CN117378078A - 用于检查电池上的锂沉淀的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置和方法在待检查的电池单体周围形成磁场以感应出涡流，并将测量的电池单体的阻抗与标准数据进行比较以检测电池单体中的锂镀层，从而提供高稳定性和可靠性。

Description

用于检查电池上的锂沉淀的装置和方法
技术领域
本申请要求于2022年3月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0035169以及于2023年3月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2023-0034950的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种用于检查电池单体中锂沉淀的装置和方法，并且更具体地，涉及一种用于使用涡流来检查在二次电池单体内部锂是否沉积来检查电池单体中锂沉淀的装置和方法。
背景技术
随着化石燃料的枯竭导致能源价格增加以及对环境污染的关注增加，对生态友好的替代能源的需求成为未来生活不可或缺的因素。特别是，随着技术发展和移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求也在快速增加。
通常，在电池形状方面，对可应用于具有薄厚度的诸如移动电话的产品的棱柱形二次电池和袋型二次电池存在高需求，并且在材料方面，对具有高能量密度、高放电电压、高输出稳定性的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池的锂二次电池存在高需求。
在它们中，袋型锂二次电池的问题在于电池的安全性可能因电池内发生的局部锂镀层引起的内部短路而降低。
因此，需要开发一种用于诊断袋型锂二次电池中锂是否沉积的解决方案。
发明内容
技术问题
为了解决相关技术中的一个或多个问题，本公开的实施例提供了一种具有高可靠性的检查锂沉淀的装置。
为了解决相关技术中的一个或多个问题，本公开实施例还提供了一种具有高可靠性的检查锂沉淀的方法。
技术方案
为了实现本公开的目的，一种用于检查电池单体上的锂沉淀的装置可以包括：检查模块，其包括用于在至少一个电池单体中感应出涡流的第一传感器和用于测量在其中感应出涡流的至少一个电池单体的阻抗的第二传感器；以及控制器，其被配置为通过将由第二传感器测量的阻抗的测量值与标准数据进行比较来确定在至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层；其中第一传感器和第二传感器以其中线圈缠绕在磁化构件上的形式被设置，其中第一传感器通过向线圈施加特定预定频率的交流电(AC)以形成磁场来在电池单体中感应出涡流，并且其中第二传感器测量至少一个电池单体在特定预定频率下的阻抗。
该装置还可以包括递送模块，其用于将从外部输入的至少一个电池单体递送到检查模块。
第一传感器相对于递送模块位于上侧，第二传感器相对于递送模块位于下侧，并且其中第一传感器和第二传感器相对于递送模块位于同一垂直线上。
特定频率具有与3190Hz至3210Hz之间的任意一个值对应的值。
特定频率具有与3990Hz至4010Hz之间的任意一个值对应的值。
标准数据是通过测量锂沉积的电池单体或锂未沉积的电池单体在特定频率下的阻抗来获得的预先验证的数据。
控制器被配置为基于分割线将在复平面上的由第二传感器测量的电池单体的阻抗值的位置与第一聚集数据和第二聚集数据的位置进行比较，分割线将在复平面上表达的标准数据分割为第一聚集数据和第二聚集数据，以确定在电池单体中锂是否沉积，其中，第一聚集数据是在锂沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据，并且其中，第二聚集数据是在锂未沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据。
电池单体是袋型锂二次电池单体。
电池单体被用在能量存储系统(ESS)中。
为了实现本公开的目的，一种使用包括其中线圈缠绕在磁化构件上的第一传感器和第二传感器的检查模块来检查电池单体上的锂沉淀的方法可以包括：将特定预定频率的交流电(AC)施加到第一传感器中的线圈以形成磁场并在至少一个电池单体中感应出涡流；使用第二传感器测量至少一个电池单体在特定预定频率下的阻抗；以及通过将由第二传感器测量的测量阻抗值与标准数据进行比较来确定在至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层。
该方法还可以包括使用递送模块将至少一个电池单体递送到检查模块。
第一传感器相对于递送模块位于上侧，其中第二传感器相对于递送模块位于下侧，并且其中第一传感器和第二传感器相对于递送模块位于同一垂直线上。
特定频率具有与3190Hz至3210Hz之间的任意一个值对应的值。
特定频率具有与3990Hz至4010Hz之间的任意一个值对应的值。
标准数据是通过测量锂沉积的电池单体或锂未沉积的电池单体在特定频率下的阻抗来获得的预先验证的数据。
