KR101008057B1 - Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage - Google Patents

Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage Download PDF

Info

Publication number
KR101008057B1
KR101008057B1 KR1020080133946A KR20080133946A KR101008057B1 KR 101008057 B1 KR101008057 B1 KR 101008057B1 KR 1020080133946 A KR1020080133946 A KR 1020080133946A KR 20080133946 A KR20080133946 A KR 20080133946A KR 101008057 B1 KR101008057 B1 KR 101008057B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
test object
lower multi
high voltage
probes
Prior art date
Application number
KR1020080133946A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100075294A (en
Inventor
이인성
박치록
김도형
이용현
김승구
전중환
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원, 주식회사 포스코 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020080133946A priority Critical patent/KR101008057B1/en
Publication of KR20100075294A publication Critical patent/KR20100075294A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101008057B1 publication Critical patent/KR101008057B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664Failure or abnormal function
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

본 발명은 검사 대상체의 두께, 모양, 캠버(camber)에 구애 받지 않고 검사 대상체의 결함을 검출 및 측정할 수 있는 고체 산화물 연료전지(SOFC)용 전해질막 및 셀 검사 장치와 검사 방법을 제공한다. 본 발명의 일 측면에 따른 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 장치는, 검사 대상체의 상면 및 하면에 각각 접촉되어 고전압이 인가되는 상부 멀티 브로브와 하부 멀티 프로브; 및 상기 상하부 멀티 프로브에 고전압을 공급하고, 상기 상하부 멀티 프로브 간의 고전압 인가시 상기 검사 대상체와 접촉하는 상하부 멀티 프로브간에 발생하는 누설전류를 검지하는 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치를 포함한다.The present invention provides an electrolyte membrane and a cell inspection apparatus and an inspection method for a solid oxide fuel cell (SOFC) capable of detecting and measuring a defect of a test object regardless of the thickness, shape, and camber of the test object. An electrolyte membrane and a cell inspection apparatus for an SOFC according to an aspect of the present invention, the upper multi-brob and the lower multi-probe contacted to the upper and lower surfaces of the test object, respectively, and applied with a high voltage; And a high voltage supply and leakage current measuring device for supplying a high voltage to the upper and lower multi probes, and detecting a leakage current generated between upper and lower multi probes contacting the test object when a high voltage is applied between the upper and lower multi probes.

고체 산화물 연료전지, 전해질막, 셀, 결함 Solid oxide fuel cell, electrolyte membrane, cell, defect

Description

고전압을 이용한 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 결함 검사 장치 및 검사 방법{Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage}Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage}

본 발명은 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, 이하 'SOFC' 라고도 함)에 사용되는 셀 및 전해질막의 결함을 검사하는 장치 및 검사 방법에 관한 것으로서, 특히 유격을 갖는 멀티 프로브를 사용하여 검사 대상체(셀 또는 전해질막)에 고전압을 인가함으로써 검사 대상체의 두께, 모양, 캠버(camber, 휨)에 구애 받지 않고 검사 대상체의 결함을 검출 및 측정할 수 있는 검사 장치와 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and an inspection method for inspecting defects of cells and electrolyte membranes used in a solid oxide fuel cell (hereinafter, referred to as SOFC), and in particular, to a test object using a multi-probe having a clearance. The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method capable of detecting and measuring a defect of an inspection object by applying a high voltage to the (cell or electrolyte membrane) regardless of the thickness, shape, or camber of the inspection object.

연료전지는 치밀한 전해질막 양쪽에 위치한 두 전극판인 연료극과 공기극에 각각 연료 기체와 산화제인 공기를 공급함으로써 전해질막에 유도된 이온 전도현상을 이용하여 전기를 생산하는 전기화학적인 고효율, 무공해 발전장치이다. 여러가지 연료전지의 종류 중에서, 전해질막 물질로 고체 산화물을 사용하는 연료전지를 고체산화물 연료전지(SOFC)라고 부른다. 일반적으로 SOFC는 그 형태에 따라 원통형, 평판평, 일체형 등으로 구분된다. 그 중에서도 평판형 SOFC는 원통형이나 일체형에 비해 제조 단가가 낮고 전력 밀도가 높을 뿐 아니라 제작이 용이하여 대량생산에도 적합하기 때문에 활발한 연구가 진행되고 있다. 평판형 SOFC의 경우 치밀한 전해질막의 제조가 중요한데, 이는 전해질막에 균열 또는 구멍이 존재하여 연료기체와 공기의 크로스오버(cross-over)가 발생할 때 스택의 성능 및 수명이 크게 악화되기 때문이다.The fuel cell is an electrochemical high efficiency and pollution-free power generation device that generates electricity by using ion conduction induced in the electrolyte membrane by supplying fuel gas and air as oxidant, respectively, to the anode and the cathode, which are two electrode plates located on both sides of the dense electrolyte membrane. to be. Among various types of fuel cells, a fuel cell using a solid oxide as an electrolyte membrane material is called a solid oxide fuel cell (SOFC). In general, SOFCs are classified into cylindrical, flat plate, and integral type according to their shape. In particular, active research is being conducted because flat SOFCs are lower in manufacturing cost, higher in power density, and easier to fabricate and are suitable for mass production than cylindrical or integrated ones. In the case of a flat SOFC, the manufacture of a dense electrolyte membrane is important because there is a crack or a hole in the electrolyte membrane, which greatly degrades the performance and life of the stack when a crossover of fuel gas and air occurs.

