用于识别电极片的缺陷的标记系统和标记方法

技术领域

本申请要求于2021年4月23日提交的第10-2021-0053336号韩国专利申请的优先权，通过引用将该专利申请的全文并入于此。

技术领域

本发明涉及用于识别电极片的缺陷的标记系统和标记方法。

背景技术

通常，二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池被应用于小型产品，例如数码相机、P-DVD、MP3、移动电话、PDA、便携式游戏装置、电动工具、电动自行车等，以及需要高功率的大型产品，例如电动车辆和混合动力车辆、用于存储剩余功率或可再生能源的电力存储装置和备用电力存储装置。

为了制造这种二次电池，首先，将电极活性材料浆料(下文中称为“电极活性材料”)施加到电极集电器和负极集电器上以制造电极片，并将电极片切割成预定尺寸并层压在隔膜的两侧上以形成具有预定形状的电极堆。此外，将电极堆容纳在电池壳体中，然后在将电解质注入电池壳体中之后密封电池壳体。

电极堆可包括各种类型，例如简单堆叠型、层压&堆叠型(L&S)、堆叠&折叠型(S&F)、Z-折叠型等。

在负极的情况下，作为碳材料的铜主要用于电极集电器，而在正极的情况下，作为锂基氧化物的铝主要用于电极集电器。通过混合溶剂、增塑剂、电极活性材料、粘合剂等形成电极活性材料。

此外，聚偏二氟乙烯(PVDF)和苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)可用作粘合剂，丙酮或N-甲基丙酸(NMP)可用作溶剂。

通常，电极集电器在退绕机上以卷绕成卷状的状态水平退绕，并穿过用于施加电极活性材料的涂覆装置的下部。在这种情况下，涂覆装置将电极活性材料连续地施加到电极集电器上至恒定厚度。另外，涂覆装置施加电极活性材料的宽度可以小于电极集电器的宽度。因此，在电极集电器的宽度方向上的一侧或两侧上形成未施加电极活性材料的未涂覆部分。

此后，电极集电器可以通过干燥器。由于电极活性材料浆料处于含有大量溶剂的流化状态，溶剂通过干燥器挥发，并且电极活性材料浆料通过粘合剂以相当大的强度附着到电极集电器上。因此，电极活性材料可以施加在电极集电器上以形成活性材料层。

然而，在将电极活性材料施加到电极集电器的过程中，外来物质可能与电极活性材料一起施加并因此被污染，由于诸如在施加电极活性材料时产生气泡的原因，在涂层中可能出现诸如针孔或条纹的缺陷。在这种情况下，如果缺陷保留在电极堆中，则存在电池出现缺陷的问题。

发明内容

技术问题

用于解决上述问题的本发明的目的是提供一种能够容易地识别电极片的缺陷的位置和尺寸的标记系统和标记方法。

为了解决上述问题，本发明的另一个目的是提供一种能够提高墨水干燥速度的标记系统和标记方法。

技术方案

根据本发明的实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统执行用于识别电极片的标记，所述电极片包括涂覆有电极活性材料的活性材料层和设置在活性材料层的宽度方向上的一侧处的未涂覆部分。用于识别电极片的缺陷的标记系统可以包括：视觉传感器，配置为检测电极片的缺陷；加热器，在电极片的移动方向上设置在视觉传感器后面，加热器配置为当视觉传感器检测到缺陷时加热未涂覆部分；标记器，配置为在与由加热器加热的未涂覆部分上的每个缺陷相对应的区域上标记墨水；以及鼓风机，在电极片的移动方向上设置在标记器后面，以干燥该区域上的墨水。

标记系统还可以包括至少一个导辊，导辊与电极片接触以引导电极片的运动。导辊在电极片的运动方向上可以不设置在标记器和鼓风机之间。

加热器可以在电极片的移动方向上设置在标记器的前面，或者设置成面对标记器，并且未涂覆部分在所述加热器与所述标记器之间。

标记器和加热器可以设置成面向未涂覆部分的同一表面。

加热器可包括不与未涂覆部分接触的加热源或热空气注入装置。

标记系统还可以包括控制器，控制器配置为基于电极片的移动速度或所述区域的长度中的至少一个来控制加热器和/或鼓风机。

一种用于识别电极片的缺陷的标记方法可以包括：通过视觉传感器检测电极片的缺陷的检测工序；当检测到缺陷时通过加热器加热未涂覆部分的加热工序；通过标记器在与加热的未涂覆部分上的每个缺陷相对应的区域上标记墨水的标记工序；以及通过鼓风机将空气注入该区域以干燥墨水的干燥工序。

