ES3053939T3 - Device and method for inspecting lithium precipitation in battery cell - Google Patents

Device and method for inspecting lithium precipitation in battery cell

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ES3053939T3
ES3053939T3 ES23775265T ES23775265T ES3053939T3 ES 3053939 T3 ES3053939 T3 ES 3053939T3 ES 23775265 T ES23775265 T ES 23775265T ES 23775265 T ES23775265 T ES 23775265T ES 3053939 T3 ES3053939 T3 ES 3053939T3
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Su Hyun Yun
Hyo Sun An
Bum Young Jung
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Abstract

Un dispositivo y un método para inspeccionar la precipitación de litio en una celda de batería, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, comprenden formar un campo magnético alrededor de una celda de batería que se está inspeccionando, induciendo de este modo una corriente de Foucault, y luego comparar un valor de medición de impedancia de la celda de batería con datos estándar para detectar si se ha producido precipitación de litio en la celda de batería, y por lo tanto la presente invención tiene alta estabilidad y confiabilidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Dispositivo y método para inspeccionar la deposición de litio en una celda de batería
[0003] Campo técnico
[0004] Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2022-0035169 presentada ante la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea el 22 de marzo de 2022 y la solicitud de patente coreana n.° 10-2023-0034950 presentada ante la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea el 17 de marzo de 2023.
[0005] La presente invención se refiere a un aparato y un método para inspeccionar la deposición de litio en una celda de batería y, más particularmente, a un aparato y un método para inspeccionar la deposición de litio en una celda de batería para inspeccionar si se ha depositado litio en el interior de una celda de batería secundaria usando corriente de Foucault.
[0006] Antecedentes de la técnica
[0007] A medida que aumentan los precios de las fuentes de energía debido al agotamiento de los combustibles fósiles y que aumenta el interés sobre la contaminación ambiental, la demanda de fuentes de energía alternativas respetuosas con el medio ambiente se ha convertido en un factor indispensable para el futuro. En particular, a medida que aumenta el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles, también aumenta rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuente de energía.
[0008] Típicamente, en términos de forma de batería, hay mucha demanda de baterías secundarias prismáticas y baterías secundarias de tipo bolsa que puedan aplicarse a productos tales como teléfonos móviles con un grosor fino y, en términos de materiales, la demanda de baterías secundarias de litio, tales como las baterías de iones de litio y las baterías de polímero de iones de litio con alta densidad de energía, tensión de descarga y estabilidad de salida, es alta.
[0009] Entre ellas, una batería secundaria de litio de tipo bolsa tiene el problema de que se puede reducir la seguridad de la batería por un cortocircuito interno provocado por el deposición de litio local que se produce dentro de la batería. El documento JP2021077570A divulga un aparato de determinación que comprende un dispositivo de medición que mide la impedancia de corriente alterna de una batería secundaria. Un controlador determina la presencia o ausencia de deposición de litio. Un dispositivo de medición calcula la resistencia de reacción de electrodo negativo de la batería secundaria basándose en la característica de frecuencia específica entre las características de la impedancia de corriente alterna de la batería secundaria. El controlador determina la deposición de litio, cuando la resistencia de reacción de electrodo negativo cae por unidad de tiempo durante la carga de la batería secundaria más de un valor predeterminado.
[0010] Por consiguiente, es necesario desarrollar una solución para el diagnóstico de si se ha depositado litio en una batería secundaria de litio de tipo bolsa.
[0011] Descripción detallada de la invención
[0012] Problema técnico
[0013] Para obviar uno o más problemas de la técnica relacionada, realizaciones de la presente divulgación proporcionan un aparato para inspeccionar la deposición de litio con alta fiabilidad.
[0014] Para obviar uno o más problemas de la técnica relacionada, realizaciones de la presente divulgación también proporcionan un método para inspeccionar la deposición de litio con alta fiabilidad.
[0015] Solución técnica
[0016] Con el fin de lograr el objetivo de la presente divulgación, un aparato para inspeccionar la deposición de litio en una celda de batería puede comprender: un módulo de inspección que incluye un primer sensor para inducir una corriente de Foucault en la al menos una celda de batería y un segundo sensor para medir la impedancia de la al menos una celda de batería en la que se induce la corriente de Foucault; y un controlador configurado para determinar si se ha producido deposición de litio o no en la al menos una celda de batería comparando un valor medido de la impedancia medida por el segundo sensor con datos estándar; en donde el primer sensor y el segundo sensor están provistos en una forma en la que una bobina se enrolla alrededor de un miembro magnetizante, en donde el primer sensor induce corriente de Foucault en la celda de batería aplicando una corriente alterna (CA) de una frecuencia predefinida específica a la bobina para formar un campo magnético, y en donde el segundo sensor mide una impedancia en la frecuencia predefinida específica para la al menos una celda de batería.
[0017] El aparato puede incluir además un módulo de transporte para transportar la al menos una entrada de celda de batería desde el exterior al módulo de inspección.
[0018] El primer sensor está ubicado sobre el lado superior con respecto al módulo de transporte y el segundo sensor está ubicado sobre el lado inferior con respecto al módulo de transporte, y en donde el primer sensor y el segundo sensor están ubicados sobre una misma línea vertical con respecto al módulo de transporte.
[0019] La frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3190 Hz y 3210 Hz.
[0020] La frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3990 Hz y 4010 Hz.
[0021] Los datos estándar son datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia a una frecuencia específica para una celda de batería en la que se deposita litio o para una celda de batería en la que no se deposita litio.
[0022] El controlador está configurado para comparar una posición de un valor de impedancia de la celda de batería medido por el segundo sensor sobre un plano complejo con posiciones de los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster basándose en una línea divisoria que divide los datos estándar expresados en el plano complejo en primeros datos de clúster y segundos datos de clúster, a fin de determinar si se deposita litio en la celda de batería, en donde los primeros datos de clúster son al menos datos medidos en al menos una celda de batería en la que se deposita litio, y en donde los segundos datos de clúster son al menos datos medidos en al menos una celda de batería en la que no se deposita litio.
[0023] La celda de batería es una celda de batería secundaria de litio de tipo bolsa.
[0024] La celda de batería se usa en un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
[0025] Con el fin de lograr el objetivo de la presente divulgación, un método para inspeccionar la deposición de litio sobre la celda de batería usando un módulo de inspección que incluye un primer sensor y un segundo sensor en el que se enrolla una bobina alrededor de un miembro magnetizante puede comprender: aplicar una corriente alterna (CA) de una frecuencia predefinida específica a una bobina en el primer sensor para formar un campo magnético e inducir corriente de Foucault en la al menos una celda de batería; medir la impedancia de la al menos una celda de batería en la frecuencia predefinida específica usando el segundo sensor; y determinar si se ha producido o no deposición de litio en la al menos una celda de batería comparando un valor de impedancia medido que se mide por el segundo sensor con datos estándar.
[0026] El método puede incluir además transportar la al menos una celda de batería al módulo de inspección usando un módulo de transporte.
[0027] El primer sensor está ubicado sobre el lado superior con respecto al módulo de transporte, en donde el segundo sensor está ubicado sobre el lado inferior con respecto al módulo de transporte y en donde el primer sensor y el segundo sensor están ubicados sobre una misma línea vertical con respecto al módulo de transporte.
