特許 7686929 単位セル検査装置、それを含む電極組立体の製造設備及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-26

(45)【発行日】2025-06-03

(54)【発明の名称】単位セル検査装置、それを含む電極組立体の製造設備及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20250527BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20250527BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M10/48 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023553183

(86)(22)【出願日】2022-08-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-06

(86)【国際出願番号】 KR2022011540

(87)【国際公開番号】W WO2023027373

(87)【国際公開日】2023-03-02

【審査請求日】2023-09-05

(31)【優先権主張番号】10-2021-0113449

(32)【優先日】2021-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー、クワン ウー

(72)【発明者】

【氏名】ジュン、ハ ヨン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ジョン ミュン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ヒュン ジャエ

【審査官】冨士 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３５０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単位セルのエッジ部を赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部の位置を測定する検査ユニットを含み、
前記検査ユニットは、
前記単位セルのエッジ部を加熱して前記単位セルに含まれた電極エッジ部の温度を上昇させるメインヒーティング部と、
前記単位セルのエッジ部を赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた前記電極のエッジ部に対する熱写真を取得する撮影部と、
前記撮影部により撮影された熱写真で前記電極のエッジ部を測定し、測定された前記電極エッジ部を介して電極位置を測定する検査部と、を含み、
前記撮影部は、前記単位セルのエッジ部をそれぞれ撮影する４つの赤外線カメラに設けられ、
前記メインヒーティング部は、前記単位セルのエッジ部をそれぞれ高温の光で加熱して前記単位セルに含まれた電極の温度を上昇させる４つの赤外線ランプに設けられ、
前記４つの赤外線ランプは、前記４つの赤外線カメラにそれぞれ結合される、
単位セル検査装置。

【請求項2】

前記単位セルは、分離膜と分離膜の間に電極が配置される構造を有し、
前記撮影部は、前記赤外線で前記分離膜を透過して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部に対する熱写真を取得する、請求項１に記載の単位セル検査装置。

【請求項3】

前記検査ユニットは、前記撮影部に位置する前記単位セルの両端部を支持することと同時に加熱することにより、前記単位セルに含まれた電極のエッジ部温度を上昇させる補助ヒーティング部をさらに含む、請求項１に記載の単位セル検査装置。

【請求項4】

前記単位セル検査装置は、前記単位セルを前記検査ユニットまで移送する移送ユニットをさらに含む、請求項１に記載の単位セル検査装置。

【請求項5】

前記単位セル検査装置は、前記検査ユニットと前記移送ユニットが設置される本体ユニットをさらに含み、
前記本体ユニットは、前記移送ユニットが設置される下部本体と、前記下部本体の上部に設置される上部本体と、前記検査ユニットを前記上部本体に結合する第１ブラケットと、を含み、
前記第１ブラケットは、前記上部本体に結合される上下結合部、前記上下結合部に結合される左右結合部、一端は前記左右結合部に結合され、他端に前記撮影部が結合される前後結合部を含む、請求項４に記載の単位セル検査装置。

【請求項6】

前記上下結合部は、前記上部本体に前記単位セルの厚さ方向に高さ調節が可能に結合されながら前記単位セルに基づいて前記撮影部の高さが調節され、
前記左右結合部は、前記上下結合部に前記単位セルの全長方向に位置調節が可能に結合されながら前記単位セルの全長方向に前記撮影部の位置が調節され、
前記撮影部は、前記前後結合部に前記単位セルの全幅方向に位置調節が可能に結合されながら前記単位セルの全幅方向に前記撮影部の位置が調節される、請求項５に記載の単位セル検査装置。

【請求項7】

前記本体ユニットは、上下方向に位置する前記前後結合部と補助ヒーティング部を連結して前記前後結合部の固定力を高める第２ブラケットをさらに含み、
前記前後結合部は、前記第２ブラケットに前記単位セルの厚さ方向に高さ調節が可能に結合される、請求項６に記載の単位セル検査装置。

【請求項8】

前記検査部は、前記撮影部により撮影された熱写真と予め入力された電極のエッジ部の正常写真を対比することにより、前記電極エッジ部の変形可否をさらに検査する、請求項１に記載の単位セル検査装置。

【請求項9】

前記電極は、負極である、請求項１に記載の単位セル検査装置。

【請求項10】

単位セルを供給する単位セル供給装置と、
前記単位セル供給装置により供給された前記単位セルのエッジ部を赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部位置を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極の位置を測定する請求項１から９のいずれか一項に記載の単位セル検査装置と、
前記単位セル検査装置により測定された電極の位置に基づいて単位セルを順次配置する単位セル配置装置と、を含む電極組立体の製造設備。

【請求項11】

前記単位セル配置装置は、電極位置が測定された単位セルを順次配置する単位セル配置ユニットと、順次配置される単位セルの配置状態を検査する単位セル検査ユニットを含む、請求項１０に記載の電極組立体の製造設備。