该区域可以具有预定的最小长度。

在加热工序中，加热器的温度可以与电极片的移动速度成比例，加热器的操作时间可以与区域的长度成比例。

在干燥工序中，鼓风机的输出可以与电极片的移动速度成比例，鼓风机的操作时间可以与区域的长度成比例。

在标记工序中，可以在该区域上不连续地标记墨水。

加热器可以以30度至100度的温度加热未涂覆部分。

有益效果

根据本发明的优选实施方式，标记器可以用墨水在未涂覆部分上的对应于活性材料层的每个缺陷的区域上执行标记。结果，可以在后来的工序中容易地识别电极片的缺陷的位置和尺寸，并且可以在应用于电极组件的组装之前将具有缺陷的电极片的部分丢弃或收集。因此，可以提高所制造的电池的质量。

另外，由于标记器用墨水进行标记，因此与贴标签方法等相比，可以容易地识别具有各种尺寸的缺陷。

另外，加热器可以在通过使用标记器在未涂覆部分上标记墨水之前预先加热未涂覆部分，并且在标记器标记墨水之后，鼓风机可以向墨水喷射空气以干燥墨水。因此，可以使墨水快速干燥。

另外，由于导辊没有设置在标记器和鼓风机之间，因此可以防止墨水在干燥之前转移到导辊上，从而不会被擦除。

另外，当标记器和加热器面对未涂覆部分的相同表面时，可以具有将标记墨水的表面更直接地加热的优点。

此外，当标记器和加热器彼此面对且其间具有未涂覆部分时，可以减小安装标记器和加热器所需的空间。因此，可以具有这样的优点：即使对于在导辊之间具有窄距离的现有设备，也可以安装标记系统。

另外，可以基于电极片的移动速度或在其上标记墨水的区域的长度中的至少一个来控制加热器和/或鼓风机。因此，可以提高标记系统的能量效率，并且可以可靠地进行墨水的干燥。

另外，在其上标记墨水的区域可以具有预定的最小长度。因此，将来可以容易地识别标记在该区域上的墨水，并且可以切割整个区域，同时处理未涂覆部分的一部分以形成接片，从而防止墨水不可识别。

另外，可以不连续地标记墨水。因此，当与连续地将墨水标记为细长的情况相比时，可以响应于快速移动的未涂覆部分而快速地标记墨水，并且还可以进一步提高墨水的干燥速度。

另外，加热器可以将未涂覆部分加热到30度到100度。因此，甚至在促进墨水干燥的同时，也可以防止未涂覆部分的拉伸强度过度降低。

附图说明

图1是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的示意图。

图2是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的控制框图。

图3a和3b是用于解释根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的操作的视图。

图4是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记方法的流程图。

图5是示出根据本发明另一实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本领域普通技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以几种不同的形式实现，并且不受以下示例的限制或约束。

为了清楚地解释本发明，省略了可能不必要地模糊本发明的主旨的与说明书或相关已知技术无关的部分的详细描述，并且在本说明书中，在每个附图中向部件添加附图标记。在这种情况下，在整个说明书中，相同或相似的附图标记被分配给相同或相似的元件。

此外，本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应被解释为符合本发明范围的含义和概念，这是基于发明人可以适当地定义术语的概念以最佳方式描述和解释他或她的发明的原理。

图1是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的示意图。

用于识别电极片的缺陷的标记系统(下文中称为“标记系统”)可以执行标记以检测电极片1的缺陷D并容易地识别缺陷D。

可以通过将电极活性材料施加到电极集电器而形成电极片1。更详细地，电极片1可以包括涂覆有电极活性材料的活性材料层2和在宽度方向上设置在活性材料层2的一侧处的未涂覆部分3。未涂覆部分3可以是电极集电器的未施加电极活性材料的部分，并且可以在后来的工序中加工成电极接片。

电极片1可以通过移动机构(未示出)以水平展开状态移动。电极片1的移动速度在特定条件下可以是恒定的或可变的。用于移动电极片1的移动机构可以包括退绕机和复卷机，这是众所周知的技术，因此将省略其详细描述。

由于含有外来物质，电极片1，特别是活性材料层2可能被污染，或者可能发生由于针孔或条纹而产生的缺陷D。标记系统可以检测缺陷D并用墨水在与未涂覆部分3上的每个缺陷D相对应的区域A(参见图3a)上执行标记。因此，如果在电极片1中存在缺陷D，则可以在与穿过标记系统的电极片1的未涂覆部分3上的每个缺陷D相对应的区域A上形成标记M。