确定在至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层包括基于分割线将在复平面上的由第二传感器测量的电池单体的阻抗值的位置与第一聚集数据和第二聚集数据的位置进行比较，分割线将在复平面上表达的标准数据分割为第一聚集数据和第二聚集数据，以确定在电池单体中锂是否沉积，其中，第一聚集数据是在锂沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据，并且其中，第二聚集数据是在锂未沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据。
电池单体是袋型锂二次电池单体。
电池单体被用于能量存储系统(ESS)中。
有益效果
根据本公开的实施例，用于检查锂沉淀的装置和方法在待检查的电池单体周围形成磁场以感应涡流，并将所测量的电池单体的阻抗与标准数据进行比较以检测在电池单体中的锂镀层，从而提供高稳定性和高可靠性。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的平面图。
图2是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的框图。
图3是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的检查模块的设计图。
图4是根据本发明的实施例的检查模块中的第一传感器和第二传感器的横截面图。
图5是用于解释根据本发明的实施例的电池单体的涡流感应原理的概念图。
图6是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的递送模块的平面图。
图7是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的递送模块的图像。
图8是根据本发明的第一实验例的当频率为3200Hz时的标准数据的阻抗测量图。
图9是根据本发明的第二实验例的当频率为4000Hz时的标准数据的阻抗测量图。
图10是根据本发明的比较例的频率为8000Hz时的标准数据的阻抗测量图。
图11是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的方法的流程图。
图12是根据本发明的第三实验例的当频率为3200Hz时的标准数据和实验数据的阻抗测量图。
图13是根据本发明的第四实验例的当频率为4000Hz时的标准数据和实验数据的阻抗测量图。
图14是根据本发明的第五实验例的当频率为8000Hz时的标准数据和实验数据的阻抗测量图。
100：用于检查锂沉淀的装置
110：检查模块
111：第一传感器 112：第二传感器
120：递送模块 121：递送模具
122：提升单元 123：吸附孔
124：驱动单元 125：开口
126：嵌套件 130：控制器
具体实施方式
本发明可以以各种形式修改并具有各种实施例，并且其具体实施例在附图中通过示例的方式示出，并且将在下面详细描述。然而，应当理解，不旨在将本发明限制于特定实施例，且相反，本发明涵盖落入本发明的精神和技术范围内的所有修改、等同物和替代方案。贯穿附图的描述，相同的附图标记指代相同的元件。
应当理解，尽管本文可以使用诸如第一、第二、A、B等术语来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括多个相关联的列出的项或多个相关联的列出的项中的任何一个的组合。
应当理解，当元件被称为“耦合”或“连接”到另一元件时，它可以直接耦合或连接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接耦合”或“直接连接”到另一元件时，不存在中间元件。
本申请中使用的术语仅用于描述具体实施例，并不旨在限制本发明。如果上下文中没有明显相反的含义，则单数形式包括复数形式。在本申请中，应当理解，术语“包括”或“具有”指示存在说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合，但是并不排除预先存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的可能性。
除非另有定义，本文中使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。还将理解，诸如在常用字典中定义的术语应当被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过于正式的含义，除非本文明确定义。
根据本发明实施例的用于检查锂沉淀的装置可通过使用涡流来检测在电池单体内部的区域中锂是否局部沉积。这里，电池单体可以是用于能量存储系统(ESS)的袋型锂二次电池。
通常，锂二次电池可以根据具有正极(cathode)/分隔件/负极(anode)结构的电极组装件的结构来分类。例如，锂二次电池可被分类为具有果冻卷(卷绕型)电极组装件、堆叠型(堆叠型)电极组装件、或堆叠/折叠型电极组装件，果冻卷型电极组装件具有其中长片状正电极(positive electrode)和负电极(negative electrode)卷绕且其之间插入有分隔件的结构，在堆叠型(堆叠型)电极组装件中被切割成预定尺寸的单元的多个负极和正极顺序地堆叠且其之间插入有分隔件，堆叠/折叠型电极组装件具有双单体或全单体的卷绕结构，其中预定单元的正电极和负电极被堆叠且其之间插入有分隔件。
近来，具有堆叠型或堆叠/折叠型电极组装件嵌入在铝层压板的袋型电池壳体中的结构的袋型电池由于低制造成本、低重量、形状容易变形等而引起了广泛关注，并且因此袋型电池的使用正在稳步增加。