예를 들어, 연료극 지지형 셀(Anode Supported Cell, 'ASC' 라고도 함) 또는 전해질 지지형 셀(Electrolyte Supported Cell, 'ESC' 라고도 함)에서 전해질막의 두께 방향에 대한 미시적 또는 거시적 결함이 상당 수준 존재할 경우, 연료기체와 공기가 셀을 관통하여 섞이는 크로스오버가 발생되어 SOFC의 정상적인 동작이 불가능하게 될 수 있다. SOFC용 셀의 공기극과 연료극은 연료기체와 공기가 통과할 수 있도록 다공성 구조를 갖지만, 전해질막의 경우 크로스 오버를 방지하기 위해 치밀한 구조를 가져야 한다. 따라서, 전해질막을 관통하는 균열 또는 구멍의 존재 여부를 미리 검사하여 SOFC 스택의 신뢰성을 확보하는 것이 매우 중요하다. For example, there are significant levels of microscopic or macroscopic defects in the thickness direction of electrolyte membranes in anode supported cells (also called ASCs) or electrolyte supported cells (also referred to as 'ESCs'). In this case, a crossover in which fuel gas and air are allowed to penetrate the cell may occur, which may make it impossible to operate the SOFC. The cathode and anode of the SOFC cell have a porous structure to allow fuel gas and air to pass through, but the electrolyte membrane should have a compact structure to prevent crossover. Therefore, it is very important to ensure the reliability of the SOFC stack by inspecting for the presence of cracks or holes penetrating the electrolyte membrane in advance.

SOFC용 전해질막과 같은 세라믹 시트의 결함 검사 방법으로는 일반적으로 기체 투과를 이용한 통기도 검사법, 물의 흡수를 이용한 투수 검사법, 알코올 용액을 이용한 버블 검사법, 또는 빛의 투과를 이용한 검사법 등이 알려져 있다. SOFC용 전해질막의 결함 검사 방법으로 상기의 방법들을 범용적으로 사용하고 있으나, 아직까지 정성적인 수준의 검사 방법이 대부분이며 검사 방법이 복잡하고 장시간을 필요로 하여 양산체제로서 범용성이 결여된다. As a defect inspection method of a ceramic sheet, such as an electrolyte membrane for SOFC, generally, air permeability inspection method using gas permeation, permeability inspection method using water absorption, bubble inspection method using alcohol solution, inspection method using light transmission, and the like are known. Although the above methods are widely used as defect inspection methods for SOFC electrolyte membranes, the qualitative level of inspection methods are still largely used, and the inspection methods are complicated and require a long time.

또한, 고전압 인가에 의한 누설 전류 측정을 통해 세라믹 시트의 결함을 검출하는 방법이 제안되었다. 이 경우 검사 대상체인 평판형 전해질막 위 아래로 전도성 고분자와 평판형 전극판을 붙여 전해질막의 결함을 검사하고 있으나, 이러한 방법은 대상체의 표면 조도(거칠기)에 따라 전극판 접촉의 불균일이 발생할 수 있고, 검사 대상체의 형상에 적합한 전극판을 사용하여야 하는 문제점이 있다. 특히 검사 대상체의 넓이가 넓어질수록 전극판의 형상 적합성은 감소한다. 또한 고전압 인가에 의해 전도성 고분자 층이 쉽게 열화될 위험성도 존재하며, 전해질막의 결함 유무만을 확인할 수 있을 뿐, 구체적으로 어느 부위에 결함이 존재하는 지를 확인할 수가 없는 단점이 있다.In addition, a method of detecting a defect of a ceramic sheet through a leakage current measurement by applying a high voltage has been proposed. In this case, the defects of the electrolyte membrane are examined by attaching the conductive polymer and the plate-shaped electrode plate over and under the planar electrolyte membrane, which is a test object. However, such a method may cause uneven contact of the electrode plate depending on the surface roughness of the object. There is a problem that an electrode plate suitable for the shape of the test object should be used. In particular, as the width of the test object becomes wider, the shape suitability of the electrode plate decreases. In addition, there is a risk that the conductive polymer layer is easily deteriorated by the application of high voltage, and only the presence or absence of a defect in the electrolyte membrane may be confirmed, and in particular, there may be a disadvantage in which the defect is present.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 검사 대상체의 두께, 모양, 형상 등에 관계 없이 고체 산화물 연료전지용 전해질막 또는 셀의 두께 방향 결함을 정확하고 용이하게 검사할 수 있고 결함 위치를 효과적으로 측정할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art described above, it is possible to accurately and easily inspect the defects in the thickness direction of the electrolyte membrane or cell for a solid oxide fuel cell irrespective of the thickness, shape, shape, etc. of the test object. It is possible to provide an inspection apparatus and inspection method capable of measuring the defect position effectively.

