具体实施方式

在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为限于普通或词典术语，并且发明人可以适当地定义术语的概念，以便最好地描述其发明。术语和词语应被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。因此，说明书中所描述的实施例和附图中所描述的构造仅是本发明的最优选实施例，并不代表本发明的所有技术思想。应当理解的是，在提交本申请时，可以存在各种等同形式和变型来代替它们。

此外，在整个说明书中，当将一个元件称为“包括”一个元件时，应理解的是，除非另外具体说明，否则该元件也可以包括其他元件。

如在整个说明书中所使用的，术语“大约”，“大致”等用于意指当存在独特的制造和材料公差时的值或类似值，并且该术语用于防止不道德的侵权者不公平的使用为了有助于理解本发明而包含准确或绝对数值的公开内容。

在整个说明书中，马库什(Markush)形式的表述中所包含的术语“其组合”意指选自马库什形式的表述中所描述的要素中的一种或多种的混合或组合，并且其意指包括选自上述部分中的一种或多种。

在整个说明书中，表述“A和/或B”意指“A或者B或者A和B”。

在下文中，将详细描述本发明。

图1是示出使用涡电流检测裂纹的原理的示意图。

参照图1，当向线圈10施加交流电时，在线圈周围产生初级磁场20。此时，当将其上形成有初级磁场20的线圈10设置到检查对象50的表面时，通过电磁感应在检查对象50的表面中产生感应电动势。该感应电动势使得干扰初级磁场20的电流流动，并且该电流被称为涡电流40。

涡电流根据检查对象50的表面的状态、位置、缺陷和材料的变化而变化。本发明使用该涡电流的特性来检测电池单体中的裂纹。即，将待检查的电池单体穿过涡电流传感器之间，测量涡电流信号，并且当涡电流信号改变时，认为涡电流信号已经由于电极、电极接线片或焊接部的裂纹而改变。以这种方式来检测裂纹。

图2是示出根据本发明实施例的裂纹检测装置的示意图，图5是根据本发明实施例的检查单元和转移单元的详细视图。参照这些附图，本发明的用于使用涡电流来检测电池单体中的裂纹的裂纹检测装置包括：

检查单元110，该检查单元110包括：第一传感器，该第一传感器用于感应涡电流；第二传感器，该第二传感器用于感测由第一传感器感应的涡电流信号，并且在电池单体移动的同时通过涡电流进行检查；

转移单元120，该转移单元120被构造成将多个电池单体从输入电池单体的位置顺序地转移到取出电池单体的位置；和

控制器130，该控制器130被构造成电连接到检查单元，并且接收、评估和控制由检查单元感测到的涡电流信号。

在本发明中，电池单体中的裂纹意指在电极、电极接线片和焊接部上产生的裂纹。

电极的裂纹可以被如下解释。在将包含电极活性材料、粘合剂、导电材料等的电极混合物施加到集电器上之后，通过诸如干燥和辊压这样的电极加工而制造的电极可能由于电极加工期间的集电器与电极混合物之间的伸长率等方面的差异而导致在集电器上具有裂纹。这样的裂纹可以被称为电极的裂纹。

电极接线片的裂纹可以是由于涂覆部分和未涂覆部分之间的伸长率差异所导致的裂纹，或者是由于边界处的皱纹上的应力积累而在焊接期间因振动或外力所导致的裂纹。

焊接部上的裂纹可以是在焊接期间由于焊接不足而形成的非焊接部，或者是在焊接过程期间产生的裂纹。

因为当电极组件通过密封过程被电池壳体(诸如层压片)密封时，电池单体的内部被电池壳体覆盖，因此无法从电池壳体的外部观察上文列出的在电极、电极接线片和焊接部上产生的裂纹。然而，如果使用本发明的使用涡电流的裂纹检测装置，则具有能够检测裂纹的效果。

在下文中，将详细描述检查单元。图3是示出根据本发明实施例的检查单元的结构的视图。参照图3，本发明的检查单元110可以被移动到待由第一传感器111和第二传感器112检查的位置，并且被构造成在第一传感器111和第二传感器112被固定的状态下进行涡电流的感应和涡电流的检测。

具体地，检查单元包括：

第一传感器111，该第一传感器111被构造成感应涡电流；

第二传感器112，该第二传感器112被构造成感测由第一传感器111感应的涡电流信号；

第一位置调节构件113，该第一位置调节构件113被构造成在一侧上联接到第一传感器111，并且在另一侧上通过位置固定螺栓115联接到第三位置调节构件117；

第二位置调节构件114，该第二位置调节构件114被构造成在一侧上联接到第二传感器112，并且在另一侧上通过位置固定螺栓116联接到第三位置调节构件117；

第三位置调节构件117，该第三位置调节构件117被构造成在一侧上分别联接到第一位置调节构件113和第二位置调节构件114，并且在另一侧上通过位置固定螺栓119联接到第四位置调节构件118；和