通常，袋型锂二次电池被配置成包括电极组装件、从电极组装件延伸的电极接线片、焊接到电极接线片的电极引线、以及容纳电极组装件的电池壳体。
这里，电极组装件是其中正电极和负电极顺序堆叠且其之间插入分隔件的电力生成设备，并且具有堆叠或堆叠/折叠结构。另外，电极接线片可以从电极组装件的每个电极板延伸，并且电极引线可以通过焊接电连接到从每个电极板延伸的多个电极接线片。
同时，电池壳体的一部分暴露于外部，并且绝缘膜可以附着到电极引线的上表面和下表面的一部分，以增加与电池壳体的密封并同时确保电气绝缘。
通常，电池壳体由铝层压板制成，提供用于容纳电极组装件的存储空间，并且整体上具有袋状形状。这里，在堆叠电极组装件的情况下，电池壳体的上端与电极组装件间隔开，使得多个正电极接线片和多个负电极接线片能够耦合到电极引线。
另一方面，当在电池单体内的任何一个区域锂沉积时，锂二次电池的安全性可能恶化。其中，袋型锂二次电池的缺点在于，由于如上所述的电极、电极接线片和焊接部分容纳在电池壳体内部，所以难以从外部确认锂是否沉积。
下面，将参照附图更详细地描述能够使用涡流容易地确定袋型二次电池中是否存在锂镀层的用于检测锂镀层的装置。
图1是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的平面图，图2是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的框图，且图3是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的检查模块的设计图。
参照图1至图3，用于检查锂沉淀的装置100可包括检查模块110、递送模块120和控制器130。
检查模块110可以包括第一传感器111和第二传感器112，以在特定频率下测量感应出涡流的电池单体200的阻抗。
递送模块120可以将从外部输入的至少一个待测试的电池单体200递送到检查模块110，以检查锂是否沉淀。
另外，控制器130可以控制检查模块110和递送模块120的操作，并且基于从检查模块110获得的阻抗测量值来确定在测试目标单体200中锂是否沉积。
图4是根据本发明的实施例的检查模块中的第一传感器和第二传感器的横截面图。
参照图4，检查模块110可以包括第一传感器111和第二传感器112。根据实施例，第一传感器111和第二传感器112可以形成为其中线圈缠绕在具有磁性的磁化构件(未示出)周围的结构。这里，线圈的直径可以是0.5至10mm。例如，当线圈的直径小于0.5mm时，由稍后描述的第二传感器112测量的阻抗测量值可能低。相反，当线圈的直径超过10mm时，在由第二传感器112测量的阻抗测量值中可能生成噪声，并且因此可靠性可能劣化。因此，为了确定在电池单体200内部锂是否沉积，用户可以通过在上述数值范围内适当调整线圈的直径来选择最佳线圈直径。
另外，检查模块110还可以包括壳体C，以保护第一传感器111和第二传感器112。例如，壳体C可以被设置为一端封闭而另一端开放的圆柱形。这里，一端可以是位于靠近待检查物体的一端。
图5是用于解释根据本发明实施例的电池单体的涡流感应原理的概念图。
参照图5，第一传感器111可以是用于在待检查的电池单体200中感应涡流的传感器。
更具体地，根据实施例，当稍后描述的控制器130将特定频率的交流电施加到线圈时，可以在第一传感器111的线圈周围形成磁场。例如，特定频率可以为3190Hz至3210Hz中的任意一个值，或者3990Hz至4010Hz中的任意一个值。
随后，当待检查的电池单体200通过稍后描述的递送模块120而位于磁场区域内时，由于电磁感应，可以在电池单体200中生成感应电动势。因此，干扰磁场的涡流可流过电池单体200。
返回参照图3和图4，第二传感器112可以相对于递送模块120位于与第一传感器111对应的垂直线上。换句话说，第一传感器111和第二传感器112相对于递送模块120位于同一垂直线上，第一传感器111位于相对于递送模块120的上侧，而第二传感器112可以位于相对于递送模块120的下侧。因此，第二传感器112可以测量由第一传感器111感应出涡流的电池单体200中的阻抗。这里，涡流可以根据测量区域中的电阻而表现出测量值的差异。
同时，检查模块110还可以包括第一位置调整构件至第四位置调整构件113、114、117和118。这里，第一位置调整构件至第四位置调整构件113、114、117和118可以被配置为移动第一传感器111和第二传感器112的位置。
更具体地，第一位置调整构件113的一侧可以耦合到第一传感器111，并且第一位置调整构件113的另一侧可以通过位置固定螺栓115耦合到第三位置调整构件117。
另外，第二位置调整构件114的一侧可以耦合到第二传感器112，并且第二位置调整构件114的另一侧可以通过位置固定螺栓116耦合到第三位置调整构件117。
同时，第三位置调整构件117的一侧可以耦合到第一位置调整构件113和第二位置调整构件114，而另一侧可以通过位置固定螺栓119与第四位置调整构件118结合。
这里，第一位置调整构件113和第二位置调整构件114可与第三位置调整构件117的一侧间隔开预定距离并耦合到第三位置调整构件117。
第三位置调整构件117可以包括位于一侧的预定长度的滑动槽(未示出)，用于调整第一位置调整构件113的位置和第二位置调整构件114的位置。
换句话说，第三位置调整构件117可以在耦合到第一位置调整构件113的部分处包括第一滑动槽(未示出)。因此，第一位置调整构件可以在第一滑动槽的长度范围内沿着第一滑动槽在垂直方向上移动。