另外，其上形成标记M的电极片1的部分可以在后来的工序中被丢弃或收集。更详细地，切割器(未示出)可以以规则的间隔切割电极片1以形成单元电极。在这种情况下，标记检测传感器(未示出)可以检测在其上形成标记M的有缺陷的单元电极，并且在将有缺陷的单元电极应用于电极组件的组装之前，可以丢弃或收集该有缺陷的单元电极。例如，标记检测传感器可以根据通过光量反射方法反射的光量来检测标记M或通过RGB颜色方法检测标记M。

然而，标记检测传感器也可以检测形成在电极片1上而不是单元电极上的标记M。

更详细地，标记系统可以包括视觉传感器10、加热器20、标记器30和鼓风机40。

在该实施方式中，视觉传感器10、加热器20、标记器30和鼓风机40可以相对于电极片1的移动方向顺序地设置。

视觉传感器10可以检测电极片1，更具体地，活性材料层2的缺陷D。视觉传感器10可以朝向活性材料层2设置，并且可以在与活性材料层2接触的状态下检测缺陷D。例如，视觉传感器10可以包括获取图像信息的相机。

加热器20可以相对于电极片1的移动方向设置在视觉传感器10之后。

加热器20可以在通过使用标记器30在未涂覆部分3上标记墨水之前预先加热未涂覆部分3，这将在后面描述。因此，可以快速干燥由标记器30标记的墨水。

加热器20可以朝向未涂覆部分3设置。更详细地，加热器20和标记器30可以面向未涂覆部分3的相同表面设置。即，加热器20可以更有效地加热在其上标记墨水的表面。

然而，本发明不限于此，加热器20可以配置为不仅加热未涂覆部分3而且加热活性材料层2。

加热器20可以以非接触方式加热未涂覆部分3。例如，加热器20可以包括诸如红外灯或LED灯的热源或用于注入热空气的热空气注入装置中的至少一种。

加热器20通常保持在关闭状态，然后在视觉传感器10检测到缺陷D时打开，以加热未涂覆部分3。也就是说，由于加热器20不会不必要地操作，因此可以提高标记系统的能量效率。

加热器20可以将未涂覆部分3加热到墨水快速干燥的温度，而不会过度降低未涂覆部分3的拉伸强度。更详细地，加热器20可以将未涂覆部分3加热到30度到100度。这是因为，当未涂覆部分3的温度小于30度时，墨水的干燥效果不显著，而当未涂覆部分3的温度大于100度时，由铜或铝材料制成的未涂覆部分3的张力劣化而引起变形。

另外，加热器20的加热温度可以根据电极片1的移动速度而变化。更详细地，随着电极片1的移动速度增加，加热器20的加热温度可以增加。因此，即使电极片1快速移动，也可以在高温下充分加热未涂覆部分3。

另外，加热器20的操作时间可以根据缺陷D相对于电极片1的移动方向的长度LD(参见图3a)而变化。更详细地，缺陷D相对于电极片1的移动方向的长度LD越长，加热器20的操作时间越长。因此，加热器20可以充分加热未涂覆部分3上的长区域。

标记器30可以相对于电极片1的移动方向设置在加热器20的后面。

标记器30可以以喷墨方式将墨水注射到未涂覆部分3上以执行标记。另外，优选地，以喷墨方式使用的墨水是能够在短时间内干燥的挥发性墨水。另外，也可以使用通过与紫外线能量引起光化学反应而快速干燥而不包含挥发性有机溶剂的UV墨水。然而，标记器30的操作方法和墨水的类型不限于此，因此可以根据需要改变。

标记器30可以朝向未涂覆部分3设置，并且可以通过在与未涂覆部分3上的每个缺陷D对应的区域A上标记墨水来形成标记M(参见图3a)。后面要详细描述区域A。

如果标记器30在活性材料层2上标记墨水，则墨水被吸收到活性材料层2中，因此，担心此后标记M不能被识别。也就是说，由于墨水被标记在未涂覆部分3上，因此具有提高标记M的可见度的优点。

此外，如上所述，标记器30可以在由加热器20加热的未涂覆部分3上标记墨水。因此，可以快速干燥在加热的未涂覆部分3上标记的墨水。

另外，标记器30可以在未涂覆部分3上不连续地标记墨水。也就是说，通过标记器30在未涂覆部分3上形成的多个标记M可以在电极片1的纵向上以规则的间隔形成。因此，当与标记M被连续地形成为细长的情况相比时，可以响应于快速移动的未涂覆部分3而快速地标记墨水，并且还可以进一步提高墨水的干燥速度。

