WO2020009337A1 - 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치 - Google Patents

파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치 Download PDF

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이승훈
안일성
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Jeongan System Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode damage inspection method of a pouch type secondary battery and an electrode damage inspection apparatus of a pouch type secondary battery, and more particularly, to a pouch type secondary battery having a high accuracy and a short inspection time on an electrode tab.
  • the present invention relates to an electrode damage inspection method and an electrode damage inspection apparatus of a pouch type secondary battery.
  • the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle that is proposed as a solution to solve air pollution of existing gasoline and diesel vehicles using fossil fuel. It is attracting attention as a power source such as Plug-In HEV, and in addition, a power tool, an electric bicycle, an e-scooter, an electric golf cart, It is also used in power storage systems.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • plug-in hybrid electric vehicle a plug-in hybrid electric vehicle that is proposed as a solution to solve air pollution of existing gasoline and diesel vehicles using fossil fuel. It is attracting attention as a power source such as Plug-In HEV, and in addition, a power tool, an electric bicycle, an e-scooter, an electric golf cart, It is also used in power storage systems.
  • secondary batteries are classified into cylindrical batteries, rectangular batteries, and pouch-type batteries according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like according to the type of electrolyte. Due to the recent trend toward the miniaturization of mobile devices, the demand for thinner rectangular batteries and pouch-type batteries is increasing, and in particular, there is a high interest in pouch-type batteries that are easily deformed and have a small weight. .
  • the secondary battery has a structure in which the battery case is sealed while the electrode assembly composed of the plurality of electrodes and the separator is embedded in the battery case together with the non-aqueous electrolyte, and the electrode tabs formed in the electrode assembly for the electrical connection are It is coupled to the electrode lead, and the electrode lead has a structure projecting from the inside of the battery case to the outside.
  • the electrode lead and the electrode tab are made of an electrically conductive metal material such as nickel, aluminum, copper, and lead, and based on these material characteristics, the electrode lead and the electrode tab are formed by welding or soldering based on metal fusion. Electrode tabs may be coupled.
  • the electrode assembly is formed by stacking a plurality of anode electrodes and a plurality of cathode electrodes. Each electrode is formed with an electrode tab for connection with an electrode lead, and the electrode tab is composed of several to several tens. However, when the plurality of electrode tabs are welded to the electrode leads, tension is applied to the electrode tabs, and the tension is generated by the tension, and cracks and tears on the very thin electrode tabs, such as about 15 ⁇ m, are generated. Damage may occur.
  • damage to the electrode tab may occur due to various factors that may occur in the manufacturing process, and thus the electrode tab of the secondary battery in which the manufacturing is completed is inspected.
  • Patent Document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 2013-0014223 (published Feb. 7, 2013)
  • the technical problem to be achieved by the present invention is the electrode damage inspection method of the pouch type secondary battery and the electrode damage inspection device of the pouch type secondary battery has a high accuracy and short damage inspection time for the electrode tab To provide.
  • an embodiment of the present invention is a plurality of electrode assemblies that are embedded in a sealed pouch-type seat case, and electrically connected to the electrode tab of the plurality of electrode assemblies and the outside of the seat case
  • An electrode damage inspection method of a pouch type secondary battery including an electrode lead extending to the first sensor, the first sensor is positioned above the electrode tab and the second sensor is positioned below the electrode tab, wherein the first sensor and An induced electromotive force generation step of generating an induced electromotive force to the second sensor by electromagnetic induction by applying electricity to the first sensor while moving the second sensor from the first side to the second side along the width direction of the electrode tab. ;
  • a signal acquisition step of acquiring an amplitude signal by the induced electromotive force;
  • it provides an electrode damage inspection method of the pouch type secondary battery comprising a determination step of determining whether the electrode tab is damaged based on the amplitude signal.
  • the determining step includes: obtaining a measurement distribution curve from the amplitude signal; calculating a measurement distribution area of the measurement distribution curve; If it is more than the positive judgment reference area of the positive reference curve may be determined as good quality, and if the measurement distribution area is less than the positive judgment reference area may have a positive judgment step of determining.
  • the determining step may further include a failure occurrence position determination step of determining a position where a failure occurs in an electrode tab of the corresponding pouch type secondary battery determined as defective.
  • the preset good quality average reference curve is bisected by a vertical center axis passing through the lowest amplitude point and includes a first quality average reference area including the first side and a second quality including the second side.
  • the measurement distribution curve of the pouch type secondary battery having an average reference area and determined to be defective is bisected by the vertical center axis to have a first measurement distribution area including the first side and a second having the second side.
  • the first difference value obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first quality average reference area is equal to or greater than zero, and the second measurement is performed from the second quality average reference area.
  • the second difference value minus the distribution area is less than 0, it may be determined that the second side has a defect in the electrode tab.
  • the preset good quality average reference curve is bisected by a vertical center axis passing through the lowest amplitude point and includes a first quality average reference area including the first side and a second quality including the second side.
  • the measurement distribution curve of the pouch type secondary battery having an average reference area and determined to be defective is bisected by the vertical center axis to have a first measurement distribution area including the first side and a second having the second side.
  • the first difference value obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first quality average reference area is less than 0, and the second measurement is performed at the second quality average reference area.
  • the second difference value minus the distribution area is 0 or more, it may be determined that the first side is defective in the electrode tab.
  • the preset good quality average reference curve is bisected by a vertical center axis passing through the lowest amplitude point and includes a first quality average reference area including the first side and a second quality including the second side.