另外，第三位置调整构件117可以在耦合到第二位置调整构件114的部分处包括第二滑动槽(未示出)。因此，第二位置调整构件114可以在第二滑动槽的长度范围内沿着第二滑动槽在垂直方向上移动。
因此，第一位置调整构件113和第二位置调整构件114可以在控制器130的控制下分别沿着第三位置调整构件117的第一和第二滑动槽在垂直方向上移动。也就是说，控制器130分别在垂直方向上移动第一位置调整构件113和第二位置调整构件114，从而可以在逐个单体的基础上将第一传感器111和第二传感器112调整为相对于待检查的电池单体更近或更远。
另外，第一传感器111和第二传感器112的垂直方向移动可以通过第一位置调整构件113和第二位置调整构件114的位置固定螺栓115和116来固定。根据实施例，用户可以调整第一位置调整构件113和第二位置调整构件114的位置，并且然后拧紧与第三位置调整构件117耦合的位置固定螺栓115和116，从而固定第一传感器111和第二传感器112的移动。
同时，第四位置调整构件118可以通过位置固定螺栓119耦合到第三位置调整构件117。
更具体地，第四位置调整构件118可以包括具有预定长度的第三滑动槽，用于调整第三位置调整构件117的位置。因此，第三位置调整构件117可以在第三滑动槽的长度范围内沿着第三滑动槽在水平方向上移动。
另外，第四位置调整构件118还可以包括位置固定螺栓119。因此，用户可以通过第三滑动槽将第三位置调整构件117移动到期望的位置，并通过操纵位置固定螺栓119将第三位置调整构件117固定到第四位置调整构件118。因此，第三位置调整构件117可以固定耦合到第三位置调整构件117的第一传感器111和第二传感器112的水平移动。
图6是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的递送模块的平面图，图7是根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置中的递送模块的图像。
参照图6和图7，递送模块120可以将放入根据本发明的实施例的锂沉淀检查装置100的电池单体200朝向检查模块110传送。另外，递送模块120可以将检查的电池单体200传送到运出口。
当检查模块110测量被检查的电池单体的阻抗时，递送模块120可以将后续的电池单体传送到被检查的电池单体之前刚刚停留的位置。因此，后续的电池单体可能具有一定的等待检查时间。此后，当电池单体的检查结束并且电池单体移出检查区域时，递送模块120可以将后续的电池单体传送到检查区域中。因此，检查模块110可以测量电池单体的根据特定频率的阻抗。
另外，递送模块120可以通过稍后描述的控制器130来不同地控制检查区域内的特定电池单体的行进速度和检查区域外的电池单体的行进速度。例如，在检查区域内待测试的电池单体的行进速度可能慢于位于检查区域外的电池单体的行进速度。
递送模块120可以包括从电池单体的输入点延伸到运出点的传送模具121以及用于传送电池单体的传送装置122、123和124。
这里，传送模具121可以包括多个嵌套件126，其中电池单体200位于一个单元移动区段和相邻的单元移动区段之间。
嵌套件126可以是凹进传送模具121中以对应于电池单体的形状的接收槽，并且因此，电池单体200可以被安置在其中。因此，当递送模块120移动时，电池单体可以通过安置在嵌套件中来对准并从输入点运输到检查区域。
同时，传送装置122、123和124包括从传送模具121提升电池单体的提升单元122和在电池单体200的行进方向上传送提升单元122的驱动单元124。这里，驱动单元124可以以用于移动提升单元122的各种形式来实现。
提升单元122可以是通过液压或气压上下往复运动的气缸。
提升单元122可以以在平行于电池单体200的行进方向的方向延伸并具有预定长度的两个窄杆的形式设置。根据实施例，提升单元122可以在与传送模具121的纵向方向(电池单体的行进方向)平行的中心线上方和下方彼此间隔开。
提升单元122可以支撑电池单体200并传送电池单体200，同时随着驱动单元124移动而在电池单体200的行进方向上移动。
根据本发明的实施例的提升单元122可以包括用于吸附电池单体200的一个或多个吸附孔123。这里，吸附孔123的数量可以根据需要适当地调整。
提升单元122可以通过驱动单元124延伸和升高以吸附电池单体200，以便拾取电池单体200。
驱动单元124可以相对于传送模具121位于下表面上。驱动单元124可以穿过形成在传送模具121中的开口125并且根据来自稍后描述的控制器130的控制信号上升到传送模具121的顶部。然后，稍后描述的控制器130可以通过向吸附孔123施加真空来将电池单体200固定到提升单元122。
根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置提供包括吸附孔123的提升单元122，使得可以抑制通过提升单元122运输的电池单体200的振动，从而防止电池单体200在对准中被干扰或与提升单元122分离。因此，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置即使在电池单体的传送期间也能够以高可靠性测量阻抗值。然而，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置不限于通过吸附孔123施加真空而将电池单体200吸附到提升单元122的实施例，而是可以具有其中电池单体200可以被固定到提升单元122的各种形式。
