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KR20200123401A - 전극 조립체의 얼라인 체크 장치 - Google Patents

전극 조립체의 얼라인 체크 장치 Download PDF

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KR20200123401A
KR20200123401A KR1020200135122A KR20200135122A KR20200123401A KR 20200123401 A KR20200123401 A KR 20200123401A KR 1020200135122 A KR1020200135122 A KR 1020200135122A KR 20200135122 A KR20200135122 A KR 20200135122A KR 20200123401 A KR20200123401 A KR 20200123401A
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KR
South Korea
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electrode assembly
photographing
unit
check device
light
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KR1020200135122A
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추일운
김성현
설동희
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전극 조립체의 얼라인 체크 장치에 관한 것으로, 본 발명에 전극 조립체의 얼라인 체크 장치는 전극 및 분리막이 교대로 적층된 전극 조립체의 일측 방향에 위치되어, 상기 전극 조립체 방향으로 빛을 조명하는 백라이트부와, 상기 전극 조립체의 타측 방향에 위치되고, 상기 전극 조립체의 비젼 얼라인을 위하여 상기 전극 조립체를 촬영하는 촬영부 및 상기 전극 조립체와 상기 촬영부 사이에 위치되고, 상기 전극 조립체의 가장자리가 빛의 산란으로 비젼 왜곡이 일어나지 않도록 상기 백라이트부에서 조명되는 빛을 반사하는 반사부를 포함한다.

Description

전극 조립체의 얼라인 체크 장치{ALIGN CHECKING DEVICE FOR ELECTRODE ASSEMBLY}
본 발명은 전극 조립체의 얼라인 체크 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
또한, 전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
여기서, 전극 조립체는 다수의 전극 및 분리막을 정확한 위치에 적층하여 제조하는 것이 중요한 문제이다. 특히, 전극 및 분리막이 정확한 위치에 정렬되지 않으면 전극 간 쇼트가 발생되어, 이차전지의 발화나 심각한 손상이 발생되는 문제가 있다.
한국 공개특허 제10-2014-0015647호
본 발명의 하나의 관점은 빛에 의한 전극 조립체의 비젼(Vision) 왜곡을 방지할 수 있는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치는, 전극 및 분리막이 교대로 적층된 전극 조립체의 일측 방향에 위치되어, 상기 전극 조립체 방향으로 빛을 조명하는 백라이트부와, 상기 전극 조립체의 타측 방향에 위치되고, 상기 전극 조립체의 비젼 얼라인을 위하여 상기 전극 조립체를 촬영하는 촬영부 및 상기 전극 조립체와 상기 촬영부 사이에 위치되고, 상기 전극 조립체의 가장자리가 빛의 산란으로 비젼 왜곡이 일어나지 않도록 상기 백라이트부에서 조명되는 빛을 반사하는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 상기 촬영부를 통해 상기 전극 조립체의 타측 방향에서 촬영가능도록 중앙부에 촬영홀이 형성되고, 상기 반사부의 테두리는 상기 전극 조립체의 가장자리와 마주보도록 위치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 백라이트부에서 조명되는 빛을 반사하는 반사부를 구비하여 빛의 산란으로 인한 전극 조립체의 비젼 왜곡이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 전극 조립체의 일측 방향에서 전극 조립체 방향으로 백라이트부에서 빛을 조명 시, 전극 조립체의 타측 방향에 상기 백라이트부에서 조명되는 빛을 반사하는 반사부를 구비하여 전극 조립체의 가장자리에 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡이 발생되는 것을 방지될 수 있다. 특히, 음극의 가장자리를 통해 비젼 얼라인(Vision align)할 때, 음극 가장자리의 형태가 빛의 산란으로 비젼 왜곡되는 것이 방지되어 음극 라인을 명확히 찾을 수 있어 정확한 비젼 얼라인가 가능하다. 이로 인해, 전극 조립체 제조 시 전극 및 분리막을 정확한 위치에 적층시킬 수 있고, 전극 조립체 검사 시 전극 및 분리막의 적층이 정확한 위치됐는지 명확히 확인할 수 있다. 또한, 다수의 전극 적층체를 적층하여 이차전지 제조 시, 각 전극 적층체 간의 편차를 정확히 파악할 수 있어, 이차전지의 불량 발생을 방지하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡 현상을 방지하기 위하여 별도의 동축 조명이 필요하지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치의 개념을 나타낸 정면도이다.