  • the measurement distribution curve of the pouch type secondary battery having an average reference area and determined to be defective is bisected by the vertical center axis to have a first measurement distribution area including the first side and a second having the second side.
  • the measurement location is determined, and wherein the step of determining the location of defects includes a first difference value obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first average product reference area, and the second measurement distribution area from the second standard average reference area. If all of the subtracted second difference values are less than zero, it may be determined that there is a defect in the center portion of the electrode tab.
  • an embodiment of the present invention is a plurality of electrode assemblies that are embedded in a sealed pouch-type case, and electrically connected to the electrode tab of the plurality of electrode assemblies and the seat case
  • An electrode damage inspection apparatus of a pouch-type secondary battery for inspecting electrode damage of a pouch-type secondary battery including an electrode lead extending outward of the electrode, the electrode damage inspection apparatus being positioned above the electrode tab and extending in the width direction of the electrode tab.
  • a first sensor which generates a magnetic field when the electricity is applied while being moved, and is positioned below the electrode tab, and moves in the width direction of the electrode tab together with the first sensor to generate induced electromotive force by an electromagnetic induction phenomenon
  • An inspection sensor unit having two sensors; And it provides an electrode damage inspection apparatus of the pouch type secondary battery including a determination unit for acquiring an amplitude signal by the induced electromotive force and determining whether the electrode tab is damaged based on the amplitude signal.
  • one or more of the distance between the first sensor and the second sensor and the angle between the first sensor and the second sensor with respect to the electrode tab may be adjusted so that the sensing sensitivity is adjusted. have.
  • the embodiment of the present invention it is possible to quickly and accurately determine whether the electrode tab is damaged by comparing the measurement distribution area of the measurement distribution curve with the positive determination reference area of the positive determination reference curve.
  • the first and second average product reference area and the second measurement average reference area and the first measurement distribution area and the second measurement divided by the vertical axis passing through the amplitude minimum point of the good average reference curve By comparing the distribution area, it is possible to quickly and accurately determine the location of the damage in the electrode tab.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing an electrode damage inspection apparatus of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the configuration of the electrode damage inspection apparatus and the pouch type secondary battery of the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of inspecting electrode damage of a pouch type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view for explaining a relationship between a measurement distribution curve and an electrode tab obtained through the electrode damage inspection method of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary view for explaining a positive failure determination step of the electrode damage inspection method of the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram for describing a good product average reference curve used in a defective position determination step in an electrode damage inspection method of a pouch type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 to 9 are exemplary views showing a measurement distribution curve and a failure type obtained through the electrode damage inspection method of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing an electrode damage inspection apparatus of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an electrode damage inspection apparatus and pouch of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention It is an exemplary figure which shows the structure of a type
  • the pouch type secondary battery to be inspected may have an electrode assembly 20, a seat case 30, and electrode leads 40a and 40b.
  • the electrode assembly 20 may have a plurality of positive electrode plates 21, a plurality of negative electrode plates 22, and a separator 23 provided between each of the positive electrode plates 21 and the negative electrode plates 22.
  • Each of the positive electrode plates 21 may have electrode tabs 25 protruding from one side thereof, and the negative electrode plates 22 may have different electrode tabs protruding from other sides thereof. That is, the electrode tab may be integrally formed with the electrode plate, and may mean a portion protruding from one end of the electrode plate.
  • the seat case 30 may be formed in a pouch type, and the plurality of electrode assemblies 20 may be embedded in a sealed state by the seat case 30.
  • the seat case 30 may be formed of an aluminum thin film, but is not necessarily limited thereto.
  • the electrode leads 40a and 40b may be provided at both ends of the electrode assembly 20, respectively.
  • the electrode lead 40a may be electrically connected to the electrode tab 25 of the positive electrode plate 21 by welding (WD), and may extend to the outside of one end of the seat case 30.
  • the other electrode lead 40b may be electrically connected to the electrode tab of the negative electrode plate 22 and may extend to the outside of the other end of the seat case 30.
  • the electrode damage inspection apparatus of the pouch-type secondary battery according to the present invention is a device for inspecting the electrode damage of the pouch-type secondary battery described above, more specifically, it is possible to inspect the damage of the electrode tab 25. .
  • the electrode tab 25 of the positive electrode plate 21 is described as a reference, but the same method may be applied to the electrode tab of the negative electrode plate 22, of course.
  • the electrode damage inspection apparatus of the pouch type secondary battery may include an inspection sensor unit 100 and the determination unit 200.
  • the pouch type secondary battery 10 may be positioned above the table 60, and the inspection sensor unit 100 may be provided at one side of the pouch type secondary battery 10.
  • the inspection sensor unit 100 may have a first sensor 110 and a second sensor 120.
  • the first sensor 110 may be provided at the upper portion of the case 101 and the protrusion 102a protruding downward.
  • the first sensor 110 may have a first core 111 and a first coil 112.
  • the first core 111 may be a ferrite core.
  • the first coil 112 may be wound around the first core 111.
  • the first coil 112 may not be wound directly on the first core 111.
  • the first sensor 110 may further include a first bobbin (not shown).
  • the first coil 112 is wound around the first bobbin, and the first core 111 is the first bobbin. Can be inserted into the bobbin.
  • the second sensor 120 may be formed to have the same configuration as the first sensor 110.
  • the second sensor 120 may be provided at the lower portion of the case 101 and the protrusion 102b protruding downward.