【請求項12】

（ａ）単位セルを供給する段階と、
（ｂ）供給された単位セルのエッジ部を赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極位置を測定する段階と、
（ｃ）前記電極位置が測定された単位セルを順次配置して電極組立体を製造する段階と、を含み、
前記（ｂ）段階は、
前記（ａ）段階で供給された単位セルを移送する移送工程と、
移送された単位セルのエッジ部を加熱して前記単位セルに含まれた電極の温度を上昇させるヒーティング工程と、
前記単位セルのエッジ部を赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部に対する熱写真を取得する撮影工程と、
前記電極のエッジ部の熱写真で前記電極のエッジ部を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極位置を測定する検査工程と、を含み、
前記ヒーティング工程は、４つの赤外線ランプを使用して前記単位セルのエッジ部を加熱し、
前記撮影工程は、前記４つの赤外線ランプにそれぞれ結合される４つの赤外線カメラを使用して前記単位セルのエッジ部を撮影する、
電極組立体の製造方法。

【請求項13】

前記単位セルは、分離膜と分離膜の間に電極が配置される構造を有し、前記電極は負極で設けられ、
前記撮影工程は、赤外線を使用して前記分離膜を透過した後に負極のエッジ部を撮影する、請求項１２に記載の電極組立体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年８月２６日に出願された韓国特許出願第１０－２０２１－０１１３４４９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、長波長赤外線を使用して、単位セルに含まれた電極を測定して検査する単位セル検査装置、それを含む電極組立体の製造設備及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一般的には、二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池をいい、このような二次電池は、携帯電話、ノートパソコン、及びコムコーダーなどの先端電子機器の分野で広く使用されている。

【0004】

前記二次電池は、電極組立体が金属缶に内蔵される缶型二次電池と、電極組立体がパウチに内蔵されるパウチ型二次電池に分類される。そして、前記パウチ型二次電池は、電極組立体、電解液、前記電極組立体と前記電解液を収容するパウチを含む。

【0005】

そして、前記電極組立体は、１つ以上の単位セルを含み、前記単位セルは、分離膜を介在した状態で第１電極と第２電極が交互に配置される構造を有する。ここで、第１電極は正極であり、第２電極は負極である。特に、負極は、正極よりも大きな面積を有する。

【0006】

ここで、前記電極組立体は、単位セルの最外殻に配置された電極に基づいて単位セルを多段に配置し、この際、単位セルの最外殻に正極が配置される場合、正極は負極よりも面積が小さいので、単位セルと単位セル間の全長及び全幅公差が大幅に発生するという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、長波長赤外線を使用して単位セルに含まれた負極の位置を正確に測定することができることから、負極に基づいて単位セルを多段に配置することができ、その結果、単位セルと単位セル間の全長及び全幅公差を大幅に減少させることができる。すなわち、単位セルの内部に負極が配置されても、長波長赤外線を使用して負極の位置を正確に測定することができる単位セル検査装置、それを含む電極組立体の製造設備及び製造方法を解決しようとする課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の単位セル検査装置は、単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部位置を測定する検査ユニットを含み、前記検査ユニットは、前記単位セルのエッジ部を加熱して前記単位セルに含まれた電極エッジ部の温度を上昇させるメインヒーティング部、前記単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部に対する熱写真を取得する撮影部；及び前記撮影部により撮影された熱写真で前記電極のエッジ部を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極位置を測定する検査部を含んでよい。

【0009】

前記単位セルは、分離膜と分離膜の間に電極が配置される構造を有し、前記撮影部は、長波長赤外線で前記分離膜を透過して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部に対する熱写真を取得してよい。

【0010】

前記撮影部は、前記単位セルのエッジ部をそれぞれ撮影する４つの長波長赤外線カメラに設けられ、前記メインヒーティング部は、前記単位セルのエッジ部をそれぞれ高温の光で加熱して前記単位セルに含まれた電極の温度を上昇させる４つの長波長赤外線ランプに設けられ、４つの長波長赤外線ランプは、前記４つの長波長赤外線カメラにそれぞれ結合されてよい。

【0011】

前記検査ユニットは、前記撮影部に位置する前記単位セルの両端部を支持すると同時に加熱することにより、前記単位セルに含まれた電極のエッジ部温度を上昇させる補助ヒーティング部をさらに含んでよい。

【0012】

前記単位セル検査装置は、前記単位セルを前記検査ユニットまで移送する移送ユニットをさらに含んでよい。

【0013】

前記単位セル検査装置は、前記検査ユニットと前記移送ユニットが設置される本体ユニットをさらに含み、前記本体ユニットは、前記移送ユニットが設置される下部本体と、前記下部本体の上部に設置される上部本体と、前記検査ユニットを前記上部本体に結合する第１ブラケットを含み、前記第１ブラケットは、前記上部本体に結合される上下結合部、前記上下結合部に結合される左右結合部、一端は左右結合部に結合され、他端に前記撮影部が結合される前後結合部を含んでよい。

【0014】

前記上下結合部は、前記上部本体に前記単位セルの厚さ方向に高さ調節が可能に結合されながら前記単位セルに基づいて前記撮影部の高さが調節され、前記左右結合部は、前記上下結合部に前記単位セルの全長方向に位置調節が可能に結合されながら前記単位セルの全長方向に前記撮影部の位置が調節され、前記撮影部は、前記前後結合部に前記単位セルの全幅方向に位置調節が可能に結合されながら前記単位セルの全幅方向に前記撮影部の位置が調節されてよい。