[0028] La frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3190 Hz y 3210 Hz.
[0029] La frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3990 Hz y 4010 Hz.
[0030] Los datos estándar son datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia a una frecuencia específica para una celda de batería en la que se deposita litio o para una celda de batería en la que no se deposita litio.
[0031] La determinación de si se ha producido deposición de litio o no en al menos una celda de batería incluye comparar una posición de un valor de impedancia de la celda de batería medido por el segundo sensor sobre un plano complejo con posiciones de los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster basándose en una línea divisoria que divide los datos estándar expresados en el plano complejo en primeros datos de clúster y segundos datos de clúster, a fin de determinar si se deposita litio en la celda de batería, en donde los primeros datos de clúster son al menos datos medidos en al menos una celda de batería en la que se deposita litio, y en donde los segundos datos de clúster son al menos datos medidos en al menos una celda de batería en la que no se deposita litio.
[0032] La celda de batería es una celda de batería secundaria de litio de tipo bolsa.
[0033] La celda de batería se usa en un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
[0034] Efectos ventajosos
[0035] Según realizaciones de la presente divulgación, un aparato y un método para inspeccionar la deposición de litio forma un campo magnético alrededor de una celda de batería que se va a inspeccionar para inducir una corriente de Foucault y compara la impedancia medida de la celda de batería con datos estándar para detectar el deposición de litio en la celda de batería, proporcionando de este modo alta estabilidad y fiabilidad.
[0036] Breve descripción de los dibujos
[0037] La figura 1 es una vista en planta de un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0038] La figura 2 es un diagrama de bloques de un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0039] La figura 3 es un diagrama de diseño de un módulo de inspección en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0040] La figura 4 es una vista en sección transversal de un primer sensor y un segundo sensor en un módulo de inspección según realizaciones de la presente invención.
[0041] La figura 5 es un diagrama conceptual para explicar el principio de inducción de corriente de Foucault de una celda de batería según realizaciones de la presente invención.
[0042] La figura 6 es una vista en planta de un módulo de transporte en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0043] La figura 7 es una imagen de un módulo de transporte en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0044] La figura 8 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 3200 Hz según un primer ejemplo experimental de la presente invención.
[0045] La figura 9 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 4000 Hz según un segundo ejemplo experimental de la presente invención.
[0046] La figura 10 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 8000 Hz según un ejemplo comparativo de la presente invención.
[0047] La figura 11 es un diagrama de flujo de un método para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0048] La figura 12 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 3200 Hz según un tercer ejemplo experimental de la presente invención.
[0049] La figura 13 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 4000 Hz según un cuarto ejemplo experimental de la presente invención.
[0050] La figura 14 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 8000 Hz según un quinto ejemplo experimental de la presente invención.
[0051] 100: un aparato para inspeccionar la deposición de litio 110: módulo de inspección
[0052] 111: primer sensor 112: segundo sensor
[0053] 120: módulo de transporte 121: matriz de transporte
[0054] 122: unidad de elevación 123: orificio de absorción
[0055] 124: unidad de accionamiento 125: abertura
[0056] 126: nido 130: controlador
[0057] Mejor modo
[0058] La presente invención puede modificarse de diversas formas y tiene diversas realizaciones y realizaciones específicas de la misma se muestran a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle a continuación. Sin embargo, debería entenderse que no hay ningún intento por limitar la presente invención a las realizaciones específicas. Los números de referencia similares se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción de las figuras.
[0059] Se entenderá que, a pesar de que los términos tales como primero, segundo, A, B y similares pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, estos elementos no deben estar limitados por estos términos. Estos términos solo se usan para distinguir un elemento de otro. Por ejemplo, un primer elemento podría denominarse un segundo elemento y, de la misma manera, un segundo elemento podría denominarse un primer elemento, sin desviarse del alcance de la presente invención. Como se usa en el presente documento, el término "y/o" incluye combinaciones de una pluralidad de artículos enumerados asociados o cualquiera de la pluralidad de artículos enumerados asociados.
[0060] Se entenderá que cuando se hace referencia a que un elemento está "acoplado" o "conectado" a otro elemento, puede acoplarse o conectarse directamente al otro elemento o puede estar presente un elemento intermedio. A diferencia de ello, cuando se hace referencia a que un elemento está "directamente acoplado" o "directamente conectado" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes.
[0061] Los términos usados en la presente solicitud se usan únicamente para describir realizaciones específicas y no está previsto que limiten la presente invención. Una forma singular incluye una forma plural si no tiene un significado claramente opuesto en el contexto. En la presente solicitud, debería entenderse que el término "incluir" o "tener" indica que está presente una característica, un número, una etapa, una operación, un componente, una parte o la combinación de los mismos descritos en la memoria descriptiva, pero no excluye una posibilidad de presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, componentes, partes o combinaciones de los mismos, por adelantado.
[0062] A menos que se defina lo contrario, todos los términos usados en el presente documento, incluyendo los términos técnicos y científicos, tienen los mismos significados que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Se entenderá además que los términos, tales como los definidos en los diccionarios de uso común, deben interpretarse como que tienen significados que son coherentes con sus significados en el contexto de la técnica relevante y no se interpretarán en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que se defina expresamente en el presente documento.
[0063] El aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención puede detectar si se deposita localmente litio en una región en el interior de una celda de batería usando corriente de Foucault. En este caso, la celda de batería puede ser una batería secundaria de litio de tipo bolsa para un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
[0064] En general, las baterías secundarias de litio pueden clasificarse según una estructura de un conjunto de electrodos que tiene una estructura cátodo/separador/ánodo. Por ejemplo, una batería secundaria de litio puede clasificarse como que tiene un conjunto de electrodos de rollo de gelatina (tipo bobinado) que tiene una estructura en la que los electrodos positivos (ánodo) y los electrodos negativos (cátodo) en forma de lámina larga están enrollados con un separador interpuesto entre ellos, un conjunto de electrodos de tipo apilado (tipo pila) en el que una pluralidad de ánodos y cátodos cortados en unidades de un tamaño predeterminado están apilados secuencialmente con un separador interpuesto entre ellos o un conjunto de electrodos de tipo apilado/plegado que tiene una estructura de bobinado de biceldas o celdas completas, en la que los electrodos positivo y negativo de una unidad predeterminada están apilados con un separador interpuesto entre ellos.
[0065] Recientemente, una batería de tipo bolsa que tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos de tipo pila o tipo pila/bolsa está incrustado en una carcasa de batería de tipo bolsa de una lámina laminada de aluminio ha atraído mucha atención debido a su bajo coste de fabricación, bajo peso, fácil deformación de forma, etc. y, por tanto, el uso de la batería de tipo bolsa está aumentando constantemente.
[0066] En general, una batería secundaria de litio de tipo bolsa está configurada para incluir un conjunto de electrodos, extendiéndose lengüetas de electrodo desde el conjunto de electrodos, cables de electrodo soldados a las lengüetas de electrodo y una carcasa de batería que aloja el conjunto de electrodos.