  • the second sensor 120 may have a second core 121 and a second coil 122.
  • the second core 121 may be a ferrite core.
  • the second coil 122 may be wound around the second core 121.
  • the second sensor 120 may further include a second bobbin (not shown).
  • the second coil 122 is wound around the second bobbin, and the second core 121 is wound on the second bobbin.
  • the second coil 122 may not be wound directly on the second core 121.
  • the first sensor 110 may be positioned above the electrode tab 25, and the second sensor 120 may be positioned below the electrode tab 25.
  • the second sensor 120 may be positioned vertically below the first sensor 110, and the second sensor 120 may be simultaneously moved together with the first sensor 110.
  • the inspection sensor unit 100 may move in the width direction of the electrode tab 25.
  • the first sensor 110 may also move in the width direction of the electrode tab 25, and may generate a magnetic field when electricity is applied. Then, induced electromotive force may be generated in the second sensor 120 by the electromagnetic induction caused by the magnetic field generated by the first sensor 110.
  • the determination unit 200 may acquire the amplitude signal by the induced electromotive force, and may determine whether the electrode tab 25 is damaged based on the obtained amplitude signal. The determination process performed by the determination unit 200 will be described later.
  • At least one of the distance H between the first sensor 110 and the second sensor 120 and the angle ⁇ between the first sensor 110 and the second sensor 120 centering on the electrode tab 25 is It can be adjusted, through which the sensing sensitivity can be adjusted.
  • the sensing sensitivity may also be adjusted by the voltage frequency and magnitude applied to the primary sensor 110.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of inspecting electrode damage of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is obtained through a method of inspecting electrode damage of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention. It is an illustration for explaining the relationship between the measurement distribution curve and an electrode tab.
  • the electrode damage inspection method of the pouch type secondary battery may include an induced electromotive force generation step S310, a signal acquisition step S320, and a determination step S330.
  • Induction electromotive force generating step (S310) is positioned the first sensor 110 above the electrode tab 25, the second sensor 120 below the electrode tab 25, the first sensor 110 and While moving the second sensor 120 from the first side 51 to the second side 52 along the width direction of the electrode tab 25, electricity is applied to the first sensor 110 to prevent the first sensor 110. It may be a step of generating an induced electromotive force in the two sensors 120.
  • the signal acquisition step S320 may be a step of acquiring an amplitude signal by induced electromotive force.
  • the inspection sensor unit 100 (refer to FIG. 2) of the electrode tab 25 of the pouch-type secondary battery 10 moves from the first side 51 to the second side 52.
  • an amplitude signal due to induced electromotive force generated by the second sensor 120 may be obtained.
  • the amplitude signal may be in the form of a sinusoidal wave.
  • the measurement distribution curve MS can be obtained from the amplitude signal.
  • the measurement distribution curve MS may have a shape having the largest amplitude at both ends of the width direction of the electrode tab 25 and having the smallest amplitude at the center of the electrode tab 25.
  • the first side 51 which is the beginning of the inspection direction SD, has a large starting point B1
  • the central portion of the electrode tab 25 has a lowest point B2
  • the second side 52 which is an end portion, may have a form of having an end point B3 having a large amplitude.
  • the measurement distribution curve MS may be bisected about the lowest point B2, and the measurement distribution area MA of the measurement distribution curve MS may be the first measurement distribution area MA1 and the first measurement center around the lowest point B2. It can be divided into two measurement distribution areas (MA2).
  • the determining step S330 may be a step of determining whether the electrode tab is damaged based on the amplitude signal.
  • the determination step S330 may have a measurement distribution curve acquisition step S331 and a positive payment determination step S332.
  • the measurement distribution curve obtaining step S331 may be a step of obtaining the measurement distribution curve from the amplitude signal.
  • the measurement distribution area of the measurement distribution curve is calculated, and if the measurement distribution area is greater than or equal to the positive determination standard area of the preset positive determination reference curve, it is judged as good quality, It may be a step of determining as bad.
  • the measurement distribution area can be calculated using the normal distribution calculation of the measurement distribution curve.
  • FIG. 5 is an exemplary view for explaining a positive failure determination step of the electrode damage inspection method of the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the non-determination standard curve SS may be set in advance by using data obtained by inspecting a plurality of non-defective products, and the non-determination standard area SA is a non-determination standard. It can be obtained from the curve SS and set in advance.
  • the positive determination reference area can be calculated by using the normal distribution operation of the quantification prediction reference curve.
  • the positive judgment criterion curve is an inversion of the normal distribution curve and can be symmetrical from left to right.
  • the positive determination reference area SA may be equal to the sum of the first positive determination reference area SA1 and the second positive determination reference area SA2.
  • the positive determination reference curve SS may be measured at the electrode tab 25 in a state in which the electrode tab 25 may be regarded as intact or intact.
  • the measurement distribution curve (MS) can be obtained by inspecting the measurement target product, the measurement distribution area (MA) is the first measurement distribution area (MA1) and the second measurement It may be equal to the sum of the distribution areas MA2.
  • the measurement distribution area MA obtained from the electrode tab 25 may be relatively small as compared with the positive and non-determined reference area SA.
