트(141)의 하면에 접촉되며, 가열 플레이트(141)를 가열한다. 발열체(142)로부터 발생된 열은 가열플레이트(141)에서 균일하게 퍼져, 가열플레이트(141)를 통해 간접적으로 씰링면(S)에 전달된다.
본 실시예에서 발열체(142)는 PI 필름 히터로 이루어진다. PI 필름 히터은 전기를 공급받아 열을 방출한다.
[열화상 카메라(300)]
열화상 카메라(300)는 레이저 방출부(200)에 의해 가열된 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 촬상하여 적외선 열화상을 획득한다. 적외선 열화상은 씰링면(S)에서 방사되는 적외선의 측정에 의해 얻어진 표면의 온도 분포에 따라 흑백의 농담 또는 색깔로 표시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열화상 카메라(300)는 검사장치용 거치부(600)에 장착된다. 검사장치용 거치부(600)는, 검사장치용 프레임(610), 카메라용 브라켓(620)으로 구성된다.
검사장치용 프레임(610)은 지면에 지지되고, 카메라용 브라켓(620)은 검사장치용 프레임(610)에 결합되며 열화상 카메라(300)가 장착된다.
카메라용 브라켓(620)은 장착된 열화상 카메라(300)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 구조로 형성된다.
[지그 이동부(400)]
지그 이동부(400)는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)와 자석결합하며, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)에 전원을 공급하고, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)를 열화상 카메라(300)에 대해 상대이동시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 지그 이동부(400)는, 제1축방향 이동부(410), 제2축방향 이동부(420)로 구성된다.
제1축방향 이동부(410)
제1축방향 이동부(410)는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)에 연결되며 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)를 제1축방향(X)으로 이동시킨다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1축방향 이동부(410)는, 제1축방향용 이동플레이트(411), 제1축방향 이동구동부(412), 이동부용 자성체(M2), 이동부용 프로브핀(P2)으로 구성된다.
제1축방향용 이동플레이트(411)는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)가 결합된다.
제1축방향 이동구동부(412)는 제1축방향용 이동플레이트(411)에 결합되어 제1축방향용 이동플레이트(411)를 제1축방향(X)으로 이동시킨다. 본 실시예에서 제1축방향 이동구동부(412)는 리니어모터로 이루어진다.
이동부용 자성체(M2)는 제1축방향용 이동플레이트(411)에 결합되며, 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)의 지그용 자성체(M1)와 자석결합한다. 이동부용 자성체(M2)는 제1축방향용 이동플레이트(411)에 형성된 이동부용 관통홀(H2)에 삽입되어 고정되며, 이동부용 자성체(M2)의 상부는 제1축방향용 이동플레이트(411) 위로 돌출된다. 돌출된 이동부용 자성체(M2)의 상부가 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)의 하부 지그프레임(112)에 형성된 지그용 삽입홀(H1)에 삽입되어 지그용 자성체(M1)와 자석결합한다. 이동부용 자성체(M2)는 복수 개가 구비가 배치되며, 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)가 제1축방향(X)과 제2축방향(Y) 어느 방향으로도 결합할 수 있도록 제1축방향(X)과 제2축방향(Y)으로 각각 배열된다.
이동부용 프로브핀(P2)은 제1축방향용 이동플레이트(411)에 결합되며, 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)에 전기적으로 연결된다. 이동부용 프로브핀(P2)은 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)의 지그용 프로브핀(P1)과 접촉하여 전기적으로 연결되며, 이동부용 프로브핀(P2)을 통해 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)의 접촉 가열부(140)에 전력을 공급한다. 이동부용 프로브핀(P2)은 접촉 가열용 파우치형 이차전지의 씰링면 검사 지그(100)가 제1축방향(X)과 제2축방향(Y) 어느 방향으로도 결합할 수 있도록 제1축방향(X)과 제2축방향(Y)에 각각 배치된다.
제2축방향 이동부(420)
제2축방향 이동부(420)는 제1축방향 이동부(410)에 연결되며 제1축방향 이동부(410)를 제1축방향(X)과 직각인 제2축방향(Y)으로 이동시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제2축방향 이동부(420)는, 제2축방향용 이동블록(421), 제2축방향 이동구동부(422)로 구성된다.
제2축방향용 이동블록(421)은 제1축방향 이동구동부(412)가 결합되며, 제2축방향 이동구동부(422)는 제2축방향용 이동블록(421)에 결합되어 제2축방향용 이동블록(421)을 제2축방향(Y)으로 이동시킨다. 본 실시예에서 제2축방향 이동구동부(422)는 리니어모터로 이루어진다.
[분석부(미도시)]
분석부는 열화상 카메라(300)가 획득한 적외선 열화상을 분석하여 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)의 결함여부를 검사한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그 및 장치의 작동을 설명한다. 도 1 내지 도 8을 기본적으로 참조한다.
도 9에 도시된 바와 같이 파우치형 이차전지(B)는 직사각형에 가까운 형상으로 형성되며, 상부와 하부에 전극탭(T)이 형성되고, 가장자리 영역에 씰링면(S)이 형성된다.
파우치형 이차전지(B)를 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)에 장착하기 전에, 먼저 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)의 블록 이동부재(130)를 회전시켜 블록 이동부재(130)에 연결된 고정용 블록(120) 즉, 장변용 블록(121)과 단변용 블록(122)을 지그용 프레임(110)의 측면 지그프레임(113) 쪽으로 각각 수평이동시킨다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지(B)를 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)의 지그용 프레임(110)에 넣고 블록 이동부재(130)를 회전시켜 블록 이동부재(130)에 연결된 고정용 블록(120) 즉, 장변용 블록(121)과 단변용 블록(122)을 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S) 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역으로 각각 수평이동시킨다. 고정용 블록(120)의 가압용 모따기면(123)이 파우치형 이차전지(B)의 가장자리를 타고 올라가 미씰링 가장자리 영역을 지그용 프레임(110)에 대해 가압하여 고정한다.