同时，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的递送模块120可以包括多个单元移动区段，并且传送装置122、123和124可以来回行进一个单元移动区段或两个或更多个单元移动区段。
例如，传送装置122、123和124可以拾取放置在单元移动区段的起始点处的电池单体，并将其运输到相邻单元移动区段的起始点。此后，已经在单元移动区段中完成电池单体200的传送的传送装置122、123和124可以返回到单元移动区段的起始点。换句话说，递送模块120可以通过重复执行上述过程来顺序地传送多个电池单体200。
详细说明将待检查的电池单体200放入和取出根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置的过程，当电池单体被放入位于电池单体输入点的嵌套件中时，驱动单元124可以操作提升单元122。因此，提升单元122可以穿过传送模具121的开口125并且向上移动到传送模具121的顶部。
此后，提升到传送模具121的上部的提升单元122可以吸附安置于嵌套件126上的电池单体200。因此，可以防止电池单体200在传送期间从提升单元122分离或不对准，并且可以最小化由于检查期间的振动而引起的移动。通过提升单元122吸附电池单体200的方法不限于上述实施例，只要能够最小化传送期间的电池单体200的移动。
提升单元122被耦合到驱动单元124并且能够通过驱动单元124往复移动。
因此，吸附电池单体200的提升单元122可以通过驱动单元124在检查模块110被安装的方向上水平移动，同时保持升起状态。因此，由提升单元122支撑或吸附的电池单体200可以被一起传送。
提升单元122可以在将电池单体200传送到相邻的嵌套件126之后释放真空。此后，提升单元122可以与驱动单元124一起下降到传送模具121的下部并返回到其原来的位置。因此，一个电池单体200可以从一个单元移动区段传送到相邻的单元移动区段。
此后，根据本发明的实施例的递送模块120可以顺序地重复上述过程，以将电池单体200从入口传送到最靠近检查模块110的嵌套件126。
同时，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置还可以包括对准模块(未示出)，用于将安置在最靠近检查模块110的嵌套件126中的电池单体200对准。
对准模块可以在执行涡流检查之前立即对准电池单体200，从而提高检查的可靠性。
通过对准模块对准的电池单体200可以再次吸附到提升单元122。因此，在以特定频率感应出涡流的状态下，可以通过包括第一传感器111和第二传感器112的检查模块110来测量电池单体200的阻抗。
优选的是，电池单体200在检查模块110的检查区域内的行进速度是恒定的，以增加检查的准确度。另外，电池单体200在穿过检查区域期间的行进速度可以与位于检查区域外部的传送模具上的电池单体200的传送速度不同地控制。
此后，已经由检查模块110完成了阻抗测量的电池单体200可以通过传送装置122、123和124被运输到出口。
返回参照图2，控制器130电连接到检查模块110。因此，控制器130可以从检查模块110接收待检查的电池单体200的阻抗测量值，其中在特定频率下感应出涡流，以确定在电池单体200中锂是否沉积。更具体地，控制器130可以将从检查模块110接收的正在检查的电池单体200的涡流阻抗测量值与标准数据进行比较，以确定在电池单体200中锂是否沉积。这里，标准数据可以是通过测量其中锂沉淀的电池单体或其中锂未沉淀的电池单体的特定频率下的阻抗而获得的预先验证的数据。下面将详细描述使用标准数据确定被检查的电池单体中锂是否沉积的方法。
根据实验例的标准数据获取实验
以双向接头形式的电池容量为60Ah的袋型锂离子电池单体为目标，制备了通过CT测量确认没有发生锂镀层的4个新制造的电池单体和通过CT测量确认已经发生锂镀层的4个电池单体。
此后，使用电池单体的涡流传感器单独测量每个频率的电池单体的阻抗。
这里，电池单体被布置为使得正电极接线片和电极板之间的边界位于涡流传感器的中心，并且电池单体被固定以保持与涡流传感器的1mm间隙，并且然后测量电池单体的各自阻抗。
图8是本发明的第一实验例的当频率为3200Hz时的标准数据的阻抗测量图，图9是本发明的第二实验例的当频率为4000Hz时的标准数据的阻抗测量图，并且图10是根据本发明的比较例的当频率为8000Hz时的标准数据的阻抗测量图。
参照图8，当频率为3200Hz时，在复平面图上，其中锂沉淀的电池单体的测量阻抗值被聚集在象限1和2中，并且其中锂未沉淀的电池单体的测量阻抗数值被聚集在象限3和4中。换句话说，当频率为3200Hz时，其中锂沉积的电池单体的测量阻抗值可以被聚集在相对于第一线性分割线L1的上侧，并且其中锂未沉积的电池单体的测量阻抗值可以被聚集并定位在第一线性分割线L1的下侧。
另外，参照图9，当频率为4000Hz时，在复平面图上，其中锂沉淀的电池单体的测量阻抗值被聚集在象限3中，而其中锂未沉淀的电池单体的测量阻抗数值被聚集在象限1中。换句话说，当频率为4000Hz时，其中锂沉积的电池单体的测量阻抗值可能被聚集在相对于第二线性分割线L2的左侧，并且其中锂未沉积的电池单体的测量阻抗值可以被聚集并定位在第二线性分割线L2的右侧。