  • the determination step S330 may further include a failure occurrence position determination step S333 of determining a position where a failure occurs in an electrode tab of the corresponding pouch type secondary battery determined as defective.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram for describing a good product average reference curve used in a defective position determination step in an electrode damage inspection method of a pouch type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the average product standard reference curve SSS is bisected by the vertical axis VA passing through the lowest amplitude point, and includes a first average product reference area SSA1 including the first side 51 (see FIG. 4). ) And a second average product reference area SSA2 including a second side 52 (see FIG. 4).
  • the quality average reference curve SSS may be set in advance using data obtained by inspecting a plurality of quality goods. While the positive determination reference curve SS is a form of reversal of the normal distribution curve in which the left and right are symmetrical, the yield average reference curve SSS does not form a normal distribution curve and thus, the left and right may not be symmetrical.
  • FIG. 7 to 9 are exemplary views showing a measurement distribution curve and a failure type obtained through the electrode damage inspection method of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the good value average reference curve SSS
  • the measurement distribution curve MS of the pouch type secondary battery determined as defective is bisected by the vertical center axis VA to include the first measurement area including the first side 51 and the second side 52. It can have a second measurement distribution area having a).
  • both the good quality average reference curve (SSS) and the measurement distribution curve (MS) can be divided by the vertical center axis (VA).
  • the measurement distribution curve MS is inclined to the left of the average product reference curve SSS, and the average product reference curve SSS and the measurement distribution curve MS are vertical center axes.
  • the first difference value DV1 obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first average product reference area is greater than 0 and the second product average
  • the second difference value DV2 obtained by subtracting the second measurement distribution area from the reference area becomes less than zero.
  • the determination step S333 may determine that there is a defect D2 on the second side 52 of the electrode tab 25 as shown in FIG. 7C.
  • the measurement distribution curve (MS) is biased to the right side than the good quality average reference curve (SSS), the good quality average reference curve (SSS) and the measurement distribution curve (MS) is vertical
  • the first difference value DV1 obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first quality average reference area becomes less than zero and the second quality product.
  • the second difference value DV2 obtained by subtracting the second measurement distribution area from the average reference area is greater than zero.
  • the defect D1 is present on the first side 51 of the electrode tab 25.
  • the measurement distribution curve (MS) is located between the good quality average reference curve (SSS), the good quality average reference curve (SSS) and the measurement distribution curve (MS) is When divided by the vertical center axis VA, as shown in FIG. 9B, the first difference value DV1 obtained by subtracting the first measurement distribution area from the first average product reference area becomes less than zero and is equal to the second.
  • the second difference value DV2 obtained by subtracting the second measurement distribution area from the good average reference area is also less than zero.
  • the first difference DV1 minus the first measurement distribution area minus the first measurement average reference area and the second difference value DV2 minus the second measurement distribution area minus the second measurement average standard area are both less than zero.
  • Back failure occurrence position determination step (S333) can be determined that there is a defect (D4) in the center of the electrode tab 25, as shown in (c) of FIG.

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Abstract

본 발명의 일실시예는 전극 탭에 대한 손상 검사 시간이 짧고 정확도가 높은 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치를 제공한다. 여기서, 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법은 파우치형 시트케이스에 밀봉된 상태로 내장되는 복수의 전극조립체와, 복수의 전극조립체의 전극 탭과 전기적으로 연결되고 시트케이스의 외부로 연장되는 전극리드를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법으로서, 전극 탭의 상측에 제1센서를 위치시키고 전극 탭의 하측에는 제2센서를 위치시키며, 제1센서 및 제2센서를 전극 탭의 폭방향을 따라 제1측에서 제2측으로 이동시키면서 제1센서에 전기를 인가하여 전자기유도현상에 의해 제2센서에 유도기전력을 발생시키는 유도기전력 발생단계와, 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하는 신호획득단계와, 진폭신호를 기초로 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 판정단계를 포함한다.

Description

파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치
본 발명은 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 탭에 대한 손상 검사 시간이 짧고 정확도가 높은 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 2차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 2차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있으며, 이외에도, 고출력이 요구되는 파워 툴(power tool), 전기 자전거(Ebike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템에도 이용되고 있다.
일반적으로 2차전지는 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다. 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
한편, 2차전지는 복수의 전극들과 분리막으로 구성된 전극조립체가 비수계 전해액과 함께 전지케이스에 내장된 상태에서 전지케이스가 밀봉된 구조를 기본으로 하며, 전기적 연결을 위해 전극조립체에 형성된 전극 탭들이 전극 리드에 결합되고, 이 전극 리드가 전지케이스 내부로부터 외부로 돌출된 구조로 이루어져 있다.
일반적으로 전극 리드와 전극 탭은 니켈, 알루미늄, 구리, 납과 같은 전기전도성의 금속 소재로 이루어지며, 이러한 소재적 특징에 기반하여 금속 융착을 기반으로 하는 용접 또는 솔더링 등의 접합에 의해 전극 리드와 전극 탭이 결합될 수 있다.
전극조립체는 복수의 양극 전극 및 복수의 음극 전극이 적층되어 이루어진다. 그리고 각각의 전극에는 전극 리드와의 연결을 위한 전극 탭이 형성되며, 이러한 전극 탭은 수 매에서 수십 매로 구성되게 된다. 그런데 이러한 복수개의 전극 탭이 전극 리드와 용접될 때, 전극 탭에는 장력이 가해지게 되고, 이러한 장력에 의해 인장이 발생되면서 약 15㎛ 정도로 매우 두께가 얇은 전극 탭에 크랙(Crack), 찢어짐 등의 손상이 발생할 수 있다.