접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)를 지그 이동부(400)의 제1축방향 이동부(410)에 자석결합하여 고정하면, 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)와 지그 이동부(400)가 전기적으로 연결된다. 지그 이동부(400)가 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)를 열화상 카메라(300) 위치로 이동시킨다. 전력을 공급하면 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그(100)의 접촉 가열부(140)에 의해 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)이 접촉 가열된다. 열화상 카메라(300)가 가열된 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)을 촬상하여 적외선 열화상을 획득한다. 분석부가 열화상 카메라(300)가 획득한 적외선 열화상을 분석하여 파우치형 이차전지(B)의 씰링면(S)의 결함여부를 검사한다. 적외선 열화상을 분석하는 방법은, 본 출원인의 등록특허(10-2501893)에 개시되어 있으므로 더 자세한 설명을 생략한다.
100: 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그
110: 지그용 프레임 111: 상부 지그프레임
112: 하부 지그프레임 113: 측면 지그프레임
120: 고정용 블록 121: 장변용 블록
122: 단변용 블록 130: 블록 이동부재
131: 이동용 회전몸체 132: 이동용 조절헤드
140: 접촉 가열부 141: 가열플레이트
142: 발열체 200: 레이저 방출부
300: 열화상 카메라 400: 지그 이동부
410: 제1축방향 이동부 420: 제2축방향 이동부
600: 검사장치용 거치부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 파우치형 이차전지의 씰링면을 지지하는 지그용 프레임;
    상기 지그용 프레임에 상대이동 가능하게 연결되고 상기 파우치형 이차전지의 씰링면에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 상기 파우치형 이차전지를 상기 지그용 프레임에 고정하는 고정용 블록;
    상기 지그용 프레임과 상기 고정용 블록에 연결되며, 상기 고정용 블록을 이동시키는 블록 이동부재; 및
    상기 지그용 프레임에 지지되며, 상기 씰링면의 하면에 접촉되어 상기 씰링면을 가열하는 접촉 가열부를 포함하며,
    상기 지그용 프레임은,
    상기 고정용 블록의 상면에 연결되는 상부 지그프레임;
    상기 고정용 블록의 하면에 연결되는 하부 지그프레임;
    상기 상부 지그프레임과 상기 하부 지그프레임에 연결되고, 상기 블록 이동부재가 연결되는 측면 지그프레임;
    상기 하부 지그프레임에 결합되는 지그용 자성체; 및
    상기 하부 지그프레임에 결합되며, 상기 접촉 가열부에 전기적으로 연결되는 지그용 프로브핀(probe pin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 파우치형 이차전지의 씰링면을 지지하는 지그용 프레임;
    상기 지그용 프레임에 상대이동 가능하게 연결되고 상기 파우치형 이차전지의 씰링면에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 상기 파우치형 이차전지를 상기 지그용 프레임에 고정하는 고정용 블록;
    상기 지그용 프레임과 상기 고정용 블록에 연결되며, 상기 고정용 블록을 이동시키는 블록 이동부재; 및
    상기 지그용 프레임에 지지되며, 상기 씰링면의 하면에 접촉되어 상기 씰링면을 가열하는 접촉 가열부를 포함하며,
    상기 접촉 가열부는,
    상기 씰링면의 하면에 접촉되는 가열플레이트; 및
    상기 가열플레이트의 하면에 접촉되며, 상가 가열플레이트를 가열하는 발열체를 포함하되,
    상기 가열플레이트는,
    상기 파우치형 이차전지의 씰링면의 장변에 대향되게 배치되며, 양단부에 단차홈이 형성된 장변용 가열플레이트;
    상기 파우치형 이차전지의 씰링면의 단변에 대향되게 배치되며, 양단부에 단차홈이 형성된 단변용 가열플레이트; 및
    상기 지그용 프레임에 결합되고, 상기 장변용 가열플레이트와 상기 단변용 가열플레이트의 각 단차홈에 삽입되되, 상기 장변용 가열플레이트와 상기 단변용 가열플레이트의 길이방향 열팽창으로 인해 간섭이 발생하지 않도록 상기 장변용 가열플레이트와 상기 단변용 가열플레이트로부터 이격되며, 상기 장변용 가열플레이트와 상기 단변용 가열플레이트를 하측으로 가압하는 가압용 가열플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그.
  7. 파우치형 이차전지의 씰링면을 지지하는 지그용 프레임과; 상기 지그용 프레임에 상대이동 가능하게 연결되고 상기 파우치형 이차전지의 씰링면에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 파우치형 이차전지의 씰링면 바깥쪽의 미씰링 가장자리 영역을 가압하여 상기 파우치형 이차전지를 상기 지그용 프레임에 고정하는 고정용 블록과; 상기 지그용 프레임과 상기 고정용 블록에 연결되며, 상기 고정용 블록을 이동시키는 블록 이동부재과; 상기 지그용 프레임에 지지되며, 상기 씰링면의 하면에 접촉되어 상기 씰링면을 가열하는 접촉 가열부를 포함하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그;
    가열된 상기 씰링면을 촬상하여 적외선 열화상을 획득하는 열화상 카메라;
    상기 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그와 자석결합하고 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 지그를 상기 열화상 카메라에 대해 상대이동시키는 지그 이동부; 및
    상기 열화상 카메라가 획득한 적외선 열화상을 분석하여 상기 씰링면의 결함여부를 검사하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 가열용 파우치형 이차전지 씰링면 검사 장치.
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