[0067] En este caso, el conjunto de electrodos es un dispositivo de generación de potencia en el que un electrodo positivo y un electrodo negativo están apilados secuencialmente con un separador interpuesto entre los mismos y tiene una estructura apilada o apilada/plegada. Además, las lengüetas de electrodo pueden extenderse desde cada placa de electrodo del conjunto de electrodos y el cable de electrodo puede conectarse eléctricamente a una pluralidad de lengüetas de electrodo que se extienden desde cada placa de electrodo mediante soldadura. Entretanto, una porción de la carcasa de batería está expuesta al exterior y una película aislante puede unirse a una porción de las superficies superior e inferior del cable de electrodo para aumentar el sellado con la carcasa de batería y al mismo tiempo asegurar el aislamiento eléctrico.
[0068] En general, una carcasa de batería está hecha de una lámina laminada de aluminio, proporciona un espacio de almacenamiento para alojar un conjunto de electrodos y tiene una forma de bolsa en su totalidad. En este caso, en un caso del conjunto de electrodos apilados, el extremo superior de la carcasa de batería está separado del conjunto de electrodos de modo que la pluralidad de lengüetas de electrodo positivo y la pluralidad de lengüetas de electrodo negativo pueden estar acopladas al cable de electrodo.
[0069] De alguna manera, la seguridad de la batería secundaria de litio puede deteriorarse cuando se deposita litio en cualquier región dentro de la celda de batería. Entre ellas, una batería secundaria de litio de tipo bolsa tiene la desventaja de que es difícil confirmar si se deposita litio o no desde el exterior por que el electrodo, la lengüeta de electrodo y la parte de soldadura están alojadas en el interior de la carcasa de batería como se ha descrito anteriormente.
[0070] A continuación, un aparato para detectar el deposición de litio que es capaz de determinar fácilmente la presencia o ausencia de deposición de litio en una batería secundaria de tipo bolsa usando corriente de Foucault se describirá en más detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
[0071] La figura 1 es una vista en planta de un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención, la figura 2 es un diagrama de bloques de un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención y la figura 3 es un diagrama de diseño de un módulo de inspección en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0072] Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, el aparato para inspeccionar la deposición de litio 100 puede incluir un módulo de inspección 110, un módulo de transporte 120 y un controlador 130.
[0073] El módulo de inspección 110 puede incluir un primer sensor 111 y un segundo sensor 112 para medir la impedancia de la celda de batería 200 en la que se induce corriente de Foucault a una frecuencia específica.
[0074] El módulo de transporte 120 puede transportar al menos una celda de batería 200 que se va a probar, que se introduce desde el exterior al módulo de inspección 110 para inspeccionar si el litio está precipitado o no.
[0075] Además, el controlador 130 puede controlar las operaciones del módulo de inspección 110 y el módulo de transporte 120, y determinar si el litio está depositado o no en la celda de batería 200 objetivo de prueba basándose en un valor de medición de impedancia obtenido a partir del módulo de inspección 110.
[0076] La figura 4 es una vista en sección transversal de un primer sensor y un segundo sensor en un módulo de inspección según realizaciones de la presente invención.
[0077] Haciendo referencia a la figura 4, el módulo de inspección 110 puede incluir un primer sensor 111 y un segundo sensor 112. Según la realización, el primer sensor 111 y el segundo sensor 112 pueden estar formados en una estructura en la que una bobina está enrollada alrededor de un miembro magnetizante (no mostrado) que tiene un magnetismo. En este caso, el diámetro de la bobina puede ser de 0,5 a 10 mm. Por ejemplo, cuando el diámetro de la bobina es inferior a 0,5 mm, un valor de medición de impedancia medido por el segundo sensor 112 que se va a describir posteriormente puede ser bajo. Por el contrario, cuando el diámetro de la bobina supera los 10 mm, puede generarse ruido en el valor de medición de impedancia medido por el segundo sensor 112 y, por tanto, puede deteriorarse la fiabilidad. Por consiguiente, con el fin de determinar si se deposita litio o no dentro de la celda de batería 200, un usuario puede seleccionar un diámetro de bobina óptimo ajustando de manera apropiada el diámetro de la bobina dentro del intervalo numérico descrito anteriormente.
[0078] Además, el módulo de inspección 110 puede incluir además una carcasa C para proteger el primer sensor 111 y el segundo sensor 112. Por ejemplo, la carcasa C puede estar provista en una forma cilíndrica con un extremo cerrado y el otro abierto. En este caso, un extremo puede ser un extremo colocado cerca de un objeto que se va a inspeccionar.
[0079] La figura 5 es un diagrama conceptual para explicar el principio de inducción de corriente de Foucault de una celda de batería según realizaciones de la presente invención.
[0080] Haciendo referencia a la figura 5, el primer sensor 111 puede ser un sensor para inducir una corriente de Foucault en la celda de batería 200 que se va a inspeccionar.
[0081] Más específicamente, según las realizaciones, cuando se aplica una corriente alterna a una frecuencia específica a la bobina por el controlador 130 que se va a describir posteriormente, puede formarse un campo magnético alrededor de la bobina del primer sensor 111. Por ejemplo, la frecuencia específica puede ser un valor cualquiera de entre 3190 Hz y 3210 Hz o un valor cualquiera de entre 3990 Hz y 4010 Hz.
[0082] Posteriormente, cuando la celda de batería 200 que se va a inspeccionar está ubicada dentro de un área de campo magnético por el módulo de transporte 120 que se va a describir posteriormente, puede generarse una fuerza electromotriz inducida en la celda de batería 200 debido a inducción electromagnética. Por consiguiente, una corriente de Foucault que perturba el campo magnético puede fluir a través de la celda de batería 200.
[0083] Haciendo referencia de nuevo a las figuras 3 y 4, el segundo sensor 112 puede estar colocado sobre una línea vertical correspondiente al primer sensor 111 con respecto al módulo de transporte 120. En otras palabras, el primer sensor 111 y el segundo sensor 112 están ubicados sobre la misma línea vertical con respecto al módulo de transporte 120, el primer sensor 111 está ubicado en el lado superior con respecto al módulo de transporte 120 y el segundo sensor 112 puede estar ubicado en el lado inferior con respecto al módulo de transporte 120. Por consiguiente, el segundo sensor 112 puede medir la impedancia en la celda de batería 200 en la que la corriente de Foucault está inducida por el primer sensor 111. En este caso, las corrientes de Foucault pueden mostrar una diferencia en los valores medidos según la resistencia en el área de medición.
[0084] Entretanto, el módulo de inspección 110 puede incluir además del primer a cuarto miembros de ajuste de posición 113, 114, 117 y 118. En este caso, el primer a cuarto miembros de ajuste de posición 113, 114, 117 y 118 pueden estar configurados para mover las posiciones del primer sensor 111 y el segundo sensor 112.
[0085] Más específicamente, un lado del primer miembro de ajuste de posición 113 puede estar acoplado al primer sensor 111 y el otro lado del primer miembro de ajuste de posición 113 puede estar acoplado al tercer miembro de ajuste de posición 117 por un perno de fijación de posición 115.
[0086] Además, un lado del segundo miembro de ajuste de posición 114 puede estar acoplado al segundo sensor 112 y el otro lado del segundo miembro de ajuste de posición 114 puede estar acoplado al tercer miembro de ajuste de posición 117 por un perno de fijación de posición 116.
[0087] Entretanto, un lado del tercer miembro de ajuste de posición 117 puede estar acoplado al primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114, y el otro lado puede estar combinado con el cuarto miembro de ajuste de posición 118 por un perno de fijación de posición 119.
