用于测量单元电池的厚度的设备和方法技术

根据本发明专利技术的用于测量单元电池的厚度的设备包括：多个传送辊，配置为顺序地传送单元电池并且设置为彼此间隔开预定距离；和厚度传感器，设置在固定位置处，以向单元电池的移动路径照射光并且计算接收反射光时的时间，从而测量每个单元电池的厚度。根据本发明专利技术的用于测量单元电池的厚度的方法包括：单元电池传送步骤(S1)，通过彼此隔开预定距离的多个传送辊传送单元电池；距离测量步骤(S2)，通过上厚度传感器向单元电池的顶表面照射光并且通过下厚度传感器向单元电池的底表面照射光，以计算接收反射光时的时间，从而测量上厚度传感器与单元电池的顶表面之间的距离以及下厚度传感器与单元电池的底表面之间的距离；和厚度计算步骤(S3)，从上厚度传感器与下厚度传感器之间的距离减去上厚度传感器与单元电池的顶表面之间的距离的测量值以及下厚度传感器与单元电池的底表面之间的距离的测量值来计算单元电池的厚度。池的厚度。池的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量单元电池的厚度的设备和方法


[0001]本申请要求于2019年8月27日提交的韩国专利申请第10
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2019
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0105416号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
[0002]本专利技术涉及一种用于测量单元电池的厚度的设备和方法，更具体地，涉及一种在传送单元电池期间发射光以实时测量厚度的用于测量单元电池的厚度的设备和方法。