본 발명의 일 측면에 따른 고체 산화물 연료전지(SOFC)용 전해질막 및 셀 검사 장치는, 검사 대상체의 상면 및 하면에 각각 접촉되어 고전압이 인가되는 상부 멀티 브로브 및 하부 멀티 프로브; 및 상기 상하부 멀티 프로브에 고전압을 공급하고, 상기 상하부 멀티 프로브 간의 고전압 인가시 상기 검사 대상체와 접촉하는 상하부 멀티 프로브간에 발생하는 누설전류를 검지하는 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치를 포함한다.An electrolyte membrane and a cell inspection apparatus for a solid oxide fuel cell (SOFC) according to an aspect of the present invention, the upper multi-brob and the lower multi-probe contacted to the upper and lower surfaces of the test object, respectively, and applied with a high voltage; And a high voltage supply and leakage current measuring device for supplying a high voltage to the upper and lower multi probes, and detecting a leakage current generated between upper and lower multi probes contacting the test object when a high voltage is applied between the upper and lower multi probes.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치는 상기 상하부 멀티 프로브 간에 고전압을 인가하고 상기 누설전류를 측정하는 하이 팟 검사기(Hi-Pot tester)일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the high voltage supply and leakage current measuring device may be a Hi-Pot tester for applying a high voltage between the upper and lower multi-probes and measuring the leakage current.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 장치는, 상 기 상부 멀티 프로브와 상기 검사 대상체 사이에 배치되어 상기 하부 멀티 프로브와 정렬된 복수의 관통공을 갖는 상부 프로브 지지대를 더 포함할 수 있다. 상기 상부 멀티 프로브는 고전압 인가시 상기 상부 프로브 지지대의 관통공에 삽입되어 상기 하부 멀티 프로브와 정렬된 상태에서 상기 검사 대상체의 상면에 접촉할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the SOFC electrolyte membrane and cell inspection apparatus further comprises an upper probe support having a plurality of through holes arranged between the upper multi probe and the test object and aligned with the lower multi probe. It may include. The upper multi probe may be inserted into a through hole of the upper probe support when the high voltage is applied to contact the upper surface of the test object in a state aligned with the lower multi probe.

일 실시형태에 따르면, 상기 상부 멀티 프로브는 비자성체 프로브이고, 상기 상부 프로브 지지대는 영구자석으로 되어 있고, 상기 하부 멀티 프로브는 자성체 프로브일 수 있다. 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 프로브 지지대의 자기력에 의해 상기 검사 대상체로 끌려가 접촉할 수 있다. According to an embodiment, the upper multi probe may be a nonmagnetic probe, the upper probe support may be a permanent magnet, and the lower multi probe may be a magnetic probe. When the upper and lower multi probes contact the test object, the upper multi probe may contact the upper surface of the test object by its own weight, and the lower multi probe may be dragged into the test object by the magnetic force of the probe support. .

다른 실시형태에 따르면, 상기 하부 멀티 프로브는 복수의 스프링 프로브로 형성되어 있고, 상기 스프링 프로브 각각은 스프링 부재와 상기 스프링 부재의 일단에 배치된 프로브 팁을 구비할 수 있다. 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체의 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 상부 프로브 지지대의 눌림에 의한 스프링 부재의 복원력을 통해 상기 프로브 팁이 검사 대상체 하면에 접촉할 수 있다.According to another embodiment, the lower multi probe is formed of a plurality of spring probes, each of which may have a spring member and a probe tip disposed at one end of the spring member. When the upper and lower multi-probes contact the test object, the upper multi-probe contacts the upper surface of the test object by its own weight, and the lower multi-probe contacts the probe by restoring force of the spring member by pressing the upper probe support. The tip may contact the bottom of the test object.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치는 상기 상하부 멀티 프로브 중 일부 프로브에만 고전압을 인가하도록 상기 상하부 멀티 프로브에의 전압 공급을 조절할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the high voltage supply and leakage current measuring device may adjust the voltage supply to the upper and lower multi-probes so as to apply a high voltage to only some of the upper and lower multi-probes.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 장치는, 상기 상하부 멀티 프로브 간에 인가되는 고전압의 인가 방법을 변환하기 위한 스위칭 파워 시스템(switching power system)을 더 포함할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the SOFC electrolyte membrane and the cell inspection apparatus may further include a switching power system for converting a method of applying a high voltage applied between the upper and lower multi-probes.