[0088] En este caso, el primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114 pueden estar separados de un lado del tercer miembro de ajuste de posición 117 una distancia predeterminada y acoplados al mismo.
[0089] El tercer miembro de ajuste de posición 117 puede incluir una ranura deslizante (no mostrada) de una longitud predeterminada en un lado para ajustar una posición del primer miembro de ajuste de posición 113 y una posición del segundo miembro de ajuste de posición 114.
[0090] En otras palabras, el tercer miembro de ajuste de posición 117 puede incluir una primera ranura deslizante (no mostrada) en una parte acoplada al primer miembro de ajuste de posición 113. Por consiguiente, el primer miembro de ajuste de posición puede moverse en una dirección vertical a lo largo de la primera ranura deslizante dentro de un intervalo de longitud de la primera ranura deslizante.
[0091] Además, el tercer miembro de ajuste de posición 117 puede incluir una segunda ranura deslizante (no mostrada) en una parte acoplada al segundo miembro de ajuste de posición 114. Por consiguiente, el segundo miembro de ajuste de posición 114 pueden moverse en una dirección vertical a lo largo de la segunda ranura deslizante dentro de un intervalo de longitud de la segunda ranura deslizante.
[0092] Por tanto, el primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114 pueden moverse en una dirección vertical, respectivamente, a lo largo de la primera y segunda ranuras deslizantes del tercer miembro de ajuste de posición 117 bajo el control del controlador 130. En otras palabras, el controlador 130 mueve el primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114 en una dirección vertical, respectivamente, de modo que el primer sensor 111 y el segundo sensor 112 pueden estar ajustados para estar más cerca o más lejos de una celda de batería que se va a inspeccionar en una base de celda a celda.
[0093] Además, los movimientos en dirección vertical del primer sensor 111 y el segundo sensor 112 pueden estar fijados por los pernos de fijación de posición 115 y 116 del primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114. Según una realización, un usuario puede ajustar la posición del primer miembro de ajuste de posición 113 y el segundo miembro de ajuste de posición 114 y a continuación apretar los pernos de fijación de posición 115 y 116 que están acoplados con el tercer miembro de ajuste de posición 117, fijando de este modo los movimientos del primer sensor 111 y el segundo sensor 112.
[0094] Entretanto, el cuarto miembro de ajuste de posición 118 puede estar acoplado al tercer miembro de ajuste de posición 117 por un perno de fijación de posición 119.
[0095] Más específicamente, el cuarto miembro de ajuste de posición 118 puede incluir una tercera ranura deslizante que tiene una longitud predeterminada para ajustar una posición del tercer miembro de ajuste de posición 117. Por consiguiente, el tercer miembro de ajuste de posición 117 puede moverse en una dirección horizontal a lo largo de la tercera ranura deslizante dentro de un intervalo de longitud de la tercera ranura deslizante.
[0096] Además, el cuarto miembro de ajuste de posición 118 puede incluir además un perno de fijación de posición 119. Por consiguiente, un usuario puede mover el tercer miembro de ajuste de posición 117 a una posición deseada a través de la tercera ranura deslizante, y fijar el tercer miembro de ajuste de posición 117 al cuarto miembro de ajuste de posición 118 manipulando el perno de fijación de posición 119. Por consiguiente, el tercer miembro de ajuste de posición 117 puede fijar el movimiento horizontal del primer sensor 111 y el segundo sensor 112 acoplado al tercer miembro de ajuste de posición 117.
[0097] La figura 6 es una vista en planta de un módulo de transporte en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención y la figura 7 es una imagen de un módulo de transporte en un aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0098] Haciendo referencia a las figuras 6 y 7, el módulo de transporte 120 puede transferir la celda de batería 200 que se pone en el aparato de inspección de deposición de litio 100 según realizaciones de la presente invención hacia el módulo de inspección 110. Además, el módulo de transporte 120 puede transferir la celda de batería 200 inspeccionada a un puerto de salida.
[0099] Mientras que el módulo de inspección 110 mide la impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar, el módulo de transporte 120 puede transferir una siguiente celda de batería a una posición donde la celda de batería que se va a inspeccionar estaba detenida inmediatamente antes. Por consiguiente, la siguiente celda de batería puede tener un determinado tiempo de espera para inspección. A continuación, cuando termina la inspección de la celda de batería y la celda de batería se mueve fuera del área de inspección, el módulo de transporte 120 puede transferir la siguiente celda de batería en el área de inspección. Por consiguiente, el módulo de inspección 110 puede medir la impedancia según una frecuencia específica de la celda de batería.
[0100] Además, el módulo de transporte 120 puede controlar una velocidad de desplazamiento de una celda de batería específica dentro del área de inspección y una velocidad de desplazamiento de una celda de batería fuera del área de inspección de manera diferente, por el controlador 130 que se va a describir posteriormente. Por ejemplo, la velocidad de desplazamiento de una celda de batería que se va a someter a prueba dentro del área de inspección puede ser más lenta que la velocidad de desplazamiento de celdas de batería ubicadas fuera del área de inspección.
[0101] El módulo de transporte 120 puede incluir una matriz de transporte 121 que se extiende desde un punto de entrada de la celda de batería a un punto de realización y medios de transferencia 122, 123 y 124 para transferir la celda de batería.
[0102] En este caso, la matriz de transporte 121 puede incluir una pluralidad de nidos 126 en los que las celdas de batería 200 están asentadas entre una sección de movimiento unitario y una sección de movimiento unitario adyacente. El nido 126 puede ser una ranura de recepción rebajada en la matriz de transporte 121 para corresponder a una forma de la celda de batería y, por tanto, la celda de batería 200 puede asentarse en el mismo. Por consiguiente, cuando el módulo de transporte 120 se está moviendo, las celdas de batería pueden estar alineadas estando asentadas en el nido y transportadas desde el punto de entrada al área de inspección.
[0103] Entretanto, los medios de transferencia 122, 123 y 124 incluyen una unidad de elevación 122 que eleva la celda de batería desde la matriz de transporte 121 y una unidad de accionamiento 124 que transfiere la unidad de elevación 122 en una dirección de desplazamiento de la celda de batería 200. En este caso, la unidad de accionamiento 124 puede estar implementada de diversas formas para mover la unidad de elevación 122.
[0104] La unidad de elevación 122 puede ser un cilindro que oscila hacia arriba y hacia abajo mediante presión hidráulica o presión neumática.
[0105] La unidad de elevación 122 puede estar provista en una forma de dos varillas estrechas que se extienden en una dirección paralela a la dirección de desplazamiento de la celda de batería 200 y que tienen una longitud predeterminada. Según la realización, la unidad de elevación 122 puede estar separada entre sí por encima y por debajo de una línea central paralela a la dirección longitudinal de la matriz de transporte 121 (la dirección de desplazamiento de la celda de batería).
[0106] La unidad de elevación 122 puede soportar la celda de batería 200 y transferir la celda de batería 200 mientras se mueve en la dirección de desplazamiento de la celda de batería 200 a medida que se mueve la unidad de accionamiento 124.
[0107] La unidad de elevación 122 según realizaciones de la presente invención puede incluir uno o más orificios de absorción 123 para absorber la celda de batería 200. En este caso, el número de orificios de absorción 123 puede ajustarse de manera adecuada según sea necesario.