이와 같이, 제조과정에서 발생할 수 있는 여러 요인으로 인해 전극 탭에는 손상이 발생할 수 있기 때문에, 제조가 완료된 2차전지의 전극 탭에 대해서 검사가 이루어지고 있다.
일반적으로 이러한 검사는 X선(x-ray)검사나 컴퓨터 단층촬영(CT)에 의해 이루어지는데, 검사 시간이 파우치형 2차전지 한 개당 약 15분 정도의 많은 시간이 소요되기 때문에 양산 라인 검사기로는 실용화가 어려운 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제2013-0014223호(2013.02.07. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전극 탭에 대한 손상 검사 시간이 짧고 정확도가 높은 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 및 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 파우치형 시트케이스에 밀봉된 상태로 내장되는 복수의 전극조립체와, 상기 복수의 전극조립체의 전극 탭과 전기적으로 연결되고 상기 시트케이스의 외부로 연장되는 전극리드를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법으로서, 상기 전극 탭의 상측에 제1센서를 위치시키고 상기 전극 탭의 하측에는 제2센서를 위치시키며, 상기 제1센서 및 상기 제2센서를 상기 전극 탭의 폭방향을 따라 제1측에서 제2측으로 이동시키면서 상기 제1센서에 전기를 인가하여 전자기유도현상에 의해 상기 제2센서에 유도기전력을 발생시키는 유도기전력 발생단계; 상기 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하는 신호획득단계; 그리고 상기 진폭신호를 기초로 상기 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 판정단계를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 판정단계는 상기 진폭신호로부터 측정분포곡선을 획득하는 측정분포곡선 획득단계와, 상기 측정분포곡선의 측정분포면적을 계산하고, 상기 측정분포면적이 미리 설정된 양불판정기준곡선의 양불판정기준면적 이상이면 양품으로 판정하고, 상기 측정분포면적이 상기 양불판정기준면적 미만이면 불량으로 판정하는 양불판정단계를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 판정단계는 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 전극 탭에서 불량이 발생한 위치를 판정하는 불량발생위치판정단계를 더 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며, 상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 이상이고, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0미만이면 상기 전극 탭에서 상기 제2측에 불량이 있는 것으로 판정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며, 상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 미만이고, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0이상이면 상기 전극 탭에서 상기 제1측에 불량이 있는 것으로 판정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며, 상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값과, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 모두 0미만이면 상기 전극 탭의 중앙부에 불량이 있는 것으로 판정할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 파우치형 시트케이스에 밀봉된 상태로 내장되는 복수의 전극조립체와, 상기 복수의 전극조립체의 전극 탭과 전기적으로 연결되고 상기 시트케이스의 외부로 연장되는 전극리드를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상을 검사하기 위한 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치로서, 상기 전극 탭의 상측에 위치되며, 상기 전극 탭의 폭방향으로 이동되면서 전기가 인가되면 자기장을 발생하는 제1센서와, 상기 전극 탭의 하측에 위치되며, 상기 제1센서와 함께 상기 전극 탭의 폭방향으로 이동되면서 전자기유도현상에 의해 유도기전력을 발생시키는 제2센서를 가지는 검사센서부; 그리고 상기 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하고, 상기 진폭신호를 기초로 상기 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 판정부를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 센싱 감도가 조절되도록, 상기 제1센서 및 상기 제2센서 간의 거리 및 상기 전극 탭을 중심으로 상기 제1센서와 상기 제2센서 간의 각도 중 하나 이상은 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 측정분포곡선의 측정분포면적과 양불판정기준곡선의 양불판정기준면적을 비교하여 전극 탭의 손상 여부를 빠르고 정확하게 판정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 양품평균기준곡선의 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되는 제1양품평균기준면적 및 제2양품평균기준면적과, 제1측정분포면적 및 제2측정분포면적을 비교하여 전극 탭에서 손상이 발생한 위치를 빠르고 정확하게 판정할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치 및 파우치형 2차전지의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 통해 획득되는 측정분포곡선과 전극 탭의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 중 양불판정단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법에서 불량발생위치판정단계에 활용되는 양품평균기준곡선을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 통해 획득되는 측정분포곡선과 불량유형을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치 및 파우치형 2차전지의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 검사의 대상이 되는 파우치형 2차전지는 전극조립체(20), 시트케이스(30) 및 전극리드(40a,40b)를 가질 수 있다.
전극조립체(20)는 복수의 양극판(21)과, 복수의 음극판(22) 그리고 각각의 양극판(21) 및 음극판(22)의 사이에 마련되는 분리막(23)을 가질 수 있다. 양극판(21)은 각각 일측에 돌출되는 전극 탭(25)을 가지고, 음극판(22)은 각각 타측에서 돌출되는 다른 전극 탭을 가질 수 있다. 즉, 전극 탭은 전극판과 일체로 형성되되, 전극판의 일단부에 돌출 형성되는 부분을 의미할 수 있다.
시트케이스(30)는 파우치형으로 형성되고, 복수의 전극조립체(20)는 시트케이스(30)에 의해 밀봉된 상태로 내장될 수 있다. 시트케이스(30)는 알루미늄 박막으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전극리드(40a,40b)는 각각 전극조립체(20)의 양단부에 구비될 수 있다.