第四位置调节构件118，该第四位置调节构件118通过位置固定螺栓119联接到第三位置调节构件117。

第一位置调节构件113和第二位置调节构件114分别与第三位置调节构件117相联接的部分在同一延长线上以预定间隔间隔开。第三位置调节构件117设有具有预定长度的滑动槽(未示出)，用于调节第一位置调节构件和第二位置调节构件的位置。此外，第一位置调节构件和第二位置调节构件能够沿着滑动槽移动。

此外，第四位置调节构件118设有具有预定长度的滑动槽，用于调节第三位置调节构件117的位置，并且第三位置调节构件117能够沿着该滑动槽运动。

根据以上实施例，为了使操作员将第一传感器111和第二传感器112移动到期望位置，将组合有第一传感器111和第二传感器112的第一位置调节构件113和第二位置调节构件114被设计成分别在竖直方向上移动。这里，竖直方向可以被定义为在竖直方向上远离和靠近作为待检查的对象的电池单体200的方向。

用于移动第一位置调节构件的滑动槽(未示出)可以被设置在第三位置调节构件117的一侧上的、与第一位置调节构件113联接的部分处。第一位置调节构件可以使移动槽在移动槽的长度范围内移动。移动槽具有在电池单体的竖直方向上延伸的形状。通过操纵位置固定螺栓115，第一位置调节构件113可以被固定到第三位置调节构件117。

类似于第一传感器，第二传感器112联接到第二位置调节构件114的一侧，使得第二传感器112可以在竖直方向上移动，并且第一位置调节构件的另一侧被设计成与第三位置调节构件117的一侧组合。用于移动第二位置调节构件114的滑动槽(未示出)可以被设置在第三位置调节构件117的一侧上的、与第二位置调节构件联接的部分处。第二位置调节构件能够沿着滑动槽移动，并且可以通过操作位置固定螺栓116而将第二位置调节构件固定到第三位置调节构件。第一位置调节构件113和第二位置调节构件114分别联接到第三位置调节构件117的部分在同一延长线上以预定间隔间隔开。

基于与第一位置调节构件和第二位置调节构件联接到第三位置调节构件相同的原理，第三位置调节构件联接到第四位置调节构件。第四位置调节构件可以设有滑动槽(未示出)，第三位置调节构件能够通过该滑动槽移动，第三位置调节构件能够在该滑动槽的长度范围内移动，并且使用者通过该滑动槽将第三位置调节构件移动到期望位置，然后操作位置固定螺栓119，以将第三位置调节构件固定到第四位置调节构件。

图4是示出第一传感器和第二传感器的示意图。参照图4，第一传感器111和第二传感器112均包括线圈。

在本发明的一个实施例中，第一传感器和第二传感器被形成为这样的结构：线圈被缠绕在磁化构件(未示出)上的结构，并且可以具有包围线圈的壳体。另外，在壳体的一端处形成有盖，并且在壳体的另一端处可以形成开放形状。该壳体用于保护使用涡电流的第一传感器和第二传感器免受外部冲击，并且用于允许第一传感器和第二传感器容易安装在其他位置，例如安装在稍后描述的转移单元或位置固定构件上。

当向第一传感器111的线圈施加交流电时，在线圈周围形成初级磁场。在该实施例中，线圈具有弹簧形状，但是不限于此。当将其中形成有初级磁场的线圈设置到作为待检查对象的锂二次电池时，由于电磁感应而在锂二次电池中产生感应电动势，并且干扰初级磁场的涡电流流动。这样，第一传感器在锂二次电池中感应出涡电流。

第二传感器112位于第一传感器111的基于作为待检查对象的电池单体的相反表面上。第二传感器用于检测由第一传感器感应出的涡电流信号。第二传感器检测衰减的涡电流信号，该衰减的涡电流信号通过由第一传感器感应出的涡电流的衰减(诸如涡电流的形成、反射和吸收)而产生，这是由于作为待检查对象的锂二次电池的诸如状态、位置、缺陷和材料的因素而导致的。因此，当在电池单体的内部中存在裂纹时，发生涡电流信号的变化，并且第二传感器检测到涡电流信号并将该涡电流信号传输到稍后描述的控制器。