본 발명의 다른 측면에 따른 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 방법은, 검사 대상체의 상면 및 하면에 각각 상부 멀티 프로브 및 하부 멀티 프로브를 접촉시킨 상태에서 상기 상하부 멀티 프로브 간에 고전압을 인가하는 단계; 및 상기 고전압 인가시 발생하는 누설 전류를 검출하는 단계를 포함한다. In accordance with another aspect of the present invention, an electrolyte membrane and a cell inspection method for an SOFC may include: applying a high voltage between the upper and lower multi-probes while contacting the upper and lower multi-probes to the upper and lower surfaces of a test object, respectively; And detecting a leakage current generated when the high voltage is applied.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 방법은, 상기 상부 멀티 프로브와 상기 검사 대상체 사이에, 상기 하부 멀티 프로브와 수직 방향으로 정렬된 복수의 관통공을 갖는 상부 프로브 지지대를 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 상부 멀티 프로브는 고전압 인가시 상기 상부 프로브 지지대의 관통공에 삽입되어 상기 하부 멀티 프로브와 정렬된 상태에서 상기 검사 대상체의 상면에 접촉할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the SOFC electrolyte membrane and cell inspection method, the upper probe support having a plurality of through-holes aligned in the vertical direction with the lower multi-probe between the upper multi-probe and the test object. It may further comprise the step of placing. The upper multi probe may be inserted into a through hole of the upper probe support when the high voltage is applied to contact the upper surface of the test object in a state aligned with the lower multi probe.

본 발명에 따르면, 검사 대상체의 두께, 모양, 형상, 캠버에 관계 없이 검사 대상체의 결함 여부를 정확히 검사할 수 있다. 또한, 검사 대상체의 결함 여부 뿐만 아니라 결함의 위치 또는 개수도 정확히 측정할 수 있으며, 셀 제작 또는 셀 스택 제작 전에 검사 대상체의 전체 면적 및 일부분을 실시간으로 검사할 수 있다. According to the present invention, regardless of the thickness, shape, shape, camber of the inspection object, it is possible to accurately inspect whether the inspection object is defective. In addition, the location or number of defects as well as defects of the inspection object may be accurately measured, and the entire area and a portion of the inspection object may be inspected in real time before cell fabrication or cell stack fabrication.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 고체 산화물 연료전지(SOFC)용 전해질막 및 셀 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 검사 장치에 있어서 검사 대상체에 접촉하는 멀티 브로브를 나타낸 모식도이다.1 is a view schematically showing the configuration of an electrolyte membrane and a cell inspection device for a solid oxide fuel cell (SOFC) according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a multi-bbe in contact with the test object in the inspection device of FIG. It is a schematic diagram showing a lobe.

도 1을 참조하면, SOFC용 전해질막 및 셀 검사 장치(100)는, 전해질막 또는 셀과 같은 검사 대상체(7)의 상하에 각각 배치된 상부 멀티 프로브(4)와 하부 멀티 프로브(5)를 포함한다. 상부 멀티 프로브(4)와 하부 멀티 브로브(5)는 각각 다수의 프로브들을 구비한다. 검사 대상체(7)인 전해질막 또는 셀 검사시, 상하부 멀티 프로브(4, 5) 사이에 검사 대상체(7)가 끼워지도록 상하부 멀티 프로브(4, 5)가 배치되며, 상하부 멀티 프로브(4, 5)가 검사 대상체(7)의 상면 및 하면에 각각 접촉된 상태에서 상하부 멀티 프로브(4, 5) 간에 고전압이 인가된다. Referring to FIG. 1, the SOFC electrolyte membrane and the cell inspection apparatus 100 may include an upper multi probe 4 and a lower multi probe 5 disposed above and below a test object 7 such as an electrolyte membrane or a cell. Include. The upper multi probe 4 and the lower multi-brob 5 each have a plurality of probes. When testing the electrolyte membrane or the cell, which is the test object 7, the upper and lower multi probes 4 and 5 are disposed to sandwich the test object 7 between the upper and lower multi probes 4 and 5, and the upper and lower multi probes 4 and 5. The high voltage is applied between the upper and lower multi-probes 4 and 5 in the state in which) is in contact with the upper and lower surfaces of the test object 7, respectively.

상하부 멀티 프로브(4, 5) 간에 고전압을 인가하고 검사 대상체(7)에서의 누설전류(방전전류)를 측정하기 위해, 상하부 멀티 프로브(4, 5)는 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치(1)에 연결되어 있다. 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치(1)는 직류 고전압 전원과 누설전류 검지기를 포함할 수 있다. 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치(1)로서, 내전압 검사기로 사용되는 하이 팟 검사기(Hi-Pot tester)가 사용될 수 있다. 본 실시형태에서는 하이 팟 검사기(1)를 적용하여 상하부 멀티 프로브(4, 5) 간에 고전압을 인가하고, 상하부 멀티 프로브(4, 5)간에 생기는 누설전류를 측정한다. In order to apply a high voltage between the upper and lower multi probes 4 and 5 and to measure the leakage current (discharge current) in the test object 7, the upper and lower multi probes 4 and 5 are provided with a high voltage supply and leakage current measuring device 1. Is connected to. The high voltage supply and leakage current measuring device 1 may include a DC high voltage power supply and a leakage current detector. As the high voltage supply and leakage current measuring device 1, a Hi-Pot tester used as a breakdown voltage tester may be used. In this embodiment, the high pot tester 1 is applied to apply a high voltage between the upper and lower multi probes 4 and 5, and the leakage current generated between the upper and lower multi probes 4 and 5 is measured.

