[发明专利]用于测量单元电池的厚度的设备和方法

说明书

根据本发明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。

技术领域

本申请要求于2019年8月27日提交的韩国专利申请第10-2019-0105416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。

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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(StackFolding)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。

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

技术问题

因此，为了满足上述技术需求，本发明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。