도 2는 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치를 통해 음극의 동일 영역을 각각 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치의 개념을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 반사부의 일례를 나타낸 저면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 반사부의 다른 예를 나타낸 저면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치의 개념을 나타낸 정면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(100)는 전극 조립체(10)로 빛을 조명하는 백라이트부(120)와, 빛을 반사하는 반사부(130) 및 전극 조립체(10)를 촬영하는 촬영부(110)를 포함한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(100)는 전극 조립체(10)를 고정시키는 흡착 고정부(140)를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예인 전극 조립체의 얼라인 체크 장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
보다 상세히, 도 1을 참고하면, 전극 조립체(10)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(13)과 분리막(14)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다.
전극(13)은 양극(11) 및 음극(12)으로 구성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(10)는 양극(11)/분리막(14)/음극(12)이 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 분리막(14)은 양극(11)과 음극(12) 사이와, 양극(11)의 외측 및 음극(12)의 외측에 위치될 수 있다.
양극(11)은 양극 집전체(11b) 및 양극 집전체(11b)에 도포된 양극 활물질(11a)을 포함할 수 있다.
음극(12)은 음극 집전체(12b)와, 음극 집전체(12b)에 도포된 음극 활물질(12a)을 포함할 수 있다.
분리막(14)은 절연 재질로 이루어져 양극(11)과 음극(12) 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 분리막(14)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
백라이트(Back light)부(120)는 전극 조립체(10)의 일측 방향에서 전극 조립체(10) 방향으로 빛을 조명한다. 여기서, 백라이트부(120)는 예를 들어 도 1에 도시된 방향을 기준으로 전극 조립체(10)의 상측 방향에 일정거리 이격되어 위치될 수 있다.
또한, 백라이트부(120)는 예를 들어 CCFL(냉음극 형광램프), EEFL(외부전극 형광램프), LED(발광 다이오드; light emitting diode), ELP(전기장 발광; injection electroluminescence), FFL(평판형 형광램프) 또는 HCFL(온음극형광램프) 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다.
반사부(130)는 전극 조립체(10)의 타측 방향에 위치되어 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 전극 조립체(10)로 반사한다.
또한, 반사부(130)는 반투명 반사부재(131)로 이루어져 전극 조립체(10)와 촬영부(110)의 사이에 위치될 수 있다. 여기서, 반투명 반사부재(131)는 백라이트 부(120)에서 조명되는 빛은 반사하고, 촬영부(110)에서 전극 조립체(10)는 촬영할 수 있도록 반투명 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 촬영부(110)는 반투명 반사부재(131)를 통해 전극 조립체(10)를 촬영할 수 있다.
아울러, 반투명 반사부재(131)는 반사면은 정반사가 일어나는 정반사면으로 형성될 수 있다.
그리고, 반투명 반사부재(131)는 예를 들어 반투명 반사부재(131)에서 반사되는 반사광의 축과 촬영부(110)의 촬영축이 동축이 되도록 위치될 수 있다. 이때, 예를 들어 반투명 반사부재(131)에서 반사되는 반사광의 축과 백라이트부(120)의 조명 축은 동축으로 이루어질 수 있다.
또한, 반투명 반사부재(131)는 백라이트부(120)의 빛을 반사하여 전극 조립체(10)의 가장자리에서 발생되는 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡을 방지할 수 있다. 특히, 전극 조립체(10)의 음극(12) 가장자리 위치로 비젼 얼라인(Vision align)할 때 전극 조립체(10)의 분리막(14) 가장자리에서 백라이트부(120)에서 조명되는 빛이 산란되어 음극(12) 가장자리 위치가 왜곡되는 현상을 방지할 수 있다. 보다 상세히, 백라이트부(120)의 빛이 전극 보다 측면으로 돌출된 반투명 재질의 분리막을 통과하면서, 산란광에 의해 음극(12) 가장자리가 왜곡되는 현상을 반투명 반사부재(131)가 반사하는 반사광으로 인하여 음극(12) 가장자리가 선명하게 보일수 있다. 이때, 반투명 반사부재(131)가 반사하는 반사광으로 인해 촬영부(110)와 동축인 조명을 사용하지 않고도 동축 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 반투명 반사부재(131)는 전극 조립체(10)와 마주보도록 위치되고, 전극 조립체(10) 보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 전극 조립체(10) 가장자리까지 반사하여 전극 조립체(10) 가장자리의 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡 현상을 방지할 수 있다.