【0015】

前記本体ユニットは、上下方向に位置する前後結合部と補助ヒーティング部を連結して前記前後結合部の固定力を高める第２ブラケットをさらに含み、前記前後結合部は、前記第２ブラケットに前記単位セルの厚さ方向に高さ調節が可能に結合されてよい。

【0016】

前記検査部は、前記撮影部により撮影された熱写真と予め入力された電極のエッジ部の正常写真を対比することにより、前記電極エッジ部の変形可否をさらに検査してよい。

【0017】

前記電極は、負極であってよい。

【0018】

一方、本発明の電極組立体の製造設備は、単位セルを供給する単位セル供給装置；前記単位セル供給装置により供給された前記単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部位置を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極の位置を測定する請求項１による単位セル検査装置；及び前記単位セル検査装置により測定された電極の位置に基づいて単位セルを順次配置する単位セル配置装置を含んでよい。

【0019】

前記単位セル配置装置は、電極位置が測定された単位セルを順次配置する単位セル配置ユニットと、順次配置される単位セルの配置状態を検査する単位セル検査ユニットを含んでよい。

【0020】

一方、本発明の電極組立体の製造方法は、（ａ）単位セルを供給する段階；（ｂ）供給された単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極位置を測定する段階；及び（ｃ）前記電極位置が測定された単位セルを順次配置して電極組立体を製造する段階を含み、前記（ｂ）段階は、前記（ａ）段階で供給された単位セルを移送する移送工程；移送された単位セルのエッジ部を加熱して前記単位セルに含まれた電極の温度を上昇させるヒーティング工程；前記単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セルに含まれた電極のエッジ部に対する熱写真を取得する撮影工程；及び前記電極のエッジ部の熱写真で前記電極のエッジ部を測定し、測定された電極エッジ部を介して電極位置を測定する検査工程を含んでよい。

【0021】

前記ヒーティング工程は、長波長赤外線ランプを使用して前記単位セルのエッジ部を加熱し、前記撮影工程は、長波長赤外線カメラを使用して前記単位セルのエッジ部を撮影してよい。

【0022】

前記単位セルは、分離膜と分離膜の間に電極が配置される構造を有し、前記電極は負極で設けられ、前記撮影工程は、長波長赤外線を使用して前記分離膜を透過した後に負極のエッジ部を撮影してよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明の単位セル検査装置は、検査ユニットを含むことで単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影することができ、前記単位セルに含まれた電極（すなわち、負極）エッジ部の位置を正確に測定することができ、さらに電極エッジ部の変形可否を検査することができる。

【0024】

また、本発明の電極組立体の製造設備は、単位セル検査装置を含むことで単位セルに含まれた負極に基づいて単位セルを多段に配置することができることから、単位セルと単位セル間の全長及び全幅公差を大幅減少させることができ、その結果、単位セル配置の不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１実施形態による電極組立体を示した側面図。

【図2】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した正面斜視図。

【図3】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した背面斜視図。

【図4】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した正面図。

【図5】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した背面図。

【図6】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した側面図。

【図7】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を示した平面図。

【図8】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置の第２ブラケットを示した斜視図。

【図9】本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を介して単位セルエッジ部を撮影する状態を示した平面図。

【図10】本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備を示した側面図。

【図11】本発明の第３実施形態による電極組立体の製造方法を示した順序図。

【図12】本発明の実験例として、撮影する単位セルのエッジ部を表示した平面図。

【図13】本発明の比較例と製造例により撮影された単位セルエッジ部に対する熱写真。

【図14】本発明の比較例と製造例により撮影された単位セルエッジ部に対する熱写真。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付した図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて同様の部分に対しては同様の図面符号を付ける。

【0027】

［本発明の第１実施形態による電極組立体］
本発明の第１実施形態による電極組立体１は、図１に示されたように、１つ又は２つ以上の単位セル１０が上下方向に配置される構造を有し、前記単位セル１０は、電極１１と分離膜１２が交互に配置される構造を有する。

【0028】

前記電極１１は、正極１１ａと負極１１ｂを含み、前記負極１１ｂは、前記正極１１ａよりも大きな面積を有する。勿論、分離膜１２は、負極１１ｂよりも大きな面積を有する。

【0029】

例えば、電極組立体１は、図１を参照すれば、３つ以上の単位セル１０が上下方向に配置される構造を有し、前記単位セル１０は、正極１１ａ、分離膜１２、負極１１ｂ、及び分離膜１２が上下方向に沿って順次配置される４層構造を有する。

【0030】

このような構造を有する本発明の第１実施形態による電極組立体１は、単位セルに含まれた負極１１ｂに基づいて単位セル１０が多段に配置される。

【0031】

すなわち、図１を参照すれば、本発明の第１実施形態による電極組立体１において、単位セル１０は、分離膜１２と分離膜１２の間に配置された負極１１ｂに基づいて配置されることから、単位セルは、「α」垂直線に基づいて整列されるので、単位セル１０と単位セル１０の間の全幅公差及び全長公差を減少することができ、その結果、単位セル１０の配置不良を防止することができる。