검사 대상체(7)인 SOFC용 전해질막 또는 셀에 구멍이나 관통 결함이 존재하지 않을 경우, 이러한 검사 대상체(7)는 절연성이기 때문에 상하부 멀티 프로브(4, 5) 간에 전류가 흐르지 않지만, 검사 대상체(7)에 구멍이나 관통 결함이 존재하면, 이러한 결함을 통해 고전압 인가시 방전전류(누설전류)가 생기고 그 누설전류가 하이 팟 검사기(1)에 의해 검지된다. When no holes or through defects exist in the electrolyte membrane or cell for SOFC, which is the test object 7, since the test object 7 is insulative, no current flows between the upper and lower multi-probes 4 and 5, but the test object ( If a hole or a through defect exists in 7), a discharge current (leakage current) is generated when a high voltage is applied through the defect, and the leakage current is detected by the high pot tester 1.

부가적으로, 상부 멀티 프로브(4)와 검사 대상체(7) 사이에 상부 프로브 지지대(6)를 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 프로브 지지대(6)는 하부 멀티 프로브(5)와 정렬된 복수의 관통공(6a)를 가진다. 검사 대상체(7)의 검사를 위해 고전압 인가시, 상부 멀티 프로브(4)는 상부 프로브 지지대(6)의 관통공(6a)에 삽입되어 하부 멀티 프로브(5)와 정렬된 상태로 검사 대상체(7) 상면에 접촉할 수 있다. 이러한 상부 프로브 지지대 구성을 통해 상하부 프로브간에 위치 정렬이 정확히 이루어질 수 있다. In addition, the upper probe support 6 may be installed between the upper multi probe 4 and the test object 7. As shown in FIG. 1, the upper probe support 6 has a plurality of through holes 6a aligned with the lower multi-probe 5. When a high voltage is applied to inspect the test object 7, the upper multi probe 4 is inserted into the through hole 6a of the upper probe support 6 to be aligned with the lower multi probe 5. ) It may be in contact with the upper surface. Through this upper probe support configuration, the position alignment can be accurately made between the upper and lower probes.

도 2를 참조하여, 상하부 멀티 프로브(4, 5)와 검사 대상체(7)의 접촉 및 위치 정렬을 설명하면 다음과 같다. 본 실시형태에서는, 특히 상부 멀티 프로브(4)는 비자성체 프로브이고, 상부 프로브 지지대(6)는 영구 자석으로 만들어진 것이며, 하부 멀티 프로브(5)는 자성체 프로브이다. 검사를 위해서, 상부 멀티 프로브(4)가 상부 프로브 지지대(6)의 관통공(6a)에 삽입된 상태에서 검사 대상체(7)에 접근하면, 검사 대상체(7) 아래에 있는 자성체로 된 하부 멀티 프로브(5)는 영구 자석으로 된 상부 프로브 지지대(6)의 자기력에 의해 검사 대상체(7) 쪽으로 끌려가서 수직방향으로 이동하여 자연스럽게 검사 대상체(7)와 접촉하게 된다. 또한, 상부 멀티 프로브(4)는 관통공(6a)에 삽입된 상태로 자체 무게(자중)에 의해 검사 대상체(7)의 상면에 접촉한다. 하부 멀티 프로브(5)는 상부 프로브 지지대(6)와 유사한 구조의 하부 프로브 지지대(도시 안함)의 관통공에 삽입된 상태로 수직이동이 가능하도록 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, the contact and position alignment of the upper and lower multi probes 4 and 5 and the test object 7 will be described as follows. In the present embodiment, in particular, the upper multi probe 4 is a nonmagnetic probe, the upper probe support 6 is made of a permanent magnet, and the lower multi probe 5 is a magnetic probe. For the examination, when the upper multi probe 4 approaches the test object 7 while being inserted into the through hole 6a of the upper probe support 6, the lower multi multi material of the magnetic body under the test object 7 is provided. The probe 5 is pulled toward the test object 7 by the magnetic force of the upper probe support 6 made of a permanent magnet, moves vertically, and comes into contact with the test object 7 naturally. In addition, the upper multi probe 4 contacts the upper surface of the test object 7 by its own weight (self-weight) while being inserted into the through hole 6a. The lower multi-probe 5 may be arranged to be vertically movable while being inserted into a through hole of a lower probe support (not shown) having a structure similar to that of the upper probe support 6.