在本发明的一个优选实施例中，线圈的直径为0.5mm至10mm。这里，线圈的直径意指缠绕在磁性构件或磁化构件上的线圈的水平截面上的直径。如果线圈的直径小于0.5mm，则该直径太小以至于不能检测到涡电流信号，因此可能难以检测到二次电池内部的裂纹。相反，当线圈的直径超过10mm时，噪声不利地影响内部裂纹的检测，这是不期望的。因此，期望的是，在上述数值范围内适当地调整线圈直径的同时，选择用于检测内部裂纹的最佳线圈直径。

在使用涡电流进行检查时，线圈与待检查表面之间的距离被称为“提离”(lift-off)。为了提高检测待检查表面上的缺陷的能力，期望将所述提离保持恒定或使其最小化。

在下文中，将描述转移单元120。

图5是从顶部观察的根据本发明实施例的裂纹检查设备的视图，并且示出了检查单元110和转移单元120，图6是图5的转移单元120的详细视图。参照这些图，转移单元120包括：转移模具121，该转移模具121从电池单体的输入点延伸到出口点；转移装置122、123和124，该转移装置122、123和124用于转移电池单体。

本发明的电池单体内部的裂纹检测装置的电池单体200通过转移单元120被朝向检查单元110转移，并且在由检查单元110完成检查之后，电池单体200被运送到出口并被取出。多个电池单体200被顺序地输入到转移单元120，并且电池单体以规则的间隔被布置和转移。

在电池单体行进通过检查区域的同时，检查单元110使用涡电流进行检查。在检查前一个电池单体的期间，后一个电池单体被转移到前一个电池单体曾停留的位置。此时，后一个电池单体可以具有预定的检查等待时间，并且当前一个电池单体完成检查并离开检查区域时，后一个电池单体被转移到检查区域中，以开始检查。

如果需要，本发明的检查设备可以将在检查区域中的电池单体的行进速度调节成不同于检查区域外部的电池单体的转移速度。即，检查区域中的电池单体的行进速度可以比检查区域以外的区域中的电池单体的转移速度慢。

参照图3和图5，在本发明的内部裂纹检测装置中，在待检查的电池单体200穿过第一传感器111和第二传感器112之间的同时，操作第一传感器和第二传感器，并且在电池单体200被置于传感器111和112之间的状态下进行涡电流检查。此时，通过稍后描述的转移装置122、123和124使电池单体穿过第一传感器和第二传感器之间。并且，在由第一传感器和第二传感器进行涡电流检查的同时，优选的是，电池单体以恒定的速度在检查区域中行进。

参照示出了本发明的转移单元120的实施例的图6，本发明的转移单元120，转移模具121可以包括用于转移电池单体的转移装置122、123和124。并且转移装置可以包括：提升单元122，该提升单元122用于将电池单体从转移模具升高；和驱动单元124，提升单元122可移动地联接到该驱动单元124，并且该驱动单元124使提升单元在电池单体的转移方向上转移。只要驱动单元移动提升单元，则可以采用各种形式。

提升单元可以是通过油压或气压而上下往复运动的气缸。在下文中，将描述提升单元的实施例。

参照图6，提升单元122在与电池单体200的行进方向平行的方向上延伸，并且具有窄且长的杆形，并且两个长杆在平行于转移模具的纵向方向(电池单体的行进方向)的中心线的上方和下方间隔开。这些长方体形状的提升单元支撑电池单体200，并且随着驱动单元124的移动而在沿电池单体的转移方向一起移动的同时使电池单体移动。

在本发明的一个实施例中，提升单元可以包括至少一个或多个吸附孔123，用于吸附电池单体。吸附孔123的数目可以根据需要适当调整。

提升单元122吸附电池单体以拾取电池单体，并且从驱动单元124延伸并被提升以吸附电池单体。在驱动单元124中，与其上基于运送模具而安装有电池单体的表面相反的表面可以被安装在转移模具121的下表面上。为了使提升单元穿过转移模具并上升到转移模具的上部，转移模具121可以在与提升单元对应的部分处包括开口125。

当提升单元从驱动单元延伸并穿过转移模具的开口125并上升到转移模具的上部时，通过吸附孔123施加真空，从而使电池单体被吸附并固定到提升单元。

如上所述，由于提升单元可以吸附电池单体，因此本发明的内部裂纹检测装置表现出如下效果：干扰电池单体的排列，从提升单元移除电池单体，或者能够抑制电池单体的振动。在电池单体正在行进的同时用于检测涡电流感应和涡电流信号的变化的本发明中，为了提高检查可靠性，应当在电池单体正在行进的同时尽可能地抑制对电池单体排列的干扰以及电池单体振动。由于本发明的裂纹检测装置在提升单元上设有吸附孔，因此即使当在涡电流检查期间、电池单体正在行进，其也具有抑制振动的效果，从而提高了检查的可靠性。