另一方面，参照图10，当频率为8000Hz时，可以看出锂沉淀电池单体的阻抗测量值和非锂沉淀电池单体的阻抗测量值是分散的而不是彼此聚集。因此，当频率为8000Hz时，不可能获得分割锂沉淀电池单体的阻抗测量值和非锂沉淀电池单体的阻抗测量值的线性分割线。
另外，虽然未图示，但除了8000Hz以外，在3190Hz～3210Hz的范围以外以及3990Hz～4010Hz的范围之外的频率下，锂沉淀电池单体的阻抗测量值和非锂沉淀电池单体的阻抗测量值是分散的而不是聚集的，因此很难使用分割线来使它们彼此区分。
因此，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置可以通过基于从预先在特定频率下测量的电池单体的阻抗的标准数据获得的分割线检查被检查的电池单体在特定频率范围内的阻抗测量值的位置来确定在电池单体中锂是否沉积。根据实施例，特定频率可以是3190Hz至3210Hz范围内或3990Hz至4010Hz范围内的任意一个值。
同时，控制器130可以控制检查模块110和传送装置122、123和124。控制器130可以被实现为与存储器组合的常规可编程电子计算机，用于控制多个电池单体200的传送和传送速度。根据实施例，控制器130可以被提供为执行存储在存储器中的至少一个程序命令的处理器。这里，处理器可以指中央处理模块(CPU)、图形处理模块(GPU)、或者在其上执行根据本发明的实施例的方法的专用处理器。
上面已经描述了根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置。在下文中，将描述关于用于检查锂沉淀的装置中的控制器的操作的根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的方法。
图11是根据本发明的实施例的检查锂沉淀方法的流程图。
参照图11，用于检查锂沉淀的装置中的控制器130可以将由递送模块120从外部输入的用于检查的电池单体传送到检查模块110(S100)。使用递送模块120将用于检查的电池单体传送到检查模块110的详细方法与上面关于用于检查锂沉淀的装置的描述相同，并且因此将省略。
此后，控制器130可以操作检查模块110的第一传感器111以在电池单体200中感应涡流(S200)。
更详细地，根据实施例，控制器130可以将特定频率的交流电施加到第一传感器111中的线圈。因此，可以在电池单体200周围形成磁场。这里，特定频率可以是从3190Hz到3210Hz的值中的任意一个，或者从3990Hz到4010Hz的值中的任意一个。
然后，控制器130可以将第一传感器111定位为靠近电池单体200。因此，由于电磁感应，可以在电池单体200周围生成感应电动势，并且涡流可以在阻碍磁场的方向上在电池单体200中流动。
控制器130可以使用靠近电池单体200定位的第二传感器112与第一传感器111一起测量感应出涡流的电池单体200的阻抗(S300)。
此后，当完成第二传感器112对电池单体200的阻抗的测量时，控制器130可以将靠近电池单体定位的第一传感器111和第二传感器112移动到初始位置以与电池单体200保持一定的距离。
另外，控制器130可将由第二传感器112获得的电池单体的测量阻抗值与标准数据进行比较(S400)。这里，标准数据可以是通过测量其中锂沉淀的电池单体或其中锂未沉淀的电池单体在特定频率下的阻抗而获得的预先验证的数据。这里，特定频率可以是与施加到第一传感器中的线圈的特定频率相同的值。
因此，控制器130可以确定电池单体中的锂是否沉淀(S500)。
根据实施例，控制器130可以将从第二传感器112获得的电池单体的阻抗测量值与标准数据实时比较，以实时确定在电池单体中锂是否沉积。
根据另一实施例，控制器130可以根据用户设置的预定标准收集从第二传感器112获得的电池单体的阻抗测量值。此后，控制器130可以将收集的多个电池单体的阻抗测量值与标准数据进行比较，以确定在每个电池单体中锂是否沉积。例如，预定标准可以是时间或者由第二传感器测量其阻抗的电池单体的数量。
更详细地描述用于确定在电池单体中锂是否沉淀的方法，根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置可以预先获取从预先测量的每个频率的标准数据中获得的对应频率处的分割线。例如，分割线可以是在特定频率的标准数据中分割锂沉淀的电池单体的第一聚集数据和非锂沉淀的电池单体的第二聚集数据的线性参照线。
此后，用于检查锂沉淀的装置可以通过使用在特定频率下测量的电池单体的阻抗测量值和在特定频率下预先获得的分割线来确定在电池单体中锂是否沉积。
根据实施例，用于检查锂沉淀的装置可以在复平面上实时显示根据特定频率的涡流的阻抗测量值。另外，用于检查锂沉淀的装置可以在复平面上显示从与特定频率对应的标准数据获得的分割线。
此后，用于检查锂沉淀的装置可以将位于复平面上的电池单体的实时阻抗测量值的位置相对于分割线与第一聚集数据和第二聚集数据的位置进行比较。
这里，当复平面上的电池单体的阻抗测量值存在于相对于分割线的第一聚集数据所在的点时，用于检查锂沉淀的装置可以确定在电池单体中锂沉淀。
另一方面，如果基于分割线的复平面上的电池单体的阻抗测量值存在于相对于分割线的第二聚集数据所在的点处，则用于检查锂沉淀的装置可以确定在电池单体中锂没有沉淀。
根据另一实施例，用于检查锂沉淀的装置可以在复平面上显示根据预定标准收集的、根据特定频率的涡流的多个阻抗测量值。另外，用于检查锂沉淀的装置可以在复平面上显示从与对应频率对应的标准数据获得的分割线。