【0032】

ここで、分離膜１２と分離膜１２の間に配置された負極１１ｂは、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置を介して測定される。特に、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００は、単位セル１０の内部に配置された負極１１ｂの位置を正確に測定することができ、特に、負極１１ｂエッジ部の変形可否も検査することができる。

【0033】

以下、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００を、添付した図面を参照して詳しく説明する。

【0034】

一方、本発明は、正極１１ａ、分離膜１２、負極１１ｂ、及び分離膜１２が上下方向に沿って順次配置される４層構造の単位セル１０を１つの実施形態として説明する。

【0035】

［本発明の第２実施形態による単位セル検査装置］
本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００は、長波長赤外線を使用して単位セル１０のエッジ部を撮影することにより、前記単位セル１０に含まれた電極（すなわち、負極）の位置を測定することができ、電極１１のエッジ部の変形可否も検査することができる。

【0036】

すなわち、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００は、図２～図９に示されたように、移送ユニット２１０、検査ユニット２２０、及び本体ユニット２３０を含む。

【0037】

移送ユニット
移送ユニット２１０は、供給された単位セル１０を検査ユニットまで移送するためのものである。

【0038】

すなわち、移送ユニット２１０は、供給された単位セル１０を検査ユニット２２０まで移送するコンベアーベルトと、コンベアーベルトに一定の間隔で備えられ、コンベアーベルトに沿って単位セル１０が移送されるようにコンベアーベルトに単位セル１０をくっつける吸着部を含む。ここで、吸着部は、空気吸入力を用いて単位セル１０を吸着することにより、単位セル１０をコンベアーベルトにくっつける。

【0039】

このような構造を有する移送ユニット２１０は、単位セル１０が供給されると、吸着部によって単位セル１０がコンベアーベルトにくっつくようになり、コンベアーベルトにくっついた単位セル１０は、コンベアーベルトによって検査ユニット２２０まで移送される。この際、吸着部の吸入力が除去されながら、単位セル１０はコンベアーベルトから離れる。

【0040】

検査ユニット
検査ユニット２２０は、長波長赤外線を介して単位セル１０のエッジ部を撮影して前記単位セル１０に含まれた電極１１、好ましくは負極１１ｂエッジ部を測定し、測定された負極１１ｂエッジ部を介して負極１１ｂの位置を測定する構造を有する。特に、検査ユニット２２０は、負極１１ｂエッジ部を測定するときに、負極１１ｂエッジ部の変形可否も検査する。

【0041】

すなわち、検査ユニット２２０は、メインヒーティング部２２１、撮影部２２２、検査部２２３、及び補助ヒーティング部２２４を含む。

【0042】

メインヒーティング部２２１は、長波長赤外線で電極１１のエッジ部を撮影するために、単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部の温度を上昇させるためのものである。

【0043】

すなわち、メインヒーティング部２２１は、移送ユニット２１０から移送された単位セル１０エッジ部を加熱して、前記単位セル１０に含まれた電極１１の温度を上昇させる。ここで、電極１１は、正極１１ａと負極１１ｂを含む。これにより、メインヒーティング部２２１は、単位セル１０に含まれた正極１１ａエッジ部と負極１１ｂエッジ部の温度を上昇させる。

【0044】

一方、メインヒーティング部２２１は、前記単位セル１０のエッジ部をそれぞれ高温の光で加熱して前記電極１１のエッジ部の温度を上昇させる４つの長波長赤外線ランプに設けられる。

【0045】

一方、長波長赤外線（ｌｏｎｇ－ｗａｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ）ランプは、長波長赤外線を発散して光源で物体を照明及び加熱する。ここで、長波長赤外線は、波長約７００ｎｍに至る電磁気波の総称であって、光のスペクトラムにおける赤色部分の外側に該当する。すなわち、単位セルに含まれた電極１１は、長波長赤外線を吸収すると、電極１１内の熱運動によって温度が上昇する。

【0046】

撮影部２２２は、前記単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部に対する熱写真を取得するためのものである。

【0047】

すなわち、撮影部２２２は、図２を参照すれば、前記単位セル１０のエッジ部の上部に備えられ、前記単位セル１０のエッジ部をそれぞれ撮影する４つの長波長赤外線カメラに設けられる。前記４つの長波長赤外線カメラは、前記単位セル１０のエッジ部に位置する電極１１のエッジ部に対する熱写真をそれぞれ取得する。言い換えれば、図１を参照すれば、撮影部２２２は、単位セル１０の最上端に配置された正極１１ａエッジ部と単位セル１０の内部に配置された負極１１ｂエッジ部の熱写真を取得する。この際、負極１１ｂは、正極１１ａよりも大きな面積を有するので、熱写真には正極１１ａエッジ部と負極１１ｂエッジ部が重なった状態で表示される（図１３及び図１４参照）。

【0048】

一方、長波長赤外線（ｌｏｎｇ－ｗａｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ）カメラは、熱画像赤外線カメラともいい、物体から発散する熱を容易に探知する機能を有する。