또한, 반투명 반사부재(131)는 광 투과율이 너무 높은 재질로 형성되면 촬영부(110)에서 전극 조립체(10)를 촬영 시 선명한 영상을 얻기가 용이하지만, 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 반사하는 반사량이 적게되어 전극 조립체(10)의 가장자리에서 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡이 발생될 수 있다. 한편, 반투명 반사부재(131)는 광 투과율이 너무 낮은 재질로 형성되면 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 반사하는 반사량이 많게되어 전극 조립체(10)의 가장자리에서 발생되는 빛의 산란으로 인한 비젼 왜곡을 방지하기가 용이해지지만, 촬영부(110)에서 전극 조립체(10)를 촬영 시 선명한 영상을 얻기가 어려워질 수 있다.
여기서, 반투명 반사부재(131)는 예를 들어 광 투과율이 30~70% 가 되도록 형성될 수 있다.
그리고, 반투명 반사부재(131)는 보다 구체적으로 예를 들어 광 투과율이 40~60% 가 되도록 형성되어, 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 전극 조립체(10)의 비젼 왜곡이 발생되지 않도록 효과적으로 반사하고, 촬영부(110)에서 선명한 전극 조립체(10) 영상을 얻도록 촬영하기가 가능할 수 있다. 이때, 반투명 반사부재(131)는 예를 들어 광 반사율 40~60% 가 되도록 형성될 수 있다.
또한, 반투명 반사부재(131)는 보다 더 구체적으로 예를 들어 광 투과율이 50% 가 되도록 형성될 수 있다.
아울러, 반투명 반사부재(131)는 반투명 렌즈(lens)로 이루어질 수 있다. 이때, 반투명 렌즈는 평면 렌즈로 이루어질 수 있다. 여기서, 반투명 렌즈는 정반사 렌즈로 이루어질 수 있다.
촬영부(110)는 전극 조립체(10)의 타측 방향에서 전극 조립체(10)를 촬영한다. 여기서, 촬영부(110)는 예를 들어 도 1에 도시된 방향을 기준으로 전극 조립체(10)의 하측 방향에 일정거리 이격되어 위치될 수 있다.
또한, 촬영부(110)는 카메라(Camera)로 이루어질 수 있다. 이때, 카메라는 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 카메라로 이루어질 수 있다.
흡착 고정부(140)는 전극 조립체(10)의 일측면을 흡착하여 고정할 수 있다. 이때, 흡착 고정부(140)는 예를 들어 전극 조립체(10)의 상측면을 진공 흡착하여 고정할 수 있다.
아울러, 흡착 고정부(140)는 다수의 흡착홀(141a)이 형성된 흡착 플레이트(141)를 포함할 수 있다. 이때, 흡착 플레이트(141)는 진공 펌프와 연결되어, 흡착 플레이트(141)의 다수의 흡착홀(141a)을 통해 전극 조립체(10)를 진공 흡착하여 고정할 수 있다. 여기서, 흡착 플레이트(141)는 투명 재질로 이루어져 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 투과시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(100)는 촬영부(110)에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 디스플레이(Display)부(150)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(150)는 예를 들어 LCD(Liquid Crystal Display) 모니터(Monitor) 또는 LED(Light Emitting Diode) 모니터로 이루어질 수 있다.
도 2는 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치를 통해 음극의 동일 영역을 각각 측정한 그래프이다. 이때, 도 2에서 수직축은 그레이 스케일(Gray scale)을 나타내고, 수평축은 음극의 임의의 동일 기준점으로부터 가장자리 끝단까지의 거리를 나타낸다. 여기서, 그레이 스케일(Gray scale)은 밝기를 나타내는 지표로써, 지표가 0에서는 최소 밝기로 모두 검은색으로 나타나 음극이 보이지 않고, 지표가 250에서는 음극이 가장 잘 보이는 밝기를 나타내는 것을 알 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 수직축의 그레이 스케일(Gray scale)이 250 경우, 종래 기술에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치에서 측정한 음극(A) 거리는 1088um으로 나타나고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치를 통해 측정한 음극(B) 거리는 1472um으로 나타난다. 여기서, 실제 음극 거리는 1472um이다.