상술한 바와 같이, 자성체(하부 멀티 프로브)와 영구 자석(상부 프로브 지지대) 간의 자기력과 하부 멀티 프로브(5)에 정렬된 관통공(6a) 구성을 통해, 상하부 멀티 프로브(4, 5)는 정확히 정렬된 상태로 검사 대상체(7)에 확실히 접촉할 수 있게 된다. 특히, 캠버(camber)와 같이 검사 대상체가 휘어지거나 검사 대상체의 두께 편차가 있는 경우에도, 상하부 멀티 프로브(4, 5)간 위치 정렬과 검사 대상체(7)에의 접촉이 용이하게 실현될 수 있다. As described above, through the magnetic force between the magnetic body (lower multi-probe) and the permanent magnet (upper probe support) and through-hole 6a configuration aligned with the lower multi-probe 5, the upper and lower multi-probes 4, 5 are precisely formed. The test object 7 can be reliably contacted in an aligned state. In particular, even when the test object is bent like a camber or there is a thickness variation of the test object, the alignment between the upper and lower multi-probes 4 and 5 and the contact with the test object 7 can be easily realized.

검사 장치(100)는, 상하부 멀티 프로브(4, 5) 간에 인가되는 고전압의 인가 방법을 변환하기 위한 스위칭 파워 시스템(switching power system)(3)을 포함할 수 있다. 스위칭 파워 시스템(3)을 통해 다양한 고전압 인가 방법을 제어할 수 있다. 또한, 제어용 컴퓨터(2)를 통해 하이 팟 검사기(1)와 스위칭 파워 시스템(3)의 동작을 제어하여 검사 방법과 결과를 조절할 수 있고, 검사 장치(100)의 자동 운전이 가능하다. The inspection apparatus 100 may include a switching power system 3 for converting a method of applying a high voltage applied between the upper and lower multi probes 4 and 5. The switching power system 3 can control various high voltage application methods. In addition, it is possible to control the operation of the high pot tester 1 and the switching power system 3 through the control computer 2 to adjust the test method and the result, and to automatically operate the test apparatus 100.

상부 멀티 프로브(4) 또는 하부 멀티 프로브(5)에 있어서, 각 프로브 간 간격과 갯수는 검사 정밀도에 따라 가감될 수 있다. 상부 또는 하부 멀티 프로브의 수직 이동을 위한 스탭핑 모터(도 6의 도면 부호 10 참조)를 사용하여 검사 시간을 조절할 수 있다. 검사시 상하부 멀티 프로브(4, 5)간에는 0.05~20kV의 고전압이 인가될 수 있고, 누설전류는 0.01~10mA의 범위로 측정될 수 있다. 또한 램프 업(ramp up) 및 검사 시간을 적절하게 조절할 수 있다. In the upper multi-probe 4 or the lower multi-probe 5, the spacing and number between each probe can be added or subtracted according to the inspection accuracy. The inspection time may be adjusted using a stepping motor (see reference numeral 10 of FIG. 6) for vertical movement of the upper or lower multi probe. During the inspection, a high voltage of 0.05 to 20 kV may be applied between the upper and lower multi probes 4 and 5, and the leakage current may be measured in the range of 0.01 to 10 mA. In addition, ramp up and inspection times can be adjusted accordingly.

검사 대상체(7) 검사시 하이 팟 검사기(1)에 의한 고전압 인가는 상하부 멀티 프로브 전체, 일부 프로브 또는 특정한 프로브에만 고전압이 인가되도록 다양하게 조절될 수 있다. 따라서, 검사 대상체(7)의 전체 면적에 대한 검사 뿐만 아니라, 검사 대상체(7)의 국소 부위의 검사도 가능하며, 실시간으로 결함의 위치 및 갯수를 판단할 수 있어 검사 신뢰성이 높다. 특히, 하이 팟 검사기(1)에 의한 고전압 인가와 거의 동시에 누설전류 측정 및 결함 분석이 가능하고 하이 팟 검사기(1)와 연결된 모니터(도시 안함)를 통해 사용자가 결함 존부, 결함 위치 등을 실시간으로 파악할 수 있다. The application of the high voltage by the high pot tester 1 during the inspection of the test object 7 may be variously adjusted such that the high voltage is applied to all of the upper and lower multi-probes, some of the probes, or only a specific probe. Therefore, not only the inspection of the entire area of the inspection object 7 but also the inspection of the local region of the inspection object 7 can be performed, and the position and number of defects can be determined in real time, so that the inspection reliability is high. Particularly, the leakage current measurement and defect analysis can be performed at the same time as the high pot tester 1 is applied, and the monitor (not shown) connected to the high pot tester 1 allows the user to detect the presence or absence of a defect in real time. I can figure it out.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 다른 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 검사 장치에 있어서 검사 대상체에 접촉하는 멀티 브로브를 나타낸 모식도이다.FIG. 3 is a view schematically showing the configuration of an electrolyte membrane and a cell inspection device for a solid oxide fuel cell according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a multi-brobe contacting a test object in the inspection device of FIG. 3. It is a schematic diagram.