전극리드(40a)는 양극판(21)의 전극 탭(25)과 용접(WD)되어 전기적으로 연결될 수 있으며, 시트케이스(30)의 일단부의 외부로 연장될 수 있다. 마찬가지로, 다른 전극리드(40b)는 음극판(22)의 전극 탭과 용접되어 전기적으로 연결될 수 있으며, 시트케이스(30)의 타단부의 외부로 연장될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치는 전술한 파우치형 2차전지의 전극 손상을 검사하기 위한 장치로서, 더욱 구체적으로는 전극 탭(25)의 손상을 검사할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상 양극판(21)의 전극 탭(25)을 기준으로 설명하지만, 음극판(22)의 전극 탭에 대해서도 동일한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치는 검사센서부(100) 그리고 판정부(200)를 포함할 수 있다.
파우치형 2차전지(10)는 테이블(60)의 상부에 위치될 수 있으며, 검사센서부(100)는 파우치형 2차전지(10)의 일측에 구비될 수 있다.
검사센서부(100)는 제1센서(110) 및 제2센서(120)를 가질 수 있다.
제1센서(110)는 케이스(101)의 상부에 구비되고 하측으로 돌출되는 돌출부(102a)에 구비될 수 있다.
제1센서(110)는 제1코어(111) 및 제1코일(112)을 가질 수 있다. 제1코어(111)는 페라이트 코어일 수 있다.
제1코일(112)은 제1코어(111)에 감길 수 있다.
한편, 제1코일(112)은 제1코어(111)에 직접 감기지 않을 수도 있다. 예를 들면, 제1센서(110)는 제1보빈(미도시)을 더 포함할 수도 있으며, 이 경우, 제1코일(112)은 제1보빈에 감기고, 제1코어(111)는 제1보빈에 삽입될 수 있다.
제2센서(120)는 제1센서(110)와 동일한 구성을 가지도록 형성될 수 있다.
즉, 제2센서(120)는 케이스(101)의 하부에 구비되고 하측으로 돌출되는 돌출부(102b)에 구비될 수 있다.
제2센서(120)는 제2코어(121) 및 제2코일(122)을 가질 수 있다. 제2코어(121)는 페라이트 코어일 수 있다.
제2코일(122)은 제2코어(121)에 감길 수 있다.
마찬가지로, 제2센서(120)도 제2보빈(미도시)을 더 포함할 수도 있으며, 이 경우, 제2코일(122)은 제2보빈에 감기고, 제2코어(121)는 제2보빈에 삽입되도록 구성되어, 제2코일(122)도 제2코어(121)에 직접 감기지 않을 수 있다.
제1센서(110)는 전극 탭(25)의 상측에 위치될 수 있으며, 제2센서(120)는 전극 탭(25)의 하측에 위치될 수 있다. 제2센서(120)는 제1센서(110)의 수직 하방에 위치될 수 있으며, 제2센서(120)는 제1센서(110)와 함께 동시에 이동될 수 있다.
검사센서부(100)는 전극 탭(25)의 폭방향으로 이동될 수 있다. 검사센서부(100)가 전극 탭(25)의 폭방향으로 이동됨에 따라 제1센서(110)도 전극 탭(25)의 폭방향으로 이동되면서 전기가 인가되면 자기장을 발생할 수 있다. 그러면, 제1센서(110)에서 발생하는 자기장에 의한 전자기유도현상에 의해 제2센서(120)에는 유도기전력이 발생될 수 있다.
판정부(200)는 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득할 수 있으며, 획득된 진폭신호를 기초로 전극 탭(25)의 손상 여부를 판정할 수 있다. 판정부(200)에서 이루어지는 판정과정에 대해서는 후술한다.
제1센서(110) 및 제2센서(120) 간의 거리(H) 및 전극 탭(25)을 중심으로 하는 제1센서(110)와 제2센서(120) 간의 각도(θ) 중 하나 이상은 조절될 수 있으며, 이를 통해 센싱 감도는 조절될 수 있다.
또한, 1차 센서(110)에 인가되는 전압 주파수 및 크기에 의해서도 센싱 감도는 조절될 수 있다.
이하에서는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 통해 획득되는 측정분포곡선과 전극 탭의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법은 유도기전력 발생단계(S310), 신호획득단계(S320) 그리고 판정단계(S330)를 포함할 수 있다.
유도기전력 발생단계(S310)는 전극 탭(25)의 상측에 제1센서(110)를 위치시키고 전극 탭(25)의 하측에는 제2센서(120)를 위치시키며, 제1센서(110) 및 제2센서(120)를 전극 탭(25)의 폭방향을 따라 제1측(51)에서 제2측(52)으로 이동시키면서 제1센서(110)에 전기를 인가하여 전자기유도현상에 의해 제2센서(120)에 유도기전력을 발생시키는 단계일 수 있다.
신호획득단계(S320)는 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하는 단계일 수 있다.
도 4를 참조하면, 파우치형 2차전지(10)의 전극 탭(25)에 대해 검사센서부(100, 도 2 참조)가 제1측(51)에서 제2측(52)으로 검사방향(SD)을 따라 이동하게 되면, 제2센서(120, 도 2 참조)에서 발생하는 유도기전력에 의한 진폭신호가 획득될 수 있다. 진폭신호는 사인파(Sinusoidal Wave)의 형태일 수 있다.
그리고, 진폭신호로부터 측정분포곡선(MS)을 획득할 수 있다. 측정분포곡선(MS)은 전극 탭(25)의 폭방향 양단부에서 가장 진폭이 크고, 전극 탭(25)의 중앙부에서 가장 진폭이 작은 형태를 가질 수 있다.