[0108] La unidad de elevación 122 puede extenderse y elevarse mediante la unidad de accionamiento 124 para absorber la celda de batería 200 con el fin de recoger la celda de batería 200.
[0109] La unidad de accionamiento 124 puede estar ubicada sobre una superficie inferior con respecto a la matriz de transporte 121. La unidad de accionamiento 124 puede pasar a través de una abertura 125 formada en la matriz de transporte 121 y ascender a la parte superior de la matriz de transporte 121 según una señal de control del controlador 130 que se va a describir posteriormente. Entonces, el controlador 130 que se va a describir posteriormente puede fijar la celda de batería 200 a la unidad de elevación 122 aplicando un vacío a los orificios de absorción 123.
[0110] El aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención proporciona la unidad de elevación 122 que incluye orificios de absorción 123, de modo que puede suprimirse la vibración de la celda de batería 200 que se transporta a través de la unidad de elevación 122, evitando de este modo que la alineación de la celda de batería 200 se altere o se despegue de la unidad de elevación 122. Por lo tanto, el aparato para inspeccionar la deposición de litio según las realizaciones de la presente invención puede ser capaz de medir un valor de impedancia con alta fiabilidad incluso durante la transferencia de la celda de batería. Sin embargo, el aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención no está limitado a una realización en la que la celda de batería 200 está absorbida a la unidad de elevación 122 aplicando vacío a través de los orificios de absorción 123, sino que puede tener diversas formas en las que la celda de batería 200 puede fijarse a la unidad de elevación 122.
[0111] Entretanto, el módulo de transporte 120 del aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención puede incluir una pluralidad de secciones de movimiento de unidad y los medios de transferencia 122, 123 y 124 puede desplazarse de un lado para otro de una sección de movimiento de unidad o dos o más secciones de movimiento de unidad.
[0112] Por ejemplo, los medios de transferencia 122, 123 y 124 pueden elegir una celda de batería colocada en un punto de partida de una sección de movimiento de unidad y transportarla a un punto de partida de una sección de movimiento de unidad adyacente. A continuación, los medios de transferencia 122, 123 y 124 que han completado la transferencia de la celda de batería 200 en la sección de movimiento de unidad pueden volver al punto de partida de la sección de movimiento de unidad. En otras palabras, el módulo de transporte 120 puede transferir secuencialmente una pluralidad de celdas de batería 200 realizando repetidamente el proceso anterior.
[0113] Explicando un proceso en el que una celda de batería 200 que se va a inspeccionar se pone en y se quita del aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención en detalle, cuando se pone una celda de batería en un nido 126 ubicado en punto de entrada de celda de batería, la unidad de accionamiento 124 puede poner en funcionamiento la unidad de elevación 122. Por consiguiente, la unidad de elevación 122 puede pasar a través de la abertura 125 de la matriz de transporte 121 y moverse hacia arriba a la parte superior de la matriz de transporte 121.
[0114] A continuación, la unidad de elevación 122 elevada a la parte superior de la matriz de transporte 121 puede absorber la celda de batería 200 asentada sobre el nido 126. Por consiguiente, puede evitarse que la celda de batería 200 se despegue de la unidad de elevación 122 o se saque fuera de la alineación durante la transferencia y puede minimizarse el movimiento debido a la vibración durante la inspección. Un método de absorción de la celda de batería 200 por la unidad de elevación 122 no está limitado a la realización descrita anteriormente siempre que el movimiento de la celda de batería 200 durante la transferencia pueda minimizarse.
[0115] La unidad de elevación 122 está acoplada a la unidad de accionamiento 124 y se puede mover recíprocamente por la unidad de accionamiento 124.
[0116] Por consiguiente, la unidad de elevación 122 que absorbe la celda de batería 200 puede moverse, por la unidad de accionamiento 124, horizontalmente en una dirección en la que el módulo de inspección 110 está instalado mientras se mantiene un estado elevado. Por tanto, la celda de batería 200 soportada o absorbida por la unidad de elevación 122 puede transferirse junta.
[0117] La unidad de elevación 122 puede liberar el vacío después de transferir la celda de batería 200 a un nido adyacente 126. A continuación, la unidad de elevación 122 puede descender a una parte inferior de la matriz de transporte 121 junto con la unidad de accionamiento 124 y volver a su posición original. Por consiguiente, una celda de batería 200 puede transferirse desde una sección de movimiento de unidad a una sección de movimiento de unidad adyacente.
[0118] A continuación, el módulo de transporte 120 según realizaciones de la presente invención puede repetir secuencialmente el proceso anterior para transferir una celda de batería 200 desde una entrada hasta un nido 126 más cercano al módulo de inspección 110.
[0119] Entretanto, el aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención puede incluir además un módulo de alineación (no mostrado) para alinear la celda de batería 200 asentada en el nido 126 más cercano al módulo de inspección 110.
[0120] El módulo de alineación puede alinear la celda de batería 200 inmediatamente antes de realizar una inspección de corriente de Foucault, mejorando de este modo la fiabilidad de la inspección.
[0121] La celda de batería 200 alineada por el módulo de alineación puede absorberse a la unidad de elevación 122 de nuevo. Por consiguiente, puede medirse la impedancia de la celda de batería 200 por el módulo de inspección 110 que incluye un primer sensor 111 y un segundo sensor 112 en un estado en el que la corriente de Foucault está inducida a una frecuencia específica.
[0122] Es preferible que una velocidad de desplazamiento de la celda de batería 200 dentro del área de inspección por el módulo de inspección 110 sea constante para aumentar la exactitud de la inspección. Además, la velocidad de desplazamiento de la celda de batería 200 durante el paso a través del área de inspección puede controlarse de manera diferente a partir de una velocidad de transferencia de la celda de batería 200 ubicada en la matriz de transporte fuera del área de inspección.
[0123] A continuación, la celda de batería 200 para la que se ha completado la medición de impedancia por el módulo de inspección 110 puede transportarse a una salida por medio de medios de transferencia 122, 123 y 124.
[0124] Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, el controlador 130 está eléctricamente conectado al módulo de inspección 110. Por consiguiente, el controlador 130 puede recibir un valor de medición de impedancia de la celda de batería 200 que se va a inspeccionar, en el que la corriente de Foucault está inducida a una frecuencia específica, desde el módulo de inspección 110 para determinar si el litio está depositado o no en la celda de batería 200. Más específicamente, el controlador 130 puede comparar el valor de medición de impedancia de corriente de Foucault de la celda de batería 200 que se va a inspeccionar recibido desde el módulo de inspección 110 con datos estándar para determinar si se deposita litio o no en la celda de batería. En este caso, los datos estándar pueden ser datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia a una frecuencia específica de una celda de batería en la se precipita litio o una celda de batería en la que no se precipita litio. Un método de determinación de si se deposita litio en una celda de batería que se va a inspeccionar usando datos estándar se describirá en detalle a continuación.
[0125] Experimento de adquisición de datos estándar según ejemplos experimentales
[0126] Dirigiéndose a una celda de batería de iones de litio de tipo bolsa con una capacidad de batería de 60 Ah en una forma de una lengüeta bidireccional, se prepararon 4 celdas de batería recién fabricadas en las que se confirma que no se ha producido deposición de litio mediante medición CT y 4 celdas de batería en las que se confirma que se ha producido deposición de litio mediante medición CT.