鼓风机40可以相对于电极片1的移动方向设置在标记器30的后面。

鼓风机40可以朝向未涂覆部分3设置，并且可以朝向未涂覆部分3喷射空气。优选地，鼓风机40可以朝向未涂覆部分3喷射热空气。因此，可以更快地干燥标记在未涂覆部分3上的墨水，即标记M。

然而，本发明不限于此，鼓风机40可以配置为不仅干燥未涂覆部分3而且干燥活性材料层2。

与加热器20类似，鼓风机40也可以正常地保持在关闭状态，并且当传感器10检测到缺陷D，或者标记器30在未涂覆部分30上标记墨水时，鼓风机40也可以打开以干燥未涂覆部分3。也就是说，由于鼓风机40没有不必要地操作，所以可以提高标记系统的能量效率。

此外，包括在鼓风机40中的风扇的旋转速度可以根据电极片1的移动速度而变化。更详细地，电极片1的移动速度越快，包括在鼓风机40中的风扇旋转越快，因此，鼓风机40可以更强烈地喷射空气。因此，即使电极片1快速移动，鼓风机40也能够快速干燥标记M。

另外，鼓风机40的操作时间可以根据在未涂覆部分3上用墨水标记的区域A的长度LA而变化。更详细地，随着区域A的长度LA增加，鼓风机40的操作时间可以增加。因此，加热器40可以充分干燥未涂覆部分3上的长区域。

标记系统还可以包括至少一个导辊50，其与电极片1接触以引导电极片1的运动。

导辊50可以包括与电极片1的两个表面接触的一对辊，其中电极片1位于该一对辊之间，并且电极片1可以在通过导辊50保持张紧的同时移动。

然而，如果由标记器30标记在未涂覆部分3上的墨水在干燥之前穿过导辊50，则可能发生导辊50被墨水污染的导辊转印现象，并且形成在未涂覆部分3上的标记M可能被擦除。因此，重要的是在到达导辊50之前干燥标记M。

为此，在电极片1的移动方向上，导辊50可以不设置在标记器30和鼓风机40之间。即，相对于电极片1的移动方向，一个导辊50可以设置在鼓风机40的后面。

另外，如果由加热器20加热的未涂覆部分3的拉伸强度降低，则在未涂覆部分3穿过导辊50时可能在未涂覆部分3中发生变形。因此，优选地，导辊50也不设置在加热器20和标记器30之间。也就是说，另一个导辊50可以在电极片1的移动方向上设置在加热器20的前面。

图2是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的控制框图。

标记系统还可以包括控制器60。

控制器60可以包括至少一个处理器。控制器60可以接收从视觉传感器10获取的图像信息以确定是否发生缺陷D，并且如果发生缺陷D，则加热器20、标记器30和鼓风机40可以运行。

控制器60可以与视觉传感器10通信，以接收活性材料层2上的缺陷D的位置和尺寸，并基于所接收的信息确定未涂覆部分3上必须在其上标记墨水的区域A(参见图3a)的位置和长度。

控制器60可以调节加热器20的加热温度和操作时间。更详细地，控制器60可以允许加热器20的温度与电极片1的移动速度成比例地增加。控制器60可以与设置在用于移动电极片1的移动机构中的编码器70通信，以计算电极片1的移动速度。另外，随着区域A的长度增加，控制器60可以操作加热器20更长的时间。

控制器60可以控制标记器30在区域A上标记墨水。控制器60可以响应于电极片1的移动速度来控制标记器30的墨水注射速度。

控制器60可以调节鼓风机40的旋转速度和操作时间。更详细地，控制器60可以允许包含在鼓风机40中的风扇的旋转速度与电极片1的移动速度成比例地增加，并且随着区域A的长度增加，鼓风机40可以长时间操作。

图3a和3b是用于解释根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记系统的操作的视图。

如上所述，当在活性材料层2上检测到缺陷D时，标记器30可以在与未涂覆部分3上的每个缺陷D相对应的区域A上标记墨水。更详细地，整个缺陷D可以在电极片1的宽度方向上与区域A重叠。