【0049】

これにより、４つの長波長赤外線カメラは、単位セル１０の分離膜１２と分離膜１２の間に配置された負極１１ｂエッジ部から発生する熱を容易に探知することができることから、負極１１ｂエッジ部の熱写真を撮影することができる。

【0050】

このような構造を有する前記撮影部２２２は、単位セル１０の最上端に配置された正極１１ａエッジ部と単位セル１０の内部に配置された負極１１ｂエッジ部の熱写真を正確に撮影することができる。

【0051】

一方、４つの長波長赤外線ランプは、前記４つの長波長赤外線カメラにそれぞれ結合される。すなわち、長波長赤外線ランプは、長波長赤外線カメラと単位セル１０エッジ部の間に配置された状態で長波長赤外線カメラの下部に結合される。これにより、長波長赤外線ランプと長波長赤外線カメラで組み合わせられた組立体で構成することができる。

【0052】

検査部２２３は、前記撮影部２２２により撮影された熱写真で前記電極１１のエッジ部イメージを測定し、測定された電極１１のエッジ部を介して電極１１の位置を測定する。すなわち、４つの長波長赤外線カメラで撮影された４つの熱写真で電極１１のエッジ部イメージを測定し、測定された４つの電極１１のエッジ部を連結して電極１１の位置（又は、イメージ）を測定する。

【0053】

特に、検査部２２３は、分離膜１２と分離膜１２の間に配置された電極１１の位置（又は、イメージ）を正確に測定することができる。

【0054】

一方、検査部２２３は、前記撮影部２２２により撮影された熱写真と予め入力された電極のエッジ部の正常写真を対比することにより、前記電極１１のエッジ部変形可否を検査することができる。すなわち、検査部２２３は、撮影された熱写真で電極１１のエッジ部のイメージを測定した後、予め入力された正常電極のエッジ部を対比する。この際、測定電極１１のエッジ部が折れるか、シワが発生するか、浮き上がりが発生して正常範囲から外れると不良と判断し、正常範囲内に位置すると正常と判断する。

【0055】

一方、検査ユニット２２０は、電極エッジ部の加熱性を高めるために、補助ヒーティング部２２４をさらに含んでよい。すなわち、メインヒーティング部２２１は、電極１１のエッジ部上面を加熱し、補助ヒーティング部２２４は、電極１１のエッジ部底面を加熱する。

【0056】

より詳しく説明すると、前記補助ヒーティング部２２４は、前記撮影部２２２に位置する前記単位セル１０の全長方向に両端をそれぞれ支持する支持板２２４ａと、支持板２２４ａに支持された単位セル１０の両端をそれぞれ加熱する加熱片２２４ｂを含む。すなわち、補助ヒーティング部２２４は、前記単位セル１０の両端が支持板２２４ａに支持されると、加熱片２２４ｂが支持板２２４ａに支持された単位セル１０の両端を加熱して前記単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部温度を上昇させる。

【0057】

したがって、本発明の検査ユニット２２０は、長波長赤外線を適用することにより、単位セル１０に含まれた電極１１、特に、分離膜１２と分離膜１２の間に配置された電極である負極１１ｂの位置を正確に測定することができ、特に、電極１１のエッジ部の変形可否を容易に検査することができる。

【0058】

本体ユニット
本体ユニット２３０は、前記検査ユニット２２０と前記移送ユニット２１０が設置されるものであって、移送ユニット２１０が設置される下部本体２３１と、下部本体２３１の上部に設置される上部本体２３２及び検査ユニット２２０を上部本体２３２に結合する第１ブラケット２３３を含む。

【0059】

ここで、第１ブラケット２３３は、前記上部本体２３２に結合される上下結合部２３３ａ、前記上下結合部２３３ａに結合される左右結合部２３３ｂ、一端は左右結合部２３３ｂに結合され、他端は前記単位セル１０の移送方向に長く延びながら前記撮影部２２２が結合される前後結合部２３３ｃを含む。

【0060】

特に、上下結合部２３３ａは、前記上部本体２３２に結合され、前記単位セル１０に向かう方向（図２からみて上下方向）又は反対方向に高さ調節が可能に結合される構造を有することから、前記単位セル１０に基づいて前記撮影部２２２の高さを調節することができる。例えば、前記上下結合部２３３ａに単位セル１０の厚さ方向に長く第１長ホール２３３ａ－１が形成され、上部本体２３２に前記第１長ホールを貫通して第１ナット２３３ａ－３が結合される第１ボルト２３３ａ－２が形成される。これにより、第１ナットの締めと弛みに応じて前記第１長ホール内で上下結合部２３３ａを上昇させるか又は下降させることができることから、上下結合部２３３ａと連動して撮影部２２２が移動しながら前記単位セル１０に基づいて前記撮影部２２２の高さを調節することができる。