[0127] A continuación, las impedancias de las celdas de batería para cada frecuencia se midieron de manera individual usando un sensor de corriente de Foucault para las celdas de batería.
[0128] En este caso, las celdas de batería se dispusieron de modo que un límite entre una lengüeta de electrodo positivo y una placa de electrodo se colocó en el centro del sensor de corriente de Foucault y las celdas de batería se fijaron para mantener un hueco de 1 mm desde el sensor de corriente de Foucault, y a continuación se midieron las impedancias individuales de las celdas de batería.
[0129] La figura 8 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 3200 Hz según un primer ejemplo experimental de la presente invención, la figura 9 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 4000 Hz según un segundo ejemplo experimental de la presente invención y la figura 10 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar cuando la frecuencia es de 8000 Hz según un ejemplo comparativo de la presente invención.
[0130] Haciendo referencia a la figura 8, cuando la frecuencia es 3200 Hz, los valores de impedancia medidos de celdas de batería en las se que precipita litio están agrupados en los cuadrantes 1 y 2 en un gráfico de plano complejo y los valores de impedancia medidos de celdas de batería en las que no se precipita litio están agrupados en los cuadrantes 3 y 4. En otras palabras, cuando la frecuencia es 3200 Hz, los valores de impedancia medidos de las celdas de batería en las que se deposita litio pueden estar agrupados en el lado superior con respecto a una primera línea divisoria lineal L1 y los valores de impedancia medidos de las celdas de batería en las que no se deposita litio pueden estar agrupados y colocados en el lado inferior de la primera línea divisoria lineal L1.
[0131] Además, haciendo referencia a la figura 9, cuando la frecuencia es 4000 Hz, los valores de impedancia medidos de celdas de batería en las se que precipita litio están agrupados en el cuadrante 3 en un gráfico de plano complejo y los valores de impedancia medidos de celdas de batería en las que no se precipita litio están agrupados en el cuadrante 1. En otras palabras, cuando la frecuencia es 4000 Hz, los valores de impedancia medidos de las celdas de batería en las que se deposita litio pueden estar agrupados en el lado izquierdo con respecto a una segunda línea divisoria lineal L2 y los valores de impedancia medidos de las celdas de batería en las que no se deposita litio pueden estar agrupados y colocados en el lado derecho de la segunda línea divisoria lineal L2.
[0132] Por otro lado, haciendo referencia a la figura 10, cuando la frecuencia es 8000 Hz, puede verse que los valores de medición de impedancia de celdas de batería precipitadas con litio y los valores de medición de impedancia de celdas de batería no precipitadas con litio están dispersados en lugar de agrupados entre sí. Por consiguiente, cuando la frecuencia es 8000 Hz, no es posible obtener una línea divisoria lineal que divide los valores de medición de impedancia de celdas de batería precipitadas con litio y valores de medición de impedancia de celdas de batería no precipitadas con litio.
[0133] Además, a pesar de que no se muestra en las figuras, además de 8000 Hz, en frecuencias fuera de un intervalo de 3190 Hz a 3210 Hz y fuera de un intervalo de 3990 Hz a 4010 Hz, los valores de medición de impedancia de celdas de batería precipitadas con litio y los valores de medición de impedancia de celdas de batería no precipitadas con litio están dispersados en lugar de agrupados, por lo que resulta difícil distinguir unos de otros usando una línea divisoria.
[0134] Por consiguiente, al aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención puede determinar si el litio está depositado o no en la celda de batería comprobando una posición del valor de medición de impedancia de la celda de batería que se inspecciona a intervalos de frecuencias específicos basándose en una línea divisoria obtenida a partir de datos estándar de impedancias de las celdas de batería medidas de antemano en las frecuencias específicas. Según una realización, la frecuencia específica puede ser cualquier valor dentro de un intervalo de 3190 Hz a 3210 Hz o un intervalo de 3990 Hz a 4010 Hz.
[0135] Entretanto, el controlador 130 puede controlar el módulo de inspección 110 y los medios de transferencia 122, 123 y 124. El controlador 130 puede implementarse como un ordenador electrónico programable convencional combinado con una memoria para controlar la transferencia y velocidad de transferencia de la pluralidad de celdas de batería 200. Según una realización, el controlador 130 puede proporcionarse como un procesador que ejecuta al menos un comando de programa almacenado en una memoria. En este caso, el procesador puede significar un módulo de procesamiento central (CPU), un módulo de procesamiento gráfico (GPU) o un procesador dedicado en el que se realizan métodos según realizaciones de la presente invención.
[0136] El aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención se ha descrito anteriormente. A continuación en el presente documento, se describirá un método para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención con respecto a operaciones del controlador en el aparato para inspeccionar la deposición de litio.
[0137] La figura 11 es un diagrama de flujo de un método para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0138] Haciendo referencia a la figura 11, el controlador 130 en el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede transferir la celda de batería para inspección, que procede del exterior por el módulo de transporte 120, al módulo de inspección 110 (S100). Un método detallado de transferir la celda de batería para inspección al módulo de inspección 110 usando el módulo de transporte 120 es el mismo con la descripción expuesta anteriormente con respecto al aparato para inspeccionar la deposición de litio y, por tanto, se omitirá.
[0139] A continuación, el controlador 130 puede poner en funcionamiento el primer sensor 111 del módulo de inspección 110 para inducir corriente de Foucault en la celda de batería 200 (S200).
[0140] En más detalle según las realizaciones, el controlador 130 puede aplicar una corriente alterna a una frecuencia específica a una bobina en el primer sensor 111. Por consiguiente, puede formarse un campo magnético alrededor de la celda de batería 200. En este caso, la frecuencia específica puede ser cualquiera de los valores de entre 3190 Hz y 3210 Hz o cualquiera de los valores de entre 3990 Hz y 4010 Hz.
[0141] A continuación, el controlador 130 puede ubicar el primer sensor 111 cerca de la celda de batería 200. Por consiguiente, la fuerza electromotriz inducida puede generarse alrededor de la celda de batería 200 debido a la inducción electromagnética y la corriente de Foucault puede fluir en la celda de batería 200 en una dirección que obstruye el campo magnético.
[0142] El controlador 130 puede medir la impedancia de la celda de batería 200 a la que se induce la corriente de Foucault usando un segundo sensor 112 ubicado cerca de la celda de batería 200 junto con el primer sensor 111 (S300). A continuación, cuando se completa la medición de la impedancia de la celda de batería 200 por el segundo sensor 112, el controlador 130 puede mover el primer sensor 111 y el segundo sensor 112 que están ubicados cerca de la celda de batería a una posición inicial para mantener una determinada distancia desde a la celda de batería 200.
[0143] Además, el controlador 130 puede comparar el valor de impedancia medido de la celda de batería obtenido por segundo sensor 112 con datos estándar (S400). En este caso, los datos estándar pueden ser datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia en la frecuencia específica para una celda de batería en la se precipita litio o una celda de batería en la que no se precipita litio. En este caso, la frecuencia específica puede ser el mismo valor que la frecuencia específica aplicada a la bobina en el primer sensor.
