TWI498523B

TWI498523B - 空氣測微計

Info

Publication number: TWI498523B
Application number: TW103120845A
Authority: TW
Inventors: Jeoung Hwan Kim; Jung Kyu Woo; Shin Hwa Lee; Woo Yong Lee; Min Su Kim; Hyang Mok Lee
Original assignee: Lg Chemical Ltd
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-09-01
Also published as: JP2015530567A; EP2846130A1; JP5941221B2; CN104603572A; EP2846130A4; EP2846130B1; KR20150007578A; WO2015005561A1; TW201508242A; CN104603572B

Description

空氣測微計

本發明係關於一種空氣測微計，更具體地係關於一種具有高測量速率、絕佳的可再現性、及精確度的空氣測微計。

用於行動裝置的技術開發及需求正持續增加中。因為輔助電池具有可再充電、可被製造成小尺寸及具有高容量的特性，所以對於以這些電池為電源的電子及電氣裝置(包括行動裝置在內)有著快速增加的需求，且許多研究都在它們身上進行。

尤其是，就輔助電池的形狀而言，方型電池(prismatic battery)因為它們的厚度薄的關係而能夠被應用在諸如行動電話上且袋型(pouch-type)電池需求量很大。就輔助電池的材料而言，鋰輔助電池(譬如，具有絕佳的能量密度、放電電壓、及安全性的鋰鈷聚合物電池)的需求在增加中。

大致上，鋰輔助電池會***是因為不正常操作狀態(譬如，內部短路、過度充電、電池被曝露於高溫的狀態、掉落衝擊等等)所引起之高溫及電池內部的壓力在此一輔助電池中，被研究的主要主題之一是電池安全性的改善。

在製造一袋型鋰離子聚合物電池101的製程中，需要測量一聚合物電池封包材料103及一聚合物電池封包材料密封部件105的厚度以確保安全(參見圖2以瞭解鋰離子聚合物電池的組態)。當該聚合物電池封包材料103的厚度超出一被允許的範圍時，這會導致產品的缺陷及均一性的降低，最終造成不良的組裝產品。再者，在上述的不正常的電池操作狀態中會發生電池外露的風險。

當該聚合物電池封包材料密封部件105(在下文中被稱為“密封部件”)的厚度超出被允許的範圍時，這是該密封部件105的一個缺陷。當該密封部件105有一缺陷時，空氣中的濕氣會很容易進入到該電池內，造成電池效能的惡化及電池長期穩定性變差，例如，電池腐蝕。因此，有必要測量該聚合物電池封包材料103及該聚合物電池封包材料密封部件105的厚度以區分出有瑕疵的產品及檢查瑕疵率。

該聚合物電池封包材料103及該聚合物電池封包材料密封部件105的厚度係由工人使用一接觸式測微器人工地予以測量。然而，此一接觸式測微計是沒有效率的，因為測量速度很慢，且當使用接觸式測微計時，測量的可再現性被降低。而且，當使用該接觸式測微計來測量厚度時，接觸痕跡會留在該被測量的物件上，使得該測量缺乏精確性。

再者，為了要確認該聚合物電池封包材料103及該聚合物電池封包材料密封部件105的厚度分布，需要測量許多測量點，因而會有在該聚合物電池封包材料103及該聚合物電池封包材料密封部件105的一特定的線或平面上的厚度分布沒有被確認到的侷限性。

因此，本發明的目的是要提供一種空氣測微計，其測量速率很高、測量的可再現性絕佳、在待測的物件上不會留有測量痕跡、測量精確性超好、及在聚合物電池封包材料及密封部件(其為目標物件)的一特定的線或平面上的目標物件的厚度分布可被確認。

依據本發明的一態樣，一種空氣測微計，及作為一待測物件(在下文中被稱為“目標物件”)的聚合物電池封包材料及密封部件被提供，該空氣測微計包括一目標物件容納槽，其具有一底面及一頂面，用以將該目標物件的至少一部分容納在該底面及該頂面之間、及一空氣噴灑單元，其包括一開口於該底面或該頂面的噴嘴，用以將空氣噴灑在容納在該底面及該頂面之間的該目標物件上。

依據本發明，因為該空氣測微計包括該具有適合測量該聚合物電池封包材料及該密封部件(其為目標物件)的厚度的寬度的目標物件容納槽及該空氣噴灑單元，所以測量速率很高、測量的可再現性絕佳、在待測的物件上不會留有測量痕跡、測量精確性超好、及在聚合物電池封包材料及密封部件(其為目標物件)的一特定的線或平面上的目標物件的厚度分布可被確認。