在本发明的实施例中，示出了通过吸附孔施加真空以便通过提升单元吸附电池单体的实施例。在此，只要提升单元能够固定电池单体，就可以采用各种形式而不限于上述方法。

在本发明的一个实施例中，转移单元可以具有多个单元移动区间，并且转移装置可以在一个单元移动区间或两个以上单元移动区间处进行往复运动。因此，转移单元可以具有多个转移装置。

参照图5，转移单元具有多个单元移动区间(a)。转移装置拾取被放置在单元移动区间的起点处的电池单体，并且将该电池单体转移到相邻单元移动区间的起点。已经完成了单元移动区间中的电池单体的转移的转移装置再次返回到单元移动区间的起点。重复上述过程，并且依次转移了多个电池单体。

图7示出了根据本发明实施例的转移模具121的一部分，并且参照此图，转移模具121可以包括凹座126，在该凹座126中，电池单体被安置在一个单元移动区间与相邻的单元移动区间之间。

根据电池单体的形状，凹座126形成有填充在其中的接纳槽，并且电池单体200被安置在凹座上。随着电池单体从输入点被转移到检查区域，电池单体的排列可能会受到干扰。在本发明的裂纹检测装置中，在转移模具上设有凹座，从而通过将电池单体安置在凹座上而排列电池单体。

参照图7，接纳槽被分别形成在与电池单体的行进方向平行的方向上和与电池单体的行进方向正交的方向上，从而形成内部嵌有十字形的外观。这是为了在检查电池单体期间、在电池单体的纵向方向上和在电池单体的宽度方向上进行检查。

将详细描述将待检查的电池单体200放入到本发明的检查设备中和从本发明的检查设备取出的过程。

构成本发明的转移单元的转移模具设有多个凹座。

如果将电池单体放置在位于电池单体输入点处的凹座中，则提升单元122从驱动单元124在转移模具的方向上延伸，并且提升单元122上升穿过转移模具121的开口125。

上升到转移模具的上部的提升单元122吸附并固定被安置在凹座上的电池单体200。这是为了使电池单体与转移装置的分离、在转移期间的未对准或在检查期间的电池单体的移动最小化。提升单元吸附电池单体的方法不限于上述实施例，只要能够使在电池单体的转移期间的移动最小化即可。

提升单元122可移动地联接到驱动单元124，并且能够通过驱动单元的操作进行往复运动。已经吸附了电池单体的提升单元122维持已上升状态，并且通过驱动单元的操作而朝向已经安装了检查单元110的方向移动。此时，由提升单元所支撑或吸附的电池单体也被转移。

提升单元将所吸附的电池单体转移到相邻的凹座，并且完成了到相邻凹座的转移的提升单元释放真空。释放真空的提升单元再次朝向被安装在转移模具的底部处的驱动单元下降，并且驱动单元与提升单元一起返回到原始位置。因此，一个电池单体从一个单元移动区间被转移到相邻的移动区间。然后，顺序地重复该过程，并且电池单体从输入点到达最靠近检查单元110的凹座。

在本发明的一个实施例中，本发明的内部裂纹检查设备还可以包括排列单元，该排列单元对被安置在最靠近检查单元的凹座中的电池单体进行排列。通过在即将进行涡电流检查之前对电池单体进行排列，能够提高检查的可靠性。

被排列单元排列后的电池单体再次被吸附到提升单元122，行进通过检查区域，并且由第一传感器和第二传感器进行涡电流检查。

在检查单元的检查区域中，优选的是，电池单体的行进速度是恒定的，以便提高检查的准确性。另外，电池单体穿过检查区域时的行进速度可以被控制成与电池单体在其他区域中的转移速度不同。

已经通过检查单元完成了涡电流检查的电池单体通过包括提升单元和驱动单元的转移装置被转移到电池单体被取出的位置。

将详细描述控制器130。构成本发明的裂纹检测装置的控制器130电连接到检查单元110，接收并评估由检查单元感测到的涡电流信号，并且起到控制本发明的检测设备的作用。

控制器可以接收和显示关于涡电流信号的信息，并且通过所显示的图像确定内部裂纹。

在本发明的一个实施例中，由检查单元检测到的涡电流信号可以是电压，并且如果在电池单体的内部存在裂纹，则裂纹部分具有电压变化。因此，能够基于此来检测是否存在裂纹以及该裂纹的位置。