도 3의 실시형태에서는, 검사시 하부 멀티 프로브(50)와 검사 대상체(7) 간의 안정적인 접촉을 위해 하부 멀티 프로브(50)를 스프링 프로브로 구성한다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 각 스프링 프로브는 스프링 부재와, 스프링 부재 일단에 형성된 프로브 팁을 구비한다. 이 실시형태에서는, 상부 프로브 지지대(60)는 영구 자성일 필요가 없으며, 하부 멀티 프로브(50)는 자성체일 필요가 없고, 상부 멀티 프로브(4)는 비자성체일 필요가 없다.In the embodiment of FIG. 3, the lower multi-probe 50 is configured as a spring probe for stable contact between the lower multi-probe 50 and the test object 7 during the test. As shown in Figures 3 and 4, each spring probe has a spring member and a probe tip formed at one end of the spring member. In this embodiment, the upper probe support 60 need not be permanent magnetic, the lower multi probe 50 need not be magnetic, and the upper multi probe 4 need not be nonmagnetic.

상부 멀티 프로브(4)는 전술한 실시형태(도 1)와 마찬가지로 상부 프로브 지지대(60)의 관통공(60a)에 삽입된 상태로 자중에 의해 검사 대상체(1)의 상면에 접촉할 수 있다. 그러나, 하부 멀티 프로브(50)는 상부 프로브 지지대(60)의 눌림에 의한 스프링 부재의 복원력을 통해 하부 멀티 프로브의 프로브 팁이 검사 대상체 (7)하면에 자연스럽게 접촉할 수 있다. 그 밖의 다른 구성 요소들에 대한 설명은 전술한 실시형태와 마찬가지이다.Like the above-described embodiment (FIG. 1), the upper multi probe 4 may contact the upper surface of the test subject 1 by its own weight while being inserted into the through hole 60a of the upper probe support 60. However, the lower multi-probe 50 may naturally contact the probe tip of the lower multi-probe with the back of the test object 7 through the restoring force of the spring member by the pressing of the upper probe support 60. The description of other components is the same as that of the above-mentioned embodiment.

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 외형을 나타낸 3차원 모식도이고, 도 6은 도 5의 검사 장치에 있어서 상하부 멀티 브로브 어셈블리를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1 또는 도 3에 도시된 검사 장치(100, 101)는 도 5에 도시된 바와 같은 형태의 하이 팟 검사 스테이션(Hi-Pot Test Station) 시스템으로 구현될 수 있다. FIG. 5 is a three-dimensional schematic diagram showing the external appearance of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view schematically showing the upper and lower multi-brove assemblies in the inspection apparatus of FIG. 5. The test apparatus 100 or 101 illustrated in FIG. 1 or 3 may be implemented as a Hi-Pot Test Station system of the type shown in FIG. 5.

도 5에 도시된 바와 같이, 하이 팟 검사 스테이션 내에 상부 프로브 어셈블리(14)와 하부 프로브 어셈블리(14, 15)는 서로 상하로 이격된 상태로 배치되어 있다. 상하부 프로브 어셈블리(15) 사이에 전해질막 또는 셀과 같은 검사 대상체가 배치될 수 있다. 상부 프로브 어셈블리(14)는 전술한 상부 멀티 프로브(4)와 상부 프로브 지지대(6 또는 60)를 포함하며, 하부 프로브 어셈블리(15)는 하부 멀티 프 로브(5 또는 50)를 포함한다. 상부 프로브 어셈블리(14)의 위와 하부 프로브 어셈블리(15) 아래에는 각각 상부 프로브 PCB(13)와 하부 프로브 PCB(16)를 설치되어 프로브 동작을 위해 필요한 회로가 구비되어져 있다. As shown in FIG. 5, in the high pot test station, the upper probe assembly 14 and the lower probe assembly 14, 15 are disposed spaced apart from each other vertically. An inspection object such as an electrolyte membrane or a cell may be disposed between the upper and lower probe assemblies 15. The upper probe assembly 14 includes the upper multi probe 4 and the upper probe support 6 or 60 described above, and the lower probe assembly 15 includes the lower multi probe 5 or 50. An upper probe PCB 13 and a lower probe PCB 16 are installed above the upper probe assembly 14 and below the lower probe assembly 15 to provide a circuit necessary for probe operation.