101‧‧‧袋型鋰離子聚合物電池

103‧‧‧聚合物電池封包材料

105‧‧‧聚合物電池封包材料密封部件

110‧‧‧空氣測微計

130‧‧‧目標物件容納槽

140‧‧‧空氣噴灑單元

150‧‧‧空氣測微計本體

131‧‧‧底面

133‧‧‧頂面

141‧‧‧噴嘴

161‧‧‧上塊體

163‧‧‧下塊體

210‧‧‧引導桿

230‧‧‧寬度調整裝置

201‧‧‧上塊體

203‧‧‧下塊體

300‧‧‧空氣測微計

330‧‧‧目標物件容納槽

370‧‧‧側壁

341‧‧‧噴嘴

331‧‧‧底面

333‧‧‧頂面

360‧‧‧斜的表面

361‧‧‧引導單元

363‧‧‧入口

380‧‧‧滾子

390‧‧‧擋止件

D‧‧‧噴嘴

P‧‧‧壓力

C‧‧‧指示室

Pc‧‧‧壓力

h‧‧‧距離

圖1是一概念圖，其例示一空氣測微計(或一氣壓錶)的原理；圖2是依據本發明的實施例1的空氣測微計的示意圖；圖3是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的放大立體圖；圖4是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的平面圖；圖5是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的右側視圖；圖6是沿著圖3的A-A線所取的剖面圖；圖7是沿著圖3的B-B線所取的剖面圖；圖8是一立體圖，其例示依據本發明的實施例2的組成構件的一部分；圖9是沿著圖8的E-E線所取的剖面圖；圖10是一立體圖，其例示依據本發明的實施例3的空氣測微計；圖11是沿著圖10的C-C線所取的剖面圖；及圖12是沿著圖10的D-D線所取的剖面圖。

下文中，本發明的較佳實施例將在下面參考附圖被更詳細地描述。

實施例1

圖1是一概念圖，其例示一空氣測微計(或一氣壓錶)的原理，圖2是依據本發明的實施例1的空氣測微計的示意圖，圖3是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的放大立體圖。圖4是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的平面圖，圖5是設置在圖2的空氣測微計內的一目標物件容納槽及空氣噴灑單元的右側視圖，圖6是沿著圖3的A-A線所取的剖面圖，圖7是沿著圖3的B-B線所取的剖面圖。在下文中，依據本發明的實施例1的空氣測微計將參考圖1-7被更詳細地描述。

一空氣測微計是一比較器，其將尺寸上的改變轉變成空氣的流率/壓力的改變，用以測量空氣流率/壓力的變化，藉以測量該尺寸。圖1例示一般的空氣測微計(或一氣壓錶(air gauge))。

在空氣被一使用水槽的靜壓力控制器保持在一固定的壓力P的同時，空氣經由一直徑約1mm的小孔B被注入到一指示室C內，然後經由一噴嘴D被噴灑。在一待測物件(其在下文中被稱為“目標物件”)被置於一靠近該噴嘴D的的狀態中，當一介於該目標物件和該噴嘴D的距離是h時，如果該距離h改變的話，則在該指示室C內的壓力Pc亦會改變。因此，該距離h可藉由測量該壓力Pc而被獲得。

當實際加以測量時，一標準氣壓錶被置於該噴嘴D下方以讀出該壓力Pc。然後，該標準氣壓錶被移走，該目標物件被置於該噴嘴D下方。在此處，當距離改變，該壓力Pc亦隨之改變。因此，壓力Pc的變化可被連續地測量以獲得該目標物件的尺寸。

圖2是一袋型鋰離子聚合物電池101的示意圖。圖2例示該聚合物電池的一封包材料103及一密封部件105。而且，圖2例示一用來測量該封包材料103及該密封部件105的厚度的空氣測微計110。該空氣測微計110包括一目標物件容納槽130、一空氣噴灑單元140、及一空氣測微計本體150。圖3是該空氣測微計110內的目標物件容納槽130及該空氣噴灑單元140的放大立體圖。

如圖3至6所示，該目標物件容納槽130包括一底面131及一頂面133。該電池封包材料103及該密封部件105(它們是目標物件)可被***到該目標物件容納槽130的該底面131和該頂面133之間。在此處，一面向該目標物件的下表面可被界定為該底面131，及一面向該目標物件的上表面可被界定為該頂面133。從該空氣測微計本體150排出的空氣在該目標物件被***到該底面131和該頂面133之間的狀態下通過該空氣噴灑單元140。

該空氣噴灑單元140包括一噴嘴141，其開口於該底面131或該頂面133上。從該空氣測微計本體150排出的空氣經由該噴嘴141被噴在一用來測量該聚合物電池封包材料103及該密封部件105(它們是目標物件)的厚度的位置。在例示於圖6的實施例1中，該噴嘴141被設置在該頂面133內。一由該被噴灑的空氣所產生的壓力被輸入到該空氣測微計本體150內。該空氣測微計本體150可經由該被輸入的輸入數值來測量該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)的厚度。