如图3a所示，当缺陷D相对于电极片1的纵向(即，移动方向)的长度L

另一方面，如图3b所示，当缺陷D在电极片1的纵向(即，移动方向)上的长度L

也就是说，区域A可以具有预定的最小长度L

最小长度L

如上所述，标记器30可以在区域A上不连续地标记墨水。也就是说，可以在区域A内沿电极片1的纵向以预定间隔形成多个标记M。此外，每个标记M可以具有预定的宽度和长度。

因此，当与标记M连续连接的情况相比时，标记检测传感器(未示出)可以对标记M的数量进行计数以容易地检测区域A的长度，然后，可以更快地干燥每个标记M。

图4是示出根据本发明实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记方法的流程图。

根据本发明实施方式的用于识别电极片缺陷的标记方法(下文中称为“标记方法”)可以通过上述标记系统来执行。

更详细地，标记方法可以包括检测工序(S10)、加热工序(S20)、标记工序(S30)和干燥工序(S40)。

检测工序(S10)可以是视觉传感器10检测电极片1的缺陷D的工序。在检测工序(S10)中，视觉传感器10可以以非接触方式检测设置在电极片1(更具体地，活性材料层2)上的缺陷D，并且可以将包括缺陷D的位置或尺寸的信息或信号传送到控制器60。此外，控制器60可以基于该信息或信号计算在未涂覆部分3上标记有墨水的区域A的位置和长度。区域A可以相对于电极片1的移动方向与缺陷D的长度相对应地伸长。然而，区域A可以具有预定的最小长度L

加热工序(S20)可以是加热器20加热未涂覆部分3的工序，并且可以在检测工序(S10)中检测到电极片1的缺陷D时执行。加热器20可以在标记器30标记墨水之前预先加热未涂覆部分3。

控制器60可以与设置在用于移动电极片1的移动机构中的编码器70通信以计算电极片1的移动速度，并且可以基于电极片1的移动速度来控制加热器20的加热温度。即，加热器20的温度可以与电极片1的移动速度成比例。此外，加热器20可以将未涂覆部分3加热到30度至100度，而不降低未涂覆部分3的拉伸强度，同时促进墨水的干燥。

此外，控制器60可以根据区域A的长度来控制加热器20的操作时间。也就是说，加热器20的操作时间可以与区域A的长度LA成比例。

标记工序(S30)可以是标记器30在加热的未涂覆部分3的区域A上标记墨水的工序。控制器60可以响应于电极片1的移动速度来控制标记器30，以在区域A上形成多个标记M。多个标记M可以通过彼此隔开预定间隔而不连续地形成。由于每个标记M的尺寸是恒定的，多个标记M的数量可以根据区域A的长度L

干燥工序(S40)可以是这样的工序，其中鼓风机40将空气喷射到未涂覆部分3的区域A以干燥墨水，即标记M。鼓风机40可以设置在标记器30和导辊50之间，使得形成在未涂覆部分3上的标记M被转印到导辊50上而不被擦除。

控制器60可以基于电极片1的移动速度来控制包括在鼓风机40中的风扇的旋转速度。即，鼓风机40的输出可以与电极片1的移动速度成比例。

另外，控制器60可以根据区域A的长度来控制鼓风机40的操作时间。也就是说，鼓风机40的操作时间可以与区域A的长度L

因此，可以在穿过标记系统的电极片1上形成具有高可见度的标记M。将来，将丢弃或收集其中检测到标记M的电极片1的一部分或单元电极。

图5是示出根据本发明另一实施方式的用于识别电极片的缺陷的标记方法的流程图。

在该实施方式的情况下，由于除了加热器20的布置之外，该实施方式与前述实施方式相同，因此将省略重复的内容，并且将主要描述不同之处。

本实施方式的加热器20和标记器30可以设置成相对于未涂覆部分3面向相对侧。更详细地，标记器30可以面向未涂覆部分3的顶表面以在未涂覆部分3的顶表面上标记墨水，并且加热器20可以面向未涂覆部分3的底表面。

此外，加热器20可以设置成面对标记器30，其间具有未涂覆部分3，然而，加热器20也可以相对于电极片1的移动方向正好设置在标记器30的前面。

由于这种布置，可以减小安装加热器20、标记器30和鼓风机40所需的空间。另外，如上所述，优选地，在加热器20、标记器30和鼓风机40之间不设置导辊50。因此，即使相对于电极片1的移动方向彼此相邻的一对导辊50之间的距离短，也可以将加热器20、标记器30和鼓风机40设置在该对导辊50之间。因此，具有标记系统易于应用于现有设备的优点。

以上公开的主题被认为是说明性的，而不是限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精髓和范围内的所有这样的修改、增强和其他实施方式。

因此，本发明的实施方式被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明的技术精髓不限于前述实施方式。

因此，本发明的范围不是由详细的发明内容限定，而是由所附权利要求限定，并且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

[附图标记说明]

1：电极片         2：活性材料层

3：未涂覆部分     10：视觉传感器

20：加热器        30：标记器

40：鼓风机        50：导辊

60：控制器        A：区域(在其上在未涂覆部分上标记墨水)

D：缺陷           M：标记