技术介绍

[0003]在移动装置、电动车辆等领域中，对高效率二次电池的需求迅速增加。然而，在二次电池之中，具有高能量密度和低自放电特性并且能够保持相对高电压的锂二次电池已经商业化并且被广泛使用，并且已积极进行了用于提高锂二次电池的性能的研究和发展。
[0004]二次电池具有电极组件和电解质内置在诸如罐和袋之类的壳体内的结构。电极组件具有正极、隔膜和负极重复堆叠的结构，电极组件通常分为果冻卷型和堆叠型。在果冻卷型中，正极、隔膜和负极被堆叠和卷绕，然后内置在壳体内。在堆叠型中，正极、隔膜和负极被切割成一定尺寸并进行堆叠。
[0005]果冻卷型电极组件具有螺旋卷绕的结构并且适于安装到圆柱形电池，然而对棱柱型电池或袋型电池来说具有空间利用率方面的缺点。相比之下，堆叠型电极组件的尺寸可在切割电极和隔膜时进行调整，因而容易获得适于壳体的棱柱形状。然而，堆叠型电极组件制造复杂并且相对容易受到外部冲击影响。
[0006]此外，为了结合果冻卷型和堆叠型的优点，已经开发了堆叠和折叠(Stack&Folding)工艺。在堆叠和折叠工艺中，制造双电池(具有正极/隔膜/负极的堆叠结构，其中堆叠在最上端的电极与堆叠在最下端的电极相同)和/或半电池(具有正极/隔膜/负极的堆叠结构，其中堆叠在最上端的电极与堆叠在最下端的电极不同)来作为具有适当尺寸的单元电池。然后，将单元电池彼此间隔开布置在折叠隔离膜上，并且将折叠隔离膜折叠，以制造电极组件。
[0007]通过堆叠和折叠工艺制造的电极组件在高稳定性和空间利用率方面具有优点。然而，在将单元电池放置在折叠隔离膜上时单元电池稍微未对齐(alignment)或被损坏的情况下，电极组件中出现缺陷的可能性增加。
[0008]特别是，甚至堆叠在电极组件中的一个单元电池存在缺陷，则整个电极组件是有缺陷的。因而，在将单元电池放置在折叠隔离膜上之前，必须选出有缺陷的单元电池。
[0009]在此，在将制造单元电池时堆叠的电极和隔膜结合的层压工序之后，可通过厚度测量来预测在堆叠的电极中是否发生异常或者在堆叠时电极或隔膜是否被折叠。
[0010]然而，根据相关技术，在收集单元电池的样品之后，通过测量装置测量厚度。但是，难以通过该样品检查方法仅选出有缺陷的产品。此外，由于层压工序具有很快的生产速度，所以难以应用通过物理接触来测量厚度的根据相关技术的测量方法。
[0011]因此，需要一种可在层压工序之后单元电池移动到后续工序期间快速测量各个单元电池的厚度的测量设备和测量方法。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]因此，为了满足上述技术需求，本专利技术的主要目的是提供一种可在不用物理接触的情况下连续测量单元电池的厚度的用于测量单元电池的厚度的设备和方法。
[0014]技术方案
[0015]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种在单元电池连续移动期间实时测量单元电池的厚度的设备和方法。
[0016]根据本专利技术的用于测量单元电池厚度的方法包括：单元电池传送步骤(S1)，通过彼此隔开预定距离的多个传送辊传送单元电池；距离测量步骤(S2)，通过上厚度传感器向所述单元电池的顶表面照射光并且通过下厚度传感器向所述单元电池的底表面照射光，以计算接收反射光时的时间，从而测量所述上厚度传感器与所述单元电池的顶表面之间的距离以及所述下厚度传感器与所述单元电池的底表面之间的距离；和厚度计算步骤(S3)，从所述上厚度传感器与所述下厚度传感器之间的距离减去所述上厚度传感器与所述单元电池的顶表面之间的所述距离的测量值以及所述下厚度传感器与所述单元电池的底表面之间的所述距离的测量值来计算所述单元电池的厚度。
[0017]所述上厚度传感器和所述下厚度传感器的每一个在从所述单元电池的一端到另一端的至少两个点处执行测量，从而在所述单元电池移动期间测量厚度的变化。
[0018]此外，所述上厚度传感器和所述下厚度传感器的每一个即使在相邻单元电池从其经过期间也连续照射光，以测量没有光反射的时间，从而测量相邻单元电池之间的距离。
[0019]此外，能够通过上述方法测量单元电池的厚度的设备包括：多个传送辊，所述多个传送辊配置为顺序地传送单元电池并且设置为彼此间隔开预定距离；和厚度传感器，所述厚度传感器设置在固定位置处，以向所述单元电池的移动路径照射光并且计算接收反射光时的时间，从而测量每个单元电池的厚度。
[0020]所述厚度传感器包括：上厚度传感器，所述上厚度传感器设置在所述传送辊上方，以向在所述传送辊之间经过的所述单元电池的顶表面上照射光，并且计算接收反射光时的时间，从而测量距所述单元电池的距离；下厚度传感器，所述下厚度传感器设置在所述传送辊下方，以向在彼此相邻的所述传送辊之间经过的所述单元电池的底表面上照射光，并且计算接收反射光时的时间，从而测量距所述单元电池的距离；和控制器，所述控制器配置为接收由所述上厚度传感器测量的值和由所述下厚度传感器测量的值，以计算所述单元电池的厚度。
[0021]所述控制器通过从所述上厚度传感器与所述下厚度传感器之间的距离减去所述上厚度传感器与所述单元电池的顶表面之间的距离和所述下厚度传感器与所述单元电池的底表面之间的距离之和来计算所述单元电池的厚度。
[0022]所述上厚度传感器和所述下厚度传感器上下设置以与所述传送辊布置的方向垂直。因而，所述上厚度传感器和所述下厚度传感器的每一个可在从所述单元电池的一端到另一端的至少两个点处执行测量，从而在所述单元电池移动期间连续测量厚度的变化。
[0023]此外，所述上厚度传感器和所述下厚度传感器的每一个可在相邻单元电池从其经过期间连续(或在短时间段内重复多次)照射光。
[0024]在此，本专利技术的厚度测量设备可进一步包括视觉装置，所述视觉装置设置在与所
述厚度传感器间隔开预定距离的固定位置处并且光学识别所述单元电池的形式和形状。
[0025]有益效果
[0026]在具有上述结构的本专利技术中，可在单元电池移动期间实时测量各个单元电池的厚度，因而可分选出有缺陷的单元电池。因此，可减小其中堆叠有单元电池的电极组件的故障率。
[0027]此外，在本专利技术中，可在单元电池移动期间在单元电池的整个长度上测量厚度的变化，因而可快速识别出有缺陷的单元电池。
[0028]此外，在本专利技术中，可实时识别相邻单元电池之间的距离，因而可更有效且快速地执行放置后续单元电池的工序。
[0029]在本专利技术的设备和方法中，使用光的照射来测量单元电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量单元电池的厚度的设备，所述设备包括：多个传送辊，所述多个传送辊配置为顺序地传送单元电池并且设置为彼此间隔开预定距离；和厚度传感器，所述厚度传感器设置在固定位置处，以向所述单元电池的移动路径照射光并且计算接收反射光时的时间，从而测量每个单元电池的厚度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述厚度传感器包括：上厚度传感器，所述上厚度传感器设置在所述传送辊上方，以向在所述传送辊之间经过的所述单元电池的顶表面上照射光，并且计算接收反射光时的时间，从而测量距所述单元电池的距离；下厚度传感器，所述下厚度传感器设置在所述传送辊下方，以向在彼此相邻的所述传送辊之间经过的所述单元电池的底表面上照射光，并且计算接收反射光时的时间，从而测量距所述单元电池的距离；和控制器，所述控制器配置为接收由所述上厚度传感器测量的值和由所述下厚度传感器测量的值，以计算所述单元电池的厚度。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器通过从所述上厚度传感器与所述下厚度传感器之间的距离减去所述上厚度传感器与所述单元电池的顶表面之间的距离和所述下厚度传感器与所述单元电池的底表面之间的距离之和来计算所述单元电池的厚度。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述上厚度传感器和所述下厚度传感器上下设置以与所述传送辊布置的方向垂直。5.根据权利要求2所述的设备，其中所述上厚度传感器和所述下厚度传感器的每一个在从所述单元电池的一端到另一端的至少两个点处执行测量，从而在所述单元电池移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔珉準，金显泰，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：