此后，用于检查锂沉淀的装置可以分析位于复平面上的多个电池单体的阻抗测量数据的位置。例如，用于检查锂沉淀的装置可以确定测量数据是否形成聚集。此后，用于检查锂沉淀的装置可以基于分割线或具有与分割线相同的斜率的任意参照线来检查复平面上的聚集测量数据是否位于与标准数据的第一聚集数据和第二聚集数据相似的位置。这里，基于分割线，当复平面上的电池单体的阻抗测量值存在于第一聚集数据所位于的点时，用于检查锂沉淀的装置可以确定在电池单体中锂沉淀。
上面已经描述了根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的方法。此后，将详细描述使用根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置来执行的电池单体的锂沉淀检查实验。
根据本发明的实验例的锂沉淀检查实验
使用根据本发明的实施例的包括线圈型磁传感器作为第一传感器和涡流传感器作为第二传感器的用于检查锂沉淀的装置，检查具有60Ah电池容量的双向接线片形式的袋型锂离子电池单体的锂沉淀。
这里，虽然电池单体的正电极接线片和电极板之间的边界被放置在涡流传感器的中心，并且电池单体的边界和涡流传感器之间的距离被固定为保持1mm的间隔，且将第一传感器的频率调整为3200Hz、4000Hz、以及8000Hz，分别测量各个频率下的电池单体的阻抗。
随后，作为检查的结果，针对被确定为没有锂沉淀的四个电池单体和被确定为具有锂沉淀的四个电池单体获得的实验数据以及对应频率下的标准数据被显示在单个复平面上并进行比较。
图12是根据本发明的第三实验例的当频率为3200Hz时的标准数据与实验数据的阻抗测量图，图13是本发明的第四实验例的当频率为4000Hz时的标准数据与实验数据的阻抗测量图，并且图14是根据本发明的第五实验例的当频率为8000Hz时的标准数据和实验数据的阻抗测量图。
参照图12，当频率为3200Hz时，基于预先获得的第一分割线L1，将在复平面上的由第二传感器测量的实验数据分类并且定位为第一实验数据和第二实验数据的聚集形式。
这里，第一实验数据是确定锂沉淀的四个电池单体的阻抗测量数据，并且第二实验数据是确定锂没有沉淀的四个电池单体的阻抗测量数据。
换句话说，确认了电池单体的阻抗测量数据根据锂是否沉淀而具有聚集形式。
此后，将预先获取的在频率为3200Hz处的标准数据绘制在复平面上，并且比较第一实验数据和第二实验数据的聚集位置。
作为比较的结果，确认第一实验数据和第一标准数据聚集在相对于第一分割线L1位于上侧的第一象限和第二象限中，并且第二实验数据和第二标准数据聚集在位于第一分割线L1的下侧的第三象限和第四象限中。
此外，参照图13，将预先获取的在频率为4000Hz处的标准数据绘制在同一复平面上，并对第一实验数据和第二实验数据进行比较。
作为比较的结果，确认第一实验数据和第一标准数据聚集在位于第二分割线L2的左侧的第三象限中，并且第二实验数据和第二标准数据聚集在位于第二分割线L2的右侧的第一象限中。
同时，参照图14，确认了频率为8000Hz的复平面上的第一实验数据和第二实验数据没有表现出任何聚集。
因此，可以确认根据本发明的实施例和实验例的用于检查锂沉淀的装置能够在特定频率范围内对电池单体进行锂沉淀(锂镀层)的无损检查。
在上文中，已经描述了根据本发明的实施例的用于检查电池单体中的锂沉淀的装置和方法。
根据本发明的实施例的用于检查锂沉淀的装置和方法在待检查的电池单体周围形成磁场以感应出涡流，并将测量的电池单体的阻抗与标准数据进行比较以检测电池单体中的锂镀层，从而提供高稳定性和可靠性。
根据本发明的实施例的方法的操作可以被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读程序或代码。计算机可读记录介质包括其中存储计算机系统可读的数据的所有类型的记录设备。另外，计算机可读记录介质可以以分布式方式分布在网络连接的计算机系统中以存储和执行计算机可读程序或代码。
另外，计算机可读记录介质可以包括专门被配置用于存储和执行程序指令的硬件设备，诸如ROM、RAM、闪存等。程序指令可以包括不仅诸如由编译器生成的机器语言代码，而且还包括可以由计算机通过使用解释器等来执行的高级语言代码。
尽管已经在装置的上下文中描述了本发明的一些方面，但是其也可以表示根据对应方法的描述，其中框或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法的上下文中描述的方面也可以表示对应块或项或对应装置的特征。一些或所有方法步骤可以通过(或使用)诸如例如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件设备来执行。在一些实施例中，一个或多个最重要的方法步骤可以由这样的装置来执行。
在上文中，已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求中描述的本发明的精神和领域的范围内，可以对本发明进行各种修正和改变。

Claims (18)

1.一种用于使用涡流检查至少一个电池单体中的锂镀层的装置，所述装置包括：
检查模块，所述检查模块包括用于在所述至少一个电池单体中感应出涡流的第一传感器和用于测量在其中感应出所述涡流的所述至少一个电池单体的阻抗的第二传感器；以及
