[发明专利]使用冲头和模具的冲针孔检查装置及使用该装置的冲针孔检查方法

说明书

本发明涉及一种使用冲头和模具的冲针孔检查装置和使用这种冲针孔检查装置的冲针孔检查方法，所述冲针孔检查装置在使用冲头和模具将层压片成形为电池壳体时，能够在使用冲头成形完成之后立即检查因成形而导致的缺陷或损坏，特别是针孔或微裂纹。

技术领域

本申请要求于2020年11月19日提交的韩国专利申请第2020-0155805号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的整个公开内容结合在此。

本发明涉及一种使用冲头(punch)和模具(die)的冲针孔(punch pin hole)检查装置及一种使用这种冲针孔检查装置的冲针孔检查方法。尤其是，本发明涉及当使用冲头和模具成形袋形(pouch-shaped)电池壳体时，能够在使用冲头成形完成之后立即检查因成形而导致的缺陷或损坏的一种使用冲头和模具的冲针孔检查装置，以及一种使用这种冲针孔检查装置的冲针孔检查方法。

背景技术

对作为移动装置和电动交通工具等等的能源的二次电池的需求骤然增加。特别是，对具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池的需求较高。

基于其形状和材料，锂二次电池可分为由金属材料制成的圆柱形二次电池、由金属材料制成的棱柱形二次电池或由层压片制成的袋形二次电池。袋形二次电池的优点在于，袋形二次电池以高集成度堆叠从而每单位重量具有较高的能量密度，以低成本制造并且能够容易地变形。因而，袋形二次电池用于各种装置中。

对于袋形二次电池而言，包括外涂层、金属阻挡层和内粘合层的层压片被成形以用作电池壳体。电极组件与电解液一起容纳在形成于层压片内的容纳部中，并且所述容纳部是气密密封的，从而制造袋形二次电池。

为了成形层压片以形成电极组件容纳部，使用一种深拉(deep drawing)法，这种深拉法将层压片设置在模具上，固定层压片，并且在使用保持件固定层压片的状态下，使用冲头按压层压片。然而，在深拉过程中，由于层压片的有限的柔软性(softness)以及冲头与层压片之间的摩擦力的缘故，在层压片的外涂层或金属阻挡层中可能形成诸如针孔(pinhole)或裂纹(crack)之类的缺陷或损坏。

即使为了防止这种外部缺陷而将接触层压片的冲头的表面粗糙度极度减小，但由于反复冲压导致的摩擦的缘故，也难以防止在层压片上形成外部缺陷。特别是，在层压片的厚度，尤其是金属阻挡层的厚度较小的情况下，层压片的可成形性降低，从而会更容易形成针孔或裂纹。

具有诸如针孔之类缺陷的壳体，必须通过分拣去除；然而，肉眼难以观察到的微尺度的针孔不容易被感测到。

专利文献1涉及一种热压产品制造方法及一种热压产品，其中使用具有模具、压边圈保持件(blank holder)和冲头的压力件对在基材钢板的表面上形成有锌镍镀层的经表面处理后的钢板进行热压，以用于制造热压产品。加热至Ac3相变点与1000℃之间的温度的经表面处理后的钢板的边缘在设置于模具和压边圈保持件之间的状态下，以100℃/s的冷却速度冷却到550℃至400℃的温度，当边缘的温度为550℃至400℃时开始按压，并且被按压的主体以设置在压力件中的状态被保持在按压底部死点(dead center)处，以使被按压的主体在按压后迅速冷却。

专利文献1公开了在使用冲头和模具的热压过程中检测是否形成了微裂纹，与本发明不同的是，使用扫描电子显微镜检查按压后的产品的截面。如专利文献1中那样，在使用可视方法检查按压后的产品截面的情况下，花费时间过长，因此这个方法不适用于用于袋形电池的层压片的量产。

专利文献2涉及一种在制造芳纶膜(aramid film)中检测针孔的装置。专利文献2公开了一种方法，这种方法在连续传送的膜的相对表面设置电极，施加电压，并检测电流以此检查是否有针孔形成于膜上。专利文献2应用于以卷形连续传送的材料，例如膜或纤维，这与根据本发明的在被按压的主体完成后在冲头和模具之间施加电压而没有冲头的移动的方法不同。