즉, 검사방향(SD)의 시작 부분인 제1측(51)에서는 진폭이 큰 시작점(B1)을 가지고, 전극 탭(25)의 중앙부분에서는 최저점(B2)을 가지며, 검사방향(SD)의 끝 부분인 제2측(52)에서는 다시 진폭이 큰 종료점(B3)을 가지는 형태일 수 있다.
전극 탭(25)의 중앙부분에서 진폭이 가장 작아지는 이유는 전극 탭(25)의 중앙부분에서 맴돌이전류(Eddy Current)가 가장 강하게 발생하여 전자기유도현상을 가장 심하게 방해하게 되고, 이에 따라, 상대적으로 발생하는 유도기전력이 가장 작아지기 때문이다.
측정분포곡선(MS)은 최저점(B2)을 중심으로 양분될 수 있으며, 측정분포곡선(MS)의 측정분포면적(MA)은 최저점(B2)을 중심으로 제1측정분포면적(MA1) 및 제2측정분포면적(MA2)으로 구분될 수 있다.
판정단계(S330)는 진폭신호를 기초로 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 단계일 수 있다. 판정단계(S330)는 측정분포곡선 획득단계(S331) 및 양불판정단계(S332)를 가질 수 있다.
측정분포곡선 획득단계(S331)는 진폭신호로부터 측정분포곡선을 획득하는 단계일 수 있다.
양불판정단계(S332)는 측정분포곡선의 측정분포면적을 계산하고, 측정분포면적이 미리 설정된 양불판정기준곡선의 양불판정기준면적 이상이면 양품으로 판정하고, 측정분포면적이 양불판정기준면적 미만이면 불량으로 판정하는 단계일 수 있다.
측정분포면적은 측정분포곡선을 정규분포식 연산을 활용하여 계산될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법 중 양불판정단계를 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 양불판정기준곡선(SS)은 복수개의 양품을 검사하여 획득된 데이터를 이용하여 미리 설정될 수 있으며, 양불판정기준면적(SA)은 양불판정기준곡선(SS)으로부터 얻어져 미리 설정될 수 있다. 양불판정기준면적은 양분판전기준곡선을 정규분포식 연산을 활용하여 계산될 수 있다. 양불판정기준곡선은 정규분포곡선의 역전 형태로써, 좌우가 대칭을 이룰 수 있다.
양불판정기준면적(SA)은 제1양불판정기준면적(SA1) 및 제2양불판정준면적(SA2)의 합과 같을 수 있다.
양불판정기준곡선(SS)은 전극 탭(25)에 손상이 없거나 손상이 없는 것으로 간주될 수 있는 상태의 전극 탭(25)에서 측정된 것일 수 있다.
그리고, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)은 측정 대상품을 검사하여 획득될 수 있으며, 측정분포면적(MA)은 제1측정분포면적(MA1) 및 제2측정분포면적(MA2)의 합과 같을 수 있다.
전극 탭(25)에 손상이 있는 경우, 이러한 전극 탭(25)에서 얻어지는 측정분포면적(MA)은 양불판정기준면적(SA)과 비교했을 때 상대적으로 작을 수 있다.
따라서, 도 5의 (c)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)의 측정분포면적(MA)이 양불판정기준곡선(SS)의 양불판정기준면적(SA) 이상이면 해당 파우치형 2차전지는 양품으로 판정될 수 있다.
그러나, 도 5의 (d)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)의 측정분포면적(MA)이 양불판정기준곡선(SS)의 양불판정기준면적(SA) 미만이면 해당 파우치형 2차전지는 불량으로 판정될 수 있다.
판정단계(S330)는 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 전극 탭에서 불량이 발생한 위치를 판정하는 불량발생위치판정단계(S333)를 더 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법에서 불량발생위치판정단계에 활용되는 양품평균기준곡선을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 양품평균기준곡선(SSS)은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축(VA)에 의해 양분되어 제1측(51, 도 4 참조)을 포함하는 제1양품평균기준면적(SSA1) 및 제2측(52, 도 4 참조)을 포함하는 제2양품평균기준면적(SSA2)을 가질 수 있다.
양품평균기준곡선(SSS)은 복수개의 양품을 검사하여 획득된 데이터를 이용하여 미리 설정될 수 있다. 양불판정기준곡선(SS)이 좌우가 대칭을 이루는 정규분포곡선의 역전 형태인 반면, 양품평균기준곡선(SSS)은 정규분포곡선 형태를 이루지는 않으며, 따라서, 좌우가 대칭을 이루지 않을 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법을 통해 획득되는 측정분포곡선과 불량유형을 나타낸 예시도이다.
불량발생위치판정단계(S333)에서는, 양품평균기준곡선(SSS)이 활용될 수 있다.
그리고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선(MS)은 수직중심축(VA)에 의해 양분되어 제1측(51)을 포함하는 제1측정분포면적 및 제2측(52)을 가지는 제2측정분포면적을 가질 수 있다.
불량발생위치판정단계(S333)에서는, 양품평균기준곡선(SSS) 및 측정분포곡선(MS)이 모두 수직중심축(VA)에 의해 양분될 수 있다.
도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)이 양품평균기준곡선(SSS)보다 좌측에 치우치는 형태이고, 양품평균기준곡선(SSS) 및 측정분포곡선(MS)이 수직중심축(VA)에 의해 양분되면, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값(DV1)은 0을 초과하게 되고 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값(DV2)은 0 미만이 된다.