[0144] Por consiguiente, el controlador 130 puede determinar si se precipita litio en la celda de batería o no (S500). Según una realización, el controlador 130 puede comparar el valor de medición de impedancia de la celda de batería obtenido a partir del segundo sensor 112 con los datos estándar en tiempo real para determinar si el litio se deposita en la celda de batería en tiempo real.
[0145] Según otra realización, el controlador 130 puede recopilar valores de medición de impedancia de la celda de batería obtenidos a partir del segundo sensor 112 según unos criterios predeterminados establecidos por un usuario. A continuación, el controlador 130 puede comparar los valores de medición de impedancia recopilados de la pluralidad de celdas de batería con los datos estándar para determinar si se deposita litio en cada celda de batería. Por ejemplo, los criterios predeterminados pueden ser el tiempo o un número de celdas de batería cuyas impedancias estén medidas por el segundo sensor.
[0146] Describiendo un método para determinar si se precipita litio en una celda de batería en más detalle, el aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención puede preadquirir una línea divisoria en una frecuencia correspondiente, obtenida a partir de datos estándar premedidos para cada frecuencia. Por ejemplo, la línea divisoria puede ser una línea de referencia lineal que divide los primeros datos de clúster de celdas de batería precipitadas con litio y los segundos datos de clúster de celdas de batería no precipitadas con litio entre datos estándar a una frecuencia específica.
[0147] A continuación, al aparato para inspeccionar la deposición de litio puede determinar si el litio está depositado en la celda de batería o no usando el valor de medición de impedancia de la celda de batería medido a una frecuencia específica y la línea divisoria previamente obtenida en la frecuencia específica.
[0148] Según una realización, al aparato para inspeccionar la deposición de litio puede presentar valores de medición de impedancia según corrientes de Foucault a una frecuencia específica en un plano complejo en tiempo real. Además, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede presentar una línea divisoria obtenida a partir de datos estándar correspondientes a la frecuencia específica en el plano complejo.
[0149] A continuación, al aparato para inspeccionar la deposición de litio puede comparar posiciones de valores de medición de impedancia en tiempo real de celdas de batería ubicadas en el plano complejo con posiciones de los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster con referencia a la línea divisoria.
[0150] En este caso, cuando el valor de medición de impedancia de la celda de batería en el plano complejo está presente en un punto en el que están ubicados los primeros datos de clúster con referencia a la línea divisoria, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede determinar que el litio está precipitado en la celda de batería. Por otro lado, si el valor de medición de impedancia de la celda de batería en el plano complejo basándose en la línea divisoria está presente en el punto en el que están ubicados los segundos datos de clúster con referencia a la línea divisoria, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede determinar que el litio no está precipitado en la celda de batería.
[0151] Según otra realización, al aparato para inspeccionar la deposición de litio puede presentar una pluralidad de valores de medición de impedancia según corrientes de Foucault a una frecuencia específica, recopilados según criterios predeterminados, en un plano complejo. Además, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede presentar una línea divisoria obtenida a partir de datos estándar correspondientes a una frecuencia correspondiente en el plano complejo.
[0152] A continuación, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede analizar posiciones de datos de medición de impedancia de una pluralidad de celdas de batería ubicada en el plano complejo. Por ejemplo, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede determinar si los datos de medición forman un grupo. A continuación, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede comprobar si los datos de medición agrupados en el plano complejo están ubicados en una posición similar a los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster de los datos estándar basándose en la línea divisoria o una línea de referencia arbitraria que tiene una misma pendiente que la de la línea divisoria. En este caso, basándose en la línea divisoria, cuando el valor de medición de impedancia de la celda de batería en el plano complejo está presente en un punto en el que están ubicados los primeros datos de clúster, el aparato para inspeccionar la deposición de litio puede determinar que el litio está precipitado en la celda de batería.
[0153] Un método para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención se ha descrito anteriormente. A continuación en el presente documento, se describirá en detalle un experimento de inspección de deposición de litio de una celda de batería, que se realiza usando el aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención.
[0154] Experimentos de inspección de deposición de litio según ejemplos experimentales de la presente invención
[0155] Usando el aparato para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención que incluyen un sensor magnético de tipo bobina como un primer sensor y un sensor de corriente de Foucault como un segundo sensor, se inspeccionó la deposición de litio para una celda de batería de iones de litio de tipo bolsa en una forma de una lengüeta bidireccional que tiene una capacidad de batería de 60 Ah.
[0156] En este caso, mientras un límite entre una lengüeta de electrodo positivo de la celda de batería y una placa de electrodo está colocado en el centro del sensor de corriente de Foucault, y una distancia entre el límite de la celda de batería y el sensor de corriente de Foucault es fija para mantener un intervalo de 1 mm, y la frecuencia del primer sensor está ajustada a 3200 Hz, 4000 Hz y 8000 Hz, las impedancias de las celdas de batería para cada frecuencia se midieron de manera individual.
[0157] Posteriormente, como un resultado de la inspección, se mostraron los datos experimentales obtenidos para cuarto celdas de batería que se determina que no tienen litio precipitado y cuatro celdas de batería que se determina que tienen litio precipitado y los datos estándar en la frecuencia correspondiente en un único plano complejo y se compararon.
[0158] La figura 12 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 3200 Hz según un tercer ejemplo experimental de la presente invención, la figura 13 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 4000 Hz según un cuarto ejemplo experimental de la presente invención y la figura 14 es un gráfico de medición de impedancia de datos estándar y datos experimentales cuando la frecuencia es de 8000 Hz según un quinto ejemplo experimental de la presente invención.
[0159] Haciendo referencia a la figura 12, cuando la frecuencia es 3200 Hz, los datos experimentales medidos por el segundo sensor en el plano complejo están clasificados y ubicados en una forma de grupo de los primeros datos experimentales y los segundos datos experimentales, basándose en una primera línea divisoria L1 previamente obtenida.
[0160] En este caso, los primeros datos experimentales son datos de medición de impedancia de cuatro celdas de batería en las que se determinó que se precipitó litio y los segundos datos experimentales son datos de medición de impedancia de cuatro celdas de batería en las que se determinó que no se precipitó litio.
[0161] En otras palabras, se confirmó que los datos de medición de impedancia de la celda de batería tenían una forma de grupo dependiendo de si se precipitó litio o no.
[0162] A continuación, los datos estándar previamente adquiridos a una frecuencia de 3200 Hz se representaron en el plano complejo y se compararon las posiciones de grupo de los primeros datos experimentales y los segundos datos experimentales.
[0163] Como resultado de la comparación, se confirmó que los primeros datos experimentales y los primeros datos estándar se agruparon en el primer cuadrante y el segundo cuadrante ubicados en el lado superior con respecto a la primera línea divisoria L1 y los segundos datos experimentales y los segundos datos estándar se agruparon en los tercer y cuarto cuadrantes ubicados en el lado inferior de la primera línea divisoria L1.
[0164] De manera adicional, haciendo referencia a la figura 13, los datos estándar previamente adquiridos a una frecuencia de 4000 Hz se representaron en el mismo plano complejo y se compararon los primeros datos experimentales y los segundos datos experimentales.
[0165] Como resultado de la comparación, se confirmó que los primeros datos experimentales y los primeros datos estándar se agruparon en el tercer cuadrante ubicado en el lado izquierdo de la segunda línea divisoria L2 y los segundos datos experimentales y los segundos datos estándar se agruparon en el primer cuadrante ubicado en el lado derecho de la segunda línea divisoria L2.