즉, 종래의 전극 조립체의 얼라인 체크 장치로 음극 측정시, 분리막의 가장자리에 산란되는 빛에 의해 음극 가장자리의 크기가 왜곡되어 작게 나타난 것을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치의 개념을 나타낸 정면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(200)는 백라이트부(120)와 반사부(230) 및 촬영부(110)를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(200)는 전술한 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(100)와 비교할 때, 반사부(230)에 촬영부(110)가 촬영가능한 시야각을 확보하기 위한 공간부가 형성된 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 제1 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 반사부의 일례를 나타낸 저면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(200)에서, 반사부(230')는 일례로 복수개로 구비되어 전극 조립체(10)의 가장자리와 마주보도록 각각 위치될 수 있다. 이때, 복수개의 반사부(230')는 각각 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 반사하여, 전극 조립체(10)의 가장자리에 빛의 산란으로 인한 왜곡 발생을 방지할 수 있다. 이때, 복수개의 반사부는 촬영부(110)를 통해 전극 조립체(10)의 타측 방향에서 전극 조립체(10)를 촬영가능하도록 상호 이격된 거리(W)에 위치될 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 반사부의 다른 예를 나타낸 저면도이다.
도 3 및 도 5 를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치(200)에서, 반사부(230")는 다른 예로 촬영부(110)를 통해 전극 조립체(10)의 타측 방향에서 전극 조립체(10)를 촬영할 수 있도록 중앙부에 촬영홀(231)이 형성될 수 있다. 이때, 반사부(230")의 테두리(232)는 전극 조립체(10)의 가장자리와 마주보도록 위치되어 백라이트부(120)에서 조명되는 빛을 반사할 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(10)의 가장자리에 백라이트부(120)에서 조명되는 빛의 산란으로 인한 왜곡이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체의 얼라인 체크 장치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100,200: 얼라인 검사 장치
10: 전극 조립체
11: 양극
12: 음극
13: 전극
14: 분리막
110: 촬영부
120: 백라이트부
130,230, 230', 230": 반사부
131: 반투명 반사부재
140: 흡착 고정부
141: 흡착 플레이트
141a: 흡착홀
150: 디스플레이부
231: 촬영홀
232: 테두리

Claims (9)

  1. 전극 및 분리막이 교대로 적층된 전극 조립체의 일측 방향에 위치되어, 상기 전극 조립체 방향으로 빛을 조명하는 백라이트(Back light)부;
    상기 전극 조립체의 타측 방향에 위치되고, 상기 전극 조립체의 비젼 얼라인(Align)을 위하여 상기 전극 조립체를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 전극 조립체와 상기 촬영부 사이에 위치되고, 상기 전극 조립체의 가장자리가 빛의 산란으로 비젼(Vision) 왜곡이 일어나지 않도록 상기 백라이트부에서 조명되는 빛을 반사하는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 촬영부를 통해 상기 전극 조립체의 타측 방향에서 촬영가능도록 중앙부에 촬영홀이 형성되고,
    상기 반사부의 테두리는 상기 전극 조립체의 가장자리와 마주보도록 위치되는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사부는 반투명 반사부재로 이루어지고,
    상기 촬영부는 상기 전극 조립체의 타측 방향에서 상기 반투명 반사부재를 통해 상기 전극 조립체를 촬영하는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 반투명 반사부재는 상기 전극 조립체와 마주보도록 위치되고, 상기 전극 조립체 보다 크게 형성되는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 반투명 반사부재는 광 투과율이 40~60% 가 되도록 형성된 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반투명 반사부재는 반투명 렌즈(lens)로 이루어지는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 조립체를 흡착하여 고정시키는 흡착 고정부를 더 포함하는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 흡착 고정부는 다수의 흡착홀이 형성된 투명 재질의 흡착 플레이트를 포함하여, 상기 흡착 플레이트의 상기 다수의 흡착홀을 통해 상기 전극 조립체의 일측면을 진공 흡착시키는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬영부에서 촬영한 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬영부는 카메라로 이루어지는 전극 조립체의 얼라인 체크 장치.
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