控制器，所述控制器被配置为通过将由所述第二传感器测量的所述阻抗的测量值与标准数据进行比较来确定在所述至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层；
其中，所述第一传感器和所述第二传感器以其中线圈缠绕在磁化构件上的形式被设置，
其中，所述第一传感器通过向所述线圈施加特定预定频率的交流电(AC)以形成磁场来在所述电池单体中感应出涡流，以及
其中，所述第二传感器测量所述至少一个电池单体在所述特定预定频率下的阻抗。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括递送模块，所述递送模块用于将从外部输入的所述至少一个电池单体递送到所述检查模块。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一传感器相对于所述递送模块位于上侧，并且所述第二传感器相对于所述递送模块位于下侧，并且
其中，所述第一传感器和所述第二传感器相对于所述递送模块位于同一垂直线上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述特定频率具有与3190Hz至3210Hz之间的任意一个值对应的值。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述特定频率具有与3990Hz至4010Hz之间的任意一个值对应的值。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述标准数据是通过测量锂沉积的电池单体或锂未沉积的电池单体在所述特定频率下的阻抗来获得的预先验证的数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述控制器被配置为基于分割线将在复平面上的由所述第二传感器测量的所述电池单体的阻抗值的位置与第一聚集数据和第二聚集数据的位置进行比较，所述分割线将在所述复平面上表达的所述标准数据分割为所述第一聚集数据和所述第二聚集数据，以确定在所述电池单体中锂是否沉积，
其中，所述第一聚集数据是在锂沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据，并且
其中，所述第二聚集数据是在锂未沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电池单体是袋型锂二次电池单体。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电池单体被用在能量存储系统(ESS)中。
10.一种使用检查模块来检查至少一个电池单体中的锂镀层的方法，所述检查模块包括第一传感器和第二传感器，在所述第一传感器和所述第二传感器中线圈缠绕在磁化构件上，所述方法包括：
将特定预定频率的交流电(AC)施加到所述第一传感器中的线圈以形成磁场并在所述至少一个电池单体中感应出涡流；
使用所述第二传感器测量所述至少一个电池单体在所述特定预定频率下的阻抗；以及
通过将由所述第二传感器测量的测量阻抗值与标准数据进行比较来确定在所述至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括使用递送模块将所述至少一个电池单体递送到所述检查模块。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一传感器相对于所述递送模块位于上侧，
其中，所述第二传感器相对于所述递送模块位于下侧，并且
其中，所述第一传感器和所述第二传感器相对于所述递送模块位于同一垂直线上。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述特定频率具有与3190Hz至3210Hz之间的任意一个值对应的值。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述特定频率具有与3990Hz至4010Hz之间的任意一个值对应的值。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述标准数据是通过测量锂沉积的电池单体或锂未沉积的电池单体在所述特定频率下的阻抗来获得的预先验证的数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，确定所述至少一个电池单体中是否已经发生锂镀层包括：
基于分割线将在复平面上的由所述第二传感器测量的所述电池单体的阻抗值的位置与第一聚集数据和第二聚集数据的位置进行比较，所述分割线将在所述复平面上表达的所述标准数据分割为所述第一聚集数据和所述第二聚集数据，以确定在所述电池单体中锂是否沉积，
其中，所述第一聚集数据是在锂沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据，并且
其中，所述第二聚集数据是在锂未沉积的至少一个电池单体中测量的至少一个数据。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电池单体是袋型锂二次电池单体。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电池单体被用在能量存储系统(ESS)中。
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