當包括該目標物件容納槽130、該空氣噴灑單元140、及該空氣測微計本體150的依據本發明的該空氣測微計110被用來測量該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)的厚度時，其相較於工人用一接觸式測微計一個一個地人工測量厚度的例子而言具有下列的好處。

亦即，當使用該接觸式測微計時，它的測量速率很低，且測量的再現性被劣化。然而，當使用依據本發明的該空氣測微計110時，因為該厚度測量只需要將該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)***到該目標物件容納槽130中就可實施測量，所以測量速率很高。此外，測量的再現性可以極佳，因為具有固定的壓力的空氣可經由該噴嘴一直被噴灑在該目標物件的表面上。在此例子中，用於被製造的產品上的全面檢測(其檢測該等產品的尺寸)可被獲得。

當該厚度藉由使用該接觸式測微計予以測量時，一接觸痕跡會留在該被測的物件上。然而，因為依據本發明的該空氣測微計透過空氣以不接觸的方式測量該厚度，所以不會在該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)上留下接觸痕跡。而且，因為使用空氣測微計的測量和使用該接觸測微計的測量相比更加穩定，所以在測量精確度上更優。

而且，因為依據本發明的該空氣測微計110連續不間斷地測量該厚度，所以該空氣測微計110可辨識出該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)在一特定的線或平面上的厚度分布。

圖7是一剖面圖，其例示一包括該頂面133在內的上塊體161被螺絲耦合至一包括該底面131在內的下塊體163。

當和該目標物件容納槽130是由一個構件界定的類型相較時，該目標物件容納槽130是藉由將該上塊體161耦合至下塊體163(它們是分開的構件)來界定的上述類型可具有下列優點。

第一個優點，當一缺陷發生於該目標物件容納槽130內時，該上塊體161和該下塊體163可被拆開來，因此易於修理。第二個優點，該上塊體161或該下塊體163可製備成不同的類型且用彼此來取代。在此例子中，當特定的產品的尺寸被測量時，該上塊體161及下塊體163可用最適合的上及下塊體來取代以測量該尺寸。

或者，在圖7中該上塊體161及該下塊體163被螺絲耦合至彼此，但本發明並不侷限於此。例如，該上塊體161和該下塊體163可被一體地製造或用耦合單元耦合至彼此，而不是用一螺絲，譬如一鉚釘。

實施例2

圖8是一立體圖，其例示依據本發明的實施例2的組成構件的一部分，及圖9是沿著圖8的E-E線所取的剖面圖。一依據本發明的此實施例的空氣測微計包括和依據前述實施例1的空氣測微計110的組態相類似的組態。但是，依據實施例2的該空氣測微計不同於依據前述實施例1的空氣測微計110之處在於，該空氣測微計更包括一引導桿210，它能夠調整目標物件容納槽130的寬度。為了參考起見，在實施例2中相同的標號標示和實施例1相同的元件，因此，它們的詳細描述將被省略。下文中，一依據本發明的實施例2的空氣測微計將參考圖8及9加以詳細描述。

在準備一聚合物電池封包材料103和一密封部件105(它們是目標物件)的厚度被顯著地改變的情形中，調整該目標物件容納槽130的寬度是有必要的。如圖8中所示，該目標物件容納槽130的寬度可藉由使用一寬度調整裝置230(其包括一引導桿210)來加以調整。兩個穿過一包括頂面133的上塊體201及一包括底面131的下塊體203的孔可被界定。該引導桿210可穿過這兩個孔。因此，該上塊體201及該下塊體203被可滑動地耦合至該引導桿210。

該上塊體201及該下塊體203可沿著該引導桿210移動於一可讓該上塊體201及該下塊體203彼此靠近或彼此遠離以將該上及下塊體201及202彼此分開一適當距離的方向上。然後，該上及下塊體201及202可藉由使用螺絲211而被側向地旋緊，用以將固定該介於該上塊體201及該下塊體203之間的距離。

雖然該上及下塊體201及203在實施例2中可沿著該引導桿210移動，但本發明並不侷限於此。例如，該上及下塊體201及203的一者相對於於該引導桿210的位置可被固定，且另一者可沿著該引導桿210移動。

依據實施例2，因為該上及下塊體201及203移動一被要求的距離然後被固定，該空氣測微計可測量具有不同厚度的目標物件而無需更換該上及下塊體201及203。

實施例3

圖10是一立體圖，其例示依據本發明的實施例3的空氣測微計，圖11是沿著圖10的C-C線所取的剖面圖，及圖12是沿著圖10的D-D線所取的剖面圖。為了參考起見，在實施例3中相同的標號標示和前述實施例相同的元件，因此，它們的詳細描述將被省略。下文中，一依據本發明的實施例3的空氣測微計將參考圖10-12加以詳細描述。