【0061】

また、左右結合部２３３ｂは、前記上下結合部２３３ａに結合され、前記単位セル１０の全長方向（図２を参照すれば、単位セルの全長方向）に位置調節が可能に結合される構造を有する。これにより、前記単位セル１０の全長方向に前記撮影部２２２の位置を調節することができる。例えば、前記左右結合部２３３ｂに単位セル１０の全長方向に長く第２長ホール２３３ｂ－１が形成され、前記上下結合部２３３ａは、前記左右結合部２３３ｂの第２長ホールを貫通して第２ナット２３３ｂ－３が結合される第２ボルト２３３ｂ－２が形成される。これにより、第２ナットの締めと弛みに応じて前記第２長ホール内で前記左右結合部２３３ｂを単位セル１０の全長方向に移動させることができ、その結果、左右結合部２３３ｂと連動して前記単位セル１０の全長方向に前記撮影部２２２の位置を調節することができる。

【0062】

また、前記撮影部２２２は、前記前後結合部２３３ｃに結合され、前記単位セル１０の全幅方向（図２を参照すれば、単位セルの全幅方向）に位置調節が可能に結合される構造を有する。これにより、単位セル１０の全幅方向に撮影部２２２の位置を調節することができる。例えば、前記前後結合部２３３ｃに単位セル１０の全幅方向に長く第３長ホール２３３ｃ－１が形成され、前記撮影部２２２は、前記前後結合部２３３ｃの第３長ホールを貫通して第３ナット２３３ｃ－３が結合される第３ボルト２３３ｃ－３が形成される。これにより、第３ナットの締めと弛みに応じて前記第３長ホール内で前記撮影部２２２を単位セル１０の全幅方向に位置を調節することができる。

【0063】

したがって、本発明は、第１ブラケット２３３を含むことで単位セル１０のエッジ部に合うように撮影部２２２の位置を正確に調節することができる。

【0064】

一方、本体ユニット２３０は、上下方向に位置する前後結合部２３３ｃと補助ヒーティング部２２４を連結して、前記前後結合部２３３ｃに結合された前記撮影部２２２の固定力を高める第２ブラケット２３４をさらに含む。

【0065】

すなわち、第２ブラケット２３４は、撮影部２２２の固定力を高めるためのものであって、前後結合部２３３ｃの端部を補助ヒーティング部２２４に連結させることにより、撮影部２２２の固定力を高めることができる。

【0066】

一方、前後結合部２３３ｃは、第２ブラケット２３４に上下方向に高さ調節が可能に結合される構造を有する。例えば、第２ブラケット２３４には、単位セル方向に長く第４長ホール２３４ａが形成され、前記前後結合部２３３ｃの端部には、第４長ホールを貫通して第４ナット２３４ｃが結合される第４ボルト２３４ｂが形成される。これにより、第４ナットの締め及び弛みに応じて前後結合部２３３ｃを第２ブラケット２３４の第４長ホール内で移動させることができる。

【0067】

したがって、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００は、長波長赤外線を使用することにより、単位セル１０に含まれた電極１１、特に負極１１ｂエッジ部を正確に測定することができ、特に負極１１ｂの変形可否を正確に検査することができる。

【0068】

以下、本発明の第２実施形態による単位セル検査装置２００の検査方法を説明する。

【0069】

先ず、単位セル１０が供給されると、移送ユニット２１０は、単位セル１０を検査ユニット２２０まで移送する。この際、単位セル１０の両端は、補助ヒーティング部２２４にそれぞれ支持される。このような状態で、検査ユニット２２０のメインヒーティング部２２１と補助ヒーティング部２２４は、単位セル１０の両端を加熱して単位セル１０に含まれた電極１１の温度を上昇させる。ここで、前記メインヒーティング部２２１は、４つの長波長赤外線ランプに設けられ、単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部温度を効果的に上昇させることができる。

【0070】

電極１１の温度が上昇すると、撮影部２２２は、単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セル１０に含まれた電極１１、好ましくは負極１１ｂエッジ部に対する熱写真を取得する。この際、撮影部２２２は、負極１１ｂが単位セル１０の最上端に位置すると、直接熱写真を取得し、単位セル１０内に位置すると、分離膜１２を透過して負極１１ｂの熱写真を取得する。

【0071】

次に、検査部２２３は、取得した負極１１ｂエッジ部の熱写真で負極１１ｂエッジ部を測定し、測定された負極１１ｂエッジ部を連結して負極１１ｂ位置を測定することができる。特に、検査部２２３は、負極１１ｂエッジ部の熱写真と入力された電極１１のエッジ部の正常写真を対比することにより、前記電極１１のエッジ部の変形可否を検査する。すなわち、検査部２２３は、負極１１ｂエッジ部が折れるか、シワが発生するか破断されるなどの変形が発生する場合、不良と判別することがある。

【0072】

以下、本発明の他の実施形態を説明するに当たって、前述した実施形態と同一の構成と機能を有する構成に対しては同一の構成符号を使用し、重複する説明は省略する。

【0073】

［本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備］
本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備は、図１０に示されたように、前述した第２実施形態による検査装置を含む構造を有することから、単位セル１０に含まれた電極である負極１１ｂに基づいて単位セル１０を多段に配置して電極組立体１を製造することができる。

【0074】

すなわち、本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備は、単位セル１０を供給する単位セル供給装置１００、前記単位セル供給装置１００から供給された前記単位セル１０のエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部位置を測定し、測定された電極１１のエッジ部を介して電極１１の位置を測定する単位セル検査装置２００、及び前記単位セル検査装置２００によって検査が完了した単位セル１０を順次配置して電極組立体１を製造する単位セル配置装置３００を含む。