控制器接收由检查单元感测到的电压，记录该电压，并根据检测位置从电压值的轮廓来检测裂纹的存在和位置。

控制器可以控制检查单元和转移装置。控制器可以被配置为常规的可编程电子计算机，其与用于控制多个电池单体的转移和速度的存储器联接。

本发明的裂纹检测装置基于涡电流信号的变化来确定裂纹，并且在检测袋型锂二次电池中的内部裂纹时是有用的。

在下文中，将详细描述本发明的袋型锂二次电池。

通常，锂二次电池可以根据具有正极/隔膜/负极结构的电极组件的结构来进行分类。其代表性实例包括：果冻卷(卷绕)电极组件，在该果冻卷(卷绕)电极组件中，长片型的正极和负极在其间置入隔膜的情况下被卷绕；堆叠电极组件，在该堆叠电极组件中，被切割成预定尺寸单元的多个正极和负极在其间置入隔膜的情况下被顺序地堆叠；以及堆叠/可折叠电极组件，在该堆叠/可折叠电极组件中，双电池或全电池被卷绕，在所述双电池或全电池中，预定单元的正极和负极在其间置入隔膜的情况下被堆叠。

近年来，具有嵌入到铝层压片的袋形电池壳体中的堆叠式或堆叠/折叠式电极组件的袋型电池由于其制造成本低且重量轻而引起了很多关注，并且其使用量逐渐增加。

袋型锂二次电池包括：电极组件；从电极组件延伸的电极接线片；被焊接到电极接线片的电极引线；以及容纳电极组件的电池壳体。

电极组件是正极和负极在其间置入隔膜的情况下被顺序地堆叠的发电装置。电极组件130具有堆叠型结构或堆叠/折叠型结构。电极接线片从电极组件的每个电极板延伸，并且电极引线例如通过焊接电连接到从每个电极板延伸的多个电极接线片，并且电极引线的一部分暴露在电池壳体的外部。绝缘膜被附接到电极引线的上表面和下表面的一部分，以便增加与电池壳体的密封程度并且确保电绝缘状态。

电池壳体通常由铝层压片制成，提供用于容纳电极组件的空间，并且整体上具有袋形形状。在堆叠电极组件的情况下，电池壳体内部的上端与电极组件间隔开，使得多个正极接线片和多个负极接线片可以与电极引线组合在一起。

如上所述，由于袋型锂二次电池在电池壳体的内部具有电极、电极接线片和焊接部，因此难以从外部检测裂纹，但是如果如本发明中的那样使用了使用涡电流的检测装置，则能够检测在袋型二次电池中的裂纹。

根据本发明另一实施例的裂纹检测装置还可以包括光学传感器，该光学传感器将涡电流的感应时间和涡电流信号的检测的结束时间传输到检查单元。

具体地，当光学传感器检测到电极引线的两端中的第一端并将检测信号传输到检查单元时，检查单元的第一传感器和第二传感器操作，以开始感应涡电流并检测涡电流信号。当光学传感器检测到电极引线的两端中的第二端并将检测信号传输到检查单元时，检查单元的第一传感器和第二传感器的操作终止。如上所述，通过将检查单元的涡电流检查的开始和结束时间限制为电极引线的区域，检查范围被减小到被包括在电极引线的长度中的区域，从而提高了检测灵敏度。

如上所述，通过与从每个电极板延伸的多个电极接线片焊接，电极引线彼此电连接，并且由于电极引线从电池壳体中被抽出，因此电极引线的端部可以被光学传感器识别。

电极引线包括位于一侧上的第一端和位于另一侧上的第二端，并且光学传感器从第一端移动到第二端并且感测第一端和第二端。具体地，光学传感器识别电极引线的一侧的第一端，并且将识别信号传输到第一传感器。当第一传感器从光学传感器接收到识别信号时，它将电流施加到涡电流线圈并且最终开始锂二次电池中的涡电流感应。光学传感器在从第一端朝向第二端移动的同时检测第二端，并且在识别出第二端时将识别信号传输到第二传感器。当第二传感器从光学传感器接收到识别信号时，第二传感器结束接收涡电流信号。

已经参考附图中所示的实施例描述了本发明，但是这仅是示例性的，并且所属领域的技术人员将理解的是，各种变型和其他等效实施例也是可能的。因此，本发明的真正技术保护范围应当由权利要求书限定。

附图标记说明

100：二次电池内部的裂纹检测装置

110：检查单元

111：第一传感器112：第二传感器

113：第一位置调节构件114：第二位置调节构件

115、116、119：位置固定螺栓

117：第三位置调节构件118：第四位置调节构件

120：转移单元

121：转移模具122：提升单元

123：吸附孔124：驱动单元

125：开口126：凹座

a：单元移动区间

130：控制器

200：电池单体