一依據本發明的實施例3的空氣測微計300可進一步包括一側壁370，用來限制一聚合物電池封包材料103和一密封部件105(它們是目標物件且被***到一目標物件容納槽330中)的橫向振盪。因為該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)會因為使用者的不穩定的操作而橫向地移動，所以該側壁370可防止該聚合物電池封包材料103和該密封部件105的該橫向振盪發生以確保精確地測量該等目標物件的厚度。

參考圖10或圖11，一開口於一底面331或一頂面333的噴嘴341可被設置多個。具體地在圖10或圖11所例示的實施例3中有三個噴嘴341被設置在該頂面333上。

當該等噴嘴341被設置在該頂面333及該底面331上時，空氣可在相反的方向上被噴向該等目標物件。因此，該等目標物件會被不穩定地設置而在測量該等目標物件的厚度時造成一顯著的誤差。因此，該等多個噴嘴341只可被設置在該底面331或頂面333上。

當該等多個噴嘴341被設置時，可在同低時間在該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)的至少兩個位置測量厚度。因此，當厚度在多個位置被測量時，測量時間可被顯著地減少。

如在圖10及11中所示，依據實施例3的空氣測微計300可進一步包括一引導單元361，其具有一從該頂面333的一端向上延伸之斜的表面360。

該引導單元361可以是一允許該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)被更容易且更快速地***到該目標物件容納槽330的單元。因為該引導單元361具有一寬度大於該目標物件容納槽330的寬度的入口363，所以該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)可被輕易地***到該引導單元361內，因為該引導單元361可引導該等目標物件以允許該等目標物件被***到該目標物件容納槽330內，該等目標物件可被更容易地***到該目標物件容納槽330中。

只具有一從該頂面333的一端向上延伸之斜的表面360的該引導單元361被示於圖10至12中。雖然未示出，但該引導單元361可包括一從該底面331的一端向下延伸之斜的表面。或者，該引導單元361可包括從該頂面333的一端向上延伸之斜的表面361以及從該底面331的一端向下延伸之斜的表面。然而，在此例子中，該目標物件容納槽330的該頂面333和該底面331可被設置成彼此平行，用以防止該等目標物件的厚度被測量時發生誤差。

參考圖11及12，依據實施例3的該空氣測微計300可進一步包括一滾子380，其在該引導單元361的斜的表面360的至少一個區段具有一圓筒形狀。或者，該滾子380可具有其它形狀，譬如球形等等。如上文所述，該引導單元361可引導該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)以允許目標物件被輕易地***到該目標物件容納槽330內。在此處，該滾子380可作為該引導單元361的一輔助單元。亦即，該滾子380可被設置來更平順地且更快速地引導該等目標物件進入該目標物件容納槽330中。

除了該引導單元361的該斜的表面360的至少一個區段之外，上述的滾子380亦可被設置在該目標物件容納槽330的入口381。在此例子中，該滾子380可允許該等目標物件更平順地移動於該目標物件容納槽330內。

參考圖11，依據實施例3的該空氣測微計300(其測量該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件))可進一步包括一擋止件390，用來限制該等目標物件的每一者的***到該目標物件容納槽330中的深度。如圖11中所示，該擋止件390可被設置在該目標物件容納槽330中。該擋止件390可從該目標物件容納槽330的該頂面333或該底面331延伸出。該擋止件390可具有一柱子形狀或分隔牆形狀，其將該頂面333連接該底面331。

如果沒有設置該擋止件390的話，該聚合物電池封包材料103和該密封部件105(它們是目標物件)會須要移動於不同的方向上，用以將該等目標物件的待測位置(下文中被稱為目標位置)和該等噴嘴341對準。在此處理中，會非必要地花費許多時間。

如果如實施例3所述地設有該擋止件390的話，則該擋止件390可擋住該等被***到該目標物件容納槽330內的目標物件以防止該等目標物件被進一步***到該目標物件容納槽330中。因此，該在該等目標物件上的該等目標位置可被快速地安排在和該等噴嘴341相對應的位置，藉以快速地測量在該等位置的厚度。

參考圖5及6，一在該目標物件容納槽130內的內分隔壁190(其係由依據實施例1的上及下塊體161及163彼此相接合所形成)可防止該等目標物件被進一步***該目標物件容納槽330內一預定的深度或更多。因此，實施例1的該內分隔壁190可如一種擋止件般地作用。

雖然本發明已參考它的較佳實施例被顯示及描述，但熟習此技藝者將可瞭解的是，形式及細節上的各種改變可在不偏離由下面的申請專利範圍所界定之本發明的精神及範圍下被達成。