【0075】

一方、前記単位セル検査装置２００は、第２実施形態の単位セル検査装置２００と同一の構成と機能を有することから、重複する説明は省略する。

【0076】

前記単位セル配置装置３００は、単位セル検査装置２００で測定された単位セルに含まれた電極である負極１１ｂに基づいて単位セル１０を配置することから、単位セル１０と単位セル１０の間の全長及び全幅公差を減少させることができる。

【0077】

例えば、前記単位セル配置装置３００は、前記単位セル検査装置２００によって検査が完了した単位セル１０を単位セル１０に含まれた負極１１ｂに基づいて配置する単位セル配置ユニット３１０と、前記単位セル配置ユニット３１０によって順次配置される単位セル１０の配置状態を検査する単位セル検査ユニット３２０を含む。

【0078】

すなわち、単位セル検査ユニット３２０は、最上端に配置された単位セル１０を撮影して単位セル１０の位置及び形態を測定する。次に、前記最上端単位セル１０の上に他の単位セル１０を積層する。次に、最上端単位セル１０の上に配置された他の単位セル１０を撮影して他の単位セル１０の位置及び形態を測定する。次に、最上端単位セル１０と他の単位セル１０を対比して蛇行不良（歪などの不良）を検査する。

【0079】

一方、単位セル検査ユニット３２０は、上部本体２３２に結合され、ビジョンカメラを使用する。

【0080】

一方、単位セル配置ユニット３１０は、最上端に配置される単位セル１０の高さを一定に維持させるために単位セル１０が配置される配置板を設定された間隔で下降させてよい。

【0081】

一方、単位セル検査ユニット３２０は、配置される単位セル１０を照明する単位セル照明部３２１をさらに含み、前記単位セル照明部３２１は、前記上部本体２３２にヒンジ結合され、図３からみて、ヒンジを中心に上又は下に回転可能に結合される。これにより、単位セル１０を安定して照明することができる。

【0082】

したがって、本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備は、負極１１ｂに基づいて単位セル１０を配置することにより、整列度を高めることができ、単位セル１０と単位セル１０の間の全長及び全幅公差を最小化することができる。

【0083】

以下、本発明の第３実施形態による電極組立体の製造設備を用いた製造方法を説明する。

【0084】

［本発明の第３実施形態による電極組立体の製造方法］
本発明の第３実施形態による電極組立体の製造方法は、図１１に示されたように、（ａ）単位セル１０を供給する段階、（ｂ）供給された単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部を測定し、測定された電極１１のエッジ部を介して電極１１の位置を測定する段階、及び（ｃ）正常と判別された単位セル１０を順次配置して電極組立体を製造する段階を含む。

【0085】

一方、本発明の第３実施形態による電極組立体の製造方法は、電極組立体の製造設備を使用し、前記電極組立体の製造設備は、単位セル供給装置１００、単位セル検査装置２００、及び単位セル配置装置３００を含む。

【0086】

（ａ）段階は、単位セル供給装置１００を使用して単位セル１０を供給する。一方、単位セル１０は、電極１１と分離膜１２が交互に配置される構造を有し、前記電極１１は、正極１１ａ及び負極１１ｂを含む。一方、負極１１ｂは、正極１１ａよりも大きな面積を有し、分離膜１２は、負極１１ｂよりも大きな面積を有する。

【0087】

ここで、単位セル１０は、正極１１ａ、分離膜１２、負極１１ｂ、及び分離膜１２が上下方向に沿って順次配置される４層構造を有する。

【0088】

（ｂ）段階は、単位セル検査装置２００を用いて、（ａ）段階で供給された単位セルのエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セル１０に含まれた電極のうちの負極１１ｂエッジ部を測定し、測定された負極１１ｂエッジ部を介して負極１１ｂ位置を測定する。

【0089】

例えば、（ｂ）段階は、移送工程、ヒーティング工程、撮影工程、及び検査工程を含み、単位セル検査装置２００は、移送ユニット２１０、検査ユニット２２０を含み、前記検査ユニット２２０は、移送部、メインヒーティング部２２１、撮影部２２２、検査部２２３、及び補助ヒーティング部２２４を含む。

【0090】

移送工程は、移送ユニット２１０を介して前記（ａ）段階で供給された単位セル１０を検査ユニット２２０まで移送する。

【0091】

ヒーティング工程は、検査ユニット２２０に移送された単位セル１０の両端（好ましくは、単位セルのエッジ部）をメインヒーティング部２２１で加熱して単位セル１０に含まれた電極１１の温度を上昇させる。この際、ヒーティング工程において、メインヒーティング部２２１は、長波長赤外線ランプを使用して前記単位セル１０のエッジ部を加熱する。

【0092】

特に、ヒーティング工程は、補助ヒーティング部２２４を使用して検査ユニット２２０に移送された単位セル１０の端部底面を加熱して単位セル１０に含まれた電極１１の温度を上昇させる。