[0166] Entretanto, haciendo referencia a la figura 14, se confirmó que los primeros datos experimentales y los segundos datos experimentales en el plano complejo a una frecuencia de 8000 Hz no mostraron ningún agrupamiento.
[0167] Por consiguiente, se puede confirmar que el aparato para inspeccionar la deposición de litio según las realizaciones y los ejemplos experimentales de la presente invención es capaz de realizar una inspección no destructiva de una celda de batería para deposición de litio (deposición de litio) dentro de un intervalo de frecuencia específica. Anteriormente, se han descrito el aparato y el método para inspeccionar la deposición de litio en la celda de batería según realizaciones de la presente invención.
[0168] Un aparato y un método para inspeccionar la deposición de litio según realizaciones de la presente invención forma un campo magnético alrededor de una celda de batería que se va a inspeccionar para inducir una corriente de Foucault y compara la impedancia medida de la celda de batería con datos estándar para detectar el deposición de litio en la celda de batería, proporcionando de este modo alta estabilidad y fiabilidad.
[0169] Las operaciones del método según las realizaciones de la presente invención pueden implementarse como un programa o código legible por ordenador en un medio de grabación legible por ordenador. El medio de grabación legible por ordenador incluye todos los tipos de dispositivos de grabación en los que se almacenan datos legibles por un sistema informático. Además, el medio de grabación legible por ordenador puede distribuirse en un sistema informático conectado en red para almacenar y ejecutar programas o códigos legibles por ordenador de manera distribuida.
[0170] Además, el medio de grabación legible por ordenador puede incluir un dispositivo de hardware, tal como una ROM, una RAM y una memoria flash, especialmente configurado para almacenar y ejecutar instrucciones de programa. Las instrucciones de programa pueden incluir no solo códigos en lenguaje de máquina, tal como los generados por un compilador, sino también códigos de lenguaje de alto nivel que pueden ejecutarse por un ordenador usando un intérprete o similares.
[0171] A pesar de que se han descrito algunos aspectos de la invención en el contexto del aparato, también puede representar una descripción según un método correspondiente, en donde un bloque o aparato corresponde a una etapa del método o característica de una etapa del método. De la misma manera, los aspectos descritos en el contexto de un método también pueden representar una característica de un bloque o elemento correspondiente o un aparato correspondiente. Algunas o todas las etapas de método pueden realizarse mediante (o usando) un dispositivo de hardware, tal como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, una o más de las etapas de método más importantes pueden realizarse por un aparato de este tipo.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES
1. Un aparato para inspeccionar deposición de litio (100) en al menos una celda de batería (200) usando corriente de Foucault, comprendiendo el aparato:
un módulo de inspección (110) que incluye un primer sensor (111) para inducir una corriente de Foucault en la al menos una celda de batería y un segundo sensor (112) para medir la impedancia de la al menos una celda de batería en la que se induce la corriente de Foucault; y
un controlador (130) configurado para determinar si se ha producido deposición de litio o no en la al menos una celda de batería comparando un valor medido de la impedancia medida por el segundo sensor con datos estándar; en donde el primer sensor y el segundo sensor están provistos en una forma en la que una bobina está enrollada alrededor de un miembro magnetizante,
en donde el primer sensor induce corriente de Foucault en la celda de batería aplicando una corriente alterna (CA) de una frecuencia predefinida específica a la bobina para formar un campo magnético, y
en donde el segundo sensor mide una impedancia en la frecuencia predefinida específica para la al menos una celda de batería.
2. El aparato de la reivindicación 1, que comprende además un módulo de transporte (120) para transportar la al menos una entrada de celda de batería desde el exterior al módulo de inspección.
3. El aparato de la reivindicación 2, en donde el primer sensor está ubicado en el lado superior con respecto al módulo de transporte y el segundo sensor está ubicado en el lado inferior con respecto al módulo de transporte, y en donde el primer sensor y el segundo sensor están ubicados en una misma línea vertical con respecto al módulo de transporte.
4. El aparato de la reivindicación 1, en donde la frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3190 Hz y 3210 Hz.
5. El aparato de la reivindicación 1, en donde la frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3990 Hz y 4010 Hz.
6. El aparato de la reivindicación 5, en donde los datos estándar son datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia a la frecuencia específica para una celda de batería en la que se hay litio depositado o para una celda de batería en la que no hay litio depositado.
7. El aparato de la reivindicación 6, en donde el controlador está configurado para comparar una posición de un valor de impedancia de la celda de batería medido por el segundo sensor en un plano complejo con posiciones de primeros datos de clúster y segundos datos de clúster basándose en una línea divisoria que divide los datos estándar expresados en el plano complejo en los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster, a fin de determinar si el litio está depositado en la celda de batería,
en donde los primeros datos de clúster son al menos unos datos medidos en al menos una celda de batería en la que está depositado el litio, y
en donde los segundos datos de clúster son al menos unos datos medidos en al menos una celda de batería en la que no está depositado el litio.
8. Un método para inspeccionar deposición de litio en al menos una celda de batería usando un módulo de inspección que incluye un primer sensor y un segundo sensor en el que está enrollada una bobina alrededor de un miembro magnetizante, comprendiendo el método:
aplicar una corriente alterna (CA) de una frecuencia predefinida específica a una bobina en el primer sensor para formar un campo magnético e inducir corriente de Foucault en la al menos una celda de batería;
medir la impedancia de la al menos una celda de batería a la frecuencia predefinida específica usando el segundo sensor; y
determinar si se ha producido deposición de litio o no en la al menos una celda de batería comparando un valor de impedancia medido que se mide por el segundo sensor con datos estándar.
9. El método de la reivindicación 8, que comprende además transportar la al menos una celda de batería al módulo de inspección usando un módulo de transporte.
10. El método de la reivindicación 9, en donde el primer sensor está ubicado en el lado superior con respecto al módulo de transporte,
en donde el segundo sensor está ubicado en el lado inferior con respecto al módulo de transporte, y en donde el primer sensor y el segundo sensor están ubicados en una misma línea vertical con respecto al módulo de transporte.
11. El método de la reivindicación 8, en donde la frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3190 Hz y 3210 Hz.
12. El método de la reivindicación 8, en donde la frecuencia específica tiene un valor correspondiente a cualquier valor entre 3990 Hz y 4010 Hz.
13. El método de la reivindicación 8, en donde los datos estándar son datos previamente verificados obtenidos midiendo la impedancia a la frecuencia específica para una celda de batería en la se deposita litio o para una celda de batería en la que no se deposita litio.
14. El método de la reivindicación 8, en donde la determinación de si se ha producido deposición de litio en la al menos una celda de batería incluye
comparar una posición de un valor de impedancia de la celda de batería medido por el segundo sensor en un plano complejo con posiciones de primeros datos de clúster y segundos datos de clúster basándose en una línea divisoria que divide los datos estándar expresados en el plano complejo en los primeros datos de clúster y los segundos datos de clúster, a fin de determinar si el litio está depositado en la celda de batería,
en donde los primeros datos de clúster son al menos unos datos medidos en al menos una celda de batería en la que está depositado el litio, y
en donde los segundos datos de clúster son al menos unos datos medidos en al menos una celda de batería en la que no está depositado el litio.
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