이처럼, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 이상이고, 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0미만이면 불량발생위치판정단계(S333)는 도 7의 (c)에서 보는 바와 같이 전극 탭(25)의 제2측(52)에 불량(D2)이 있는 것으로 판정할 수 있다.
그리고, 도 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)이 양품평균기준곡선(SSS)보다 우측에 치우치는 형태이고, 양품평균기준곡선(SSS) 및 측정분포곡선(MS)이 수직중심축(VA)에 의해 양분되면, 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값(DV1)은 0 미만이 되고 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값(DV2)은 0을 초과하게 된다.
이처럼, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 미만이고, 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0 이상이면 불량발생위치판정단계(S333)는 도 8의 (c)에서 보는 바와 같이 전극 탭(25)의 제1측(51)에 불량(D1)이 있는 것으로 판정할 수 있다.
그리고, 도 9의 (a)에서 보는 바와 같이, 측정분포곡선(MS)이 양품평균기준곡선(SSS)의 사이에 위치되는 형태이고, 양품평균기준곡선(SSS) 및 측정분포곡선(MS)이 수직중심축(VA)에 의해 양분되면, 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값(DV1)이 0 미만이 되고 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값(DV2)도 0 미만이 된다.
이처럼, 제1양품평균기준면적에서 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값(DV1)과, 제2양품평균기준면적에서 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값(DV2)이 모두 0미만이면 불량발생위치판정단계(S333)는 도 9의 (c)에서 보는 바와 같이 전극 탭(25)의 중앙부에 불량(D4)이 있는 것으로 판정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 전극 손상 검사방법을 통해 전극 탭(25)에 대해 검사 시간이 짧으면서도 정확도가 높은 검사결과를 얻을 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 파우치형 시트케이스에 밀봉된 상태로 내장되는 복수의 전극조립체와, 상기 복수의 전극조립체의 전극 탭과 전기적으로 연결되고 상기 시트케이스의 외부로 연장되는 전극리드를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법으로서,
    상기 전극 탭의 상측에 제1센서를 위치시키고 상기 전극 탭의 하측에는 제2센서를 위치시키며, 상기 제1센서 및 상기 제2센서를 상기 전극 탭의 폭방향을 따라 제1측에서 제2측으로 이동시키면서 상기 제1센서에 전기를 인가하여 전자기유도현상에 의해 상기 제2센서에 유도기전력을 발생시키는 유도기전력 발생단계;
    상기 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하는 신호획득단계; 그리고
    상기 진폭신호를 기초로 상기 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 판정단계를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판정단계는
    상기 진폭신호로부터 측정분포곡선을 획득하는 측정분포곡선 획득단계와,
    상기 측정분포곡선의 측정분포면적을 계산하고, 상기 측정분포면적이 미리 설정된 양불판정기준곡선의 양불판정기준면적 이상이면 양품으로 판정하고, 상기 측정분포면적이 상기 양불판정기준면적 미만이면 불량으로 판정하는 양불판정단계를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판정단계는
    불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 전극 탭에서 불량이 발생한 위치를 판정하는 불량발생위치판정단계를 더 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  4. 제3항에 있어서,
    미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며,
    상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 이상이고, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0미만이면 상기 전극 탭에서 상기 제2측에 불량이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  5. 제3항에 있어서,
    미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며,
    상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값이 0 미만이고, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 0이상이면 상기 전극 탭에서 상기 제1측에 불량이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  6. 제3항에 있어서,
    미리 설정된 양품평균기준곡선은 진폭 최저점을 지나는 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1양품평균기준면적 및 상기 제2측을 포함하는 제2양품평균기준면적을 가지고, 불량으로 판정된 해당 파우치형 2차전지의 측정분포곡선은 상기 수직중심축에 의해 양분되어 상기 제1측을 포함하는 제1측정분포면적 및 상기 제2측을 가지는 제2측정분포면적을 가지며,
    상기 불량발생위치판정단계는 상기 제1양품평균기준면적에서 상기 제1측정분포면적을 뺀 제1차이값과, 상기 제2양품평균기준면적에서 상기 제2측정분포면적을 뺀 제2차이값이 모두 0미만이면 상기 전극 탭의 중앙부에 불량이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사방법.
  7. 파우치형 시트케이스에 밀봉된 상태로 내장되는 복수의 전극조립체와, 상기 복수의 전극조립체의 전극 탭과 전기적으로 연결되고 상기 시트케이스의 외부로 연장되는 전극리드를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상을 검사하기 위한 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치로서,
    상기 전극 탭의 상측에 위치되며, 상기 전극 탭의 폭방향으로 이동되면서 전기가 인가되면 자기장을 발생하는 제1센서와, 상기 전극 탭의 하측에 위치되며, 상기 제1센서와 함께 상기 전극 탭의 폭방향으로 이동되면서 전자기유도현상에 의해 유도기전력을 발생시키는 제2센서를 가지는 검사센서부; 그리고
    상기 유도기전력에 의한 진폭신호를 획득하고, 상기 진폭신호를 기초로 상기 전극 탭의 손상 여부를 판정하는 판정부를 포함하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    센싱 감도가 조절되도록, 상기 제1센서 및 상기 제2센서 간의 거리 및 상기 전극 탭을 중심으로 상기 제1센서와 상기 제2센서 간의 각도 중 하나 이상은 조절되는 것을 특징으로 하는 파우치형 2차전지의 전극 손상 검사장치.
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