【0093】

撮影工程は、撮影部２２２を介して前記単位セル１０のエッジ部を長波長赤外線で撮影して前記単位セル１０に含まれた電極１１のエッジ部に対する熱写真を取得する。すなわち、正極１１ａエッジ部の熱写真と負極１１ｂエッジ部の熱写真を取得する。

【0094】

この際、撮影部２２２は、長波長赤外線カメラを使用して前記単位セル１０のエッジ部を正確に撮影する。

【0095】

まとめると、前記撮影工程は、長波長赤外線を使用して前記正極１１ａのエッジ部は直接撮影し、前記負極１１ｂエッジ部は、長波長赤外線を使用して前記分離膜１２を透過した後に撮影する。

【0096】

検査工程は、検査部２２３を介して前記電極のうちの負極１１ｂエッジ部の熱写真で負極１１ｂエッジ部を測定し、測定された負極１１ｂエッジ部を連結して負極１１ｂの位置を測定する。この際、負極１１ｂの位置は、負極１１ｂの全体面積であってよく、負極１１ｂの中心点であってよい。

【0097】

特に、検査工程は、電極エッジ部に対する熱写真と予め入力された電極のエッジ部に対する正常写真を対比することにより、前記電極のエッジ部変形可否を検査する。

【0098】

（ｃ）段階は、単位セル配置装置３００を介して前記（ｂ）段階で正常と判別された単位セル１０を順次配置して電極組立体１を製造する。この際、単位セル１０は、負極１１ｂに基づいて配置される。

【0099】

ここで、単位セル配置装置３００は、単位セル配置ユニット３１０と単位セル検査ユニット３２０を含む。

【0100】

すなわち、（ｃ）段階は、前記単位セル検査装置２００によって検査が完了した単位セル１０を単位セル配置ユニット３１０を介して順次積層して電極組立体１を製造する。

【0101】

この際、（ｃ）段階は、単位セル検査ユニット３２０を介して積層される単位セル１０の蛇行不良（すなわち、歪）を検査する。

【0102】

前記のような段階が完了すると、完成品の電極組立体１を製造することができる。

【0103】

［実験例］
正極１１ａ、分離膜１２、負極１１ｂ、及び分離膜１２が上下方向に沿って順次配置される４層構造の単位セル１０を複数個準備する。

【0104】

比較例
光学系熱画像カメラを準備し、図１２に示されたように、単位セル１０のエッジ部１０ａを撮影する。

【0105】

製造例
光学系長波長赤外線カメラを準備し、図１２に示されたように、単位セル１０のエッジ部１０ａを撮影する。一方、製造例の光学系長波長赤外線カメラは、本発明の第２実施形態に含まれた撮影部２２２と同一の構造を有する。

【0106】

実験結果
単位セル１０のエッジ部を撮影した比較例の写真と製造例の写真の一部を対比すると、図１３及び図１４と同様である。

【0107】

図１３において、単位セル１０の同一のエッジ部を撮影した比較例の写真と製造例の写真を対比すると、正極１１ａのエッジ部１１ａ－１、分離膜１２及び負極１１ｂのエッジ部１１ｂ－１が撮影されたことを確認することができ、特に製造例は、比較例よりも正極１１ａのエッジ部１１ａ－１、分離膜１２及び負極１１ｂのエッジ部１１ｂ－１が正確かつ鮮明に撮影されたことを確認することができる。特に製造例は、負極１１ｂのエッジ部１１ｂ－１に折れが発生したことを正確に確認することができる。

【0108】

図１４において、比較例の写真と製造例の写真で正極１１ａのエッジ部１１ａ－１、分離膜１２及び負極１１ｂのエッジ部１１ｂ－１が撮影されたことを確認することができ、特に製造例は、比較例よりも正極１１ａのエッジ部、分離膜１２及び負極１１ｂエッジ部が正確に撮影されたことを確認することができる。特に製造例は、負極１１ｂのエッジ部１１ｂ－１にシワが発生したことを正確に確認することができる。

【0109】

したがって、光学系長波長赤外線カメラを使用する製造例は、比較例よりも負極１１ｂエッジ部を正確に撮影できることを確認することができる。

【0110】

本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導出される様々な実施形態が可能である。

【符号の説明】

【0111】

１ 電極組立体
１０ 単位セル
１０ａ 単位セルエッジ部
１１ 電極
１１ａ 正極
１１ａ－１ 正極エッジ部
１１ｂ 負極
１１ｂ－１ 負極エッジ部
１２ 分離膜
１００ 単位セル供給装置
２００ 単位セル検査装置
２１０ 移送ユニット
２２０ 検査ユニット
２２１ メインヒーティング部
２２２ 撮影部
２２３ 検査部
２２４ 補助ヒーティング部
２２４ａ 支持板
２２４ｂ 加熱片
２３０ 本体ユニット
２３１ 下部本体
２３２ 上部本体
２３３ 第１ブラケット
２３３ａ 上下結合部
２３３ｂ 左右結合部
２３３ｃ 前後結合部
２３４ 第２ブラケット
３００ 単位セル配置装置
３１０ 単位セル配置ユニット
３２０ 単位セル検査ユニット
３２１ 単位セル照明部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】