도 6에 도시된 바와 같이, 스탭핑 모터(10)가 설치되어 LM 가이드(11)를 통해 상부 또는 하부 프로브 어셈블리(14, 15)를 수직 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 하부 프로브 어셈블리(15)가 고정된 상태에 있고, 상부 프로브 어셈블리(14)가 스탭핑 모터(10)와 LM 가이드(11)에 의해 아래로 내려와 멀티 프로브가 검사 대상체에 접촉할 수 있다. 스탭핑 모터(10)의 동작 제어를 통해 상부 또는 하부 프로브 어셈블리(14, 15)의 이동을 제어함으로써 검사 시간을 조절할 수 있다. As shown in FIG. 6, a stepping motor 10 may be installed to vertically move the upper or lower probe assemblies 14 and 15 through the LM guide 11. For example, the lower probe assembly 15 may be in a fixed state, and the upper probe assembly 14 may be lowered by the stepping motor 10 and the LM guide 11 so that the multi probe may contact the test object. have. The inspection time may be adjusted by controlling the movement of the upper or lower probe assembly 14, 15 through the operation control of the stepping motor 10.

상술한 검사 장치(100, 101)를 사용하여 10~500㎛ 두께의 SOFC용 전해질막 또는 200~1200㎛ 두께의 셀을 검사할 수 있다. 검사 장치(100, 101)에 의해 검사될 수 있는 검사 대상체는 두께, 모양, 캠버 등의 형태에 구애받지 않는다. 특히, 검사 장치(100, 101)는 도 7에 도시된 바와 같이 표면에 벌집(honeycomb) 구조(20)가 형성되고 두께 편차가 존재하는 ESC 셀(19)에 대해 모든 부위의 결함 검사가 가능하다. 또한 상술한 검사 장치(100, 101)를 사용하여, 도 8에 도시된 바와 같은 평탄한 구조의 ASC셀(예컨대, InDec사의 ASC셀)(21)의 결함을 정확히 검사할 수 있다.By using the above-described inspection apparatus (100, 101) it is possible to inspect the electrolyte membrane for SOFC or the cell of 200 ~ 1200㎛ thickness of 10 ~ 500㎛ thickness. The test object that can be inspected by the test apparatus 100 or 101 is not limited to a thickness, a shape, a camber, or the like. In particular, the inspection apparatus (100, 101) is capable of defect inspection of all parts of the ESC cell 19, the honeycomb structure (20) is formed on the surface and the thickness deviation exists as shown in FIG. . In addition, by using the above-described inspection apparatus (100, 101), it is possible to accurately inspect the defect of the ASC cell (for example, ASC cell of InDec) 21 having a flat structure as shown in FIG.

이하, 상술한 SOFC용 전해질막 및 셀 검사 장치(100 또는 101)를 사용하여 전해질막 또는 셀의 결함을 검사하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of inspecting a defect of an electrolyte membrane or a cell using the above-described SOFC electrolyte membrane and cell inspection apparatus 100 or 101 will be described.

먼저, 하부 멀티 프로브(5 또는 50) 상에 검사 대상체(7), 즉 전해질막 또는 셀을 배치한다. 이 때 하부 멀티 프로브(5 또는 50)의 프로브 팁은 검사 대상체(7)의 하면과 간격을 두고 약간 이격된 상태로 될 수 있다. 예컨대, 하부 멀티 프로브(5 또는 50)가 상부 프로브 지지대(6)와 유사한 구조의 하부 프로브 지지대(도시 안함)에 지지된 상태에서 하부 프로브 지지대 상면에 검사 대상체(7)가 놓여질 수 있다. First, the test object 7, that is, the electrolyte membrane or the cell, is disposed on the lower multi probe 5 or 50. In this case, the probe tips of the lower multi probes 5 or 50 may be slightly spaced apart from the lower surface of the test object 7. For example, the test object 7 may be placed on the upper surface of the lower probe support while the lower multi probe 5 or 50 is supported by the lower probe support (not shown) having a structure similar to the upper probe support 6.

그 후, 상부 멀티 프로브(4)와 검사 대상체(7) 사이에 상부 프로브 지지대(6 또는 60)을 배치하고, 상부 멀티 프로브(4)를 상부 프로브 지지대(6 또는 60)의 관통공(6a 또는 60a)에 삽입한 상태에서 하부 멀티 프로브(5 또는 50) 쪽으로 내려와 하부 멀티 프로브에 근접한다. 상부 프로브 지지대(6 또는 60)의 관통공(6a 또는 60a)은 하부 멀티 프로브(5 또는 50)와 수직방향으로 정렬되어 있으며, 하부 멀티 프로브(5 또는 50)는 수평 방향으로는 고정되나 수직 방향으로는 이동이 가능하다(도 6 참조). 상부 멀티 프로브(4)의 수직 이동은, 도 6에 도시된 바와 같이 스탭핑 모터(10)와 LM 가이드(11)를 통해 자동으로 수행될 수 있다.Thereafter, the upper probe support 6 or 60 is disposed between the upper multi probe 4 and the test object 7, and the upper multi probe 4 is placed through the hole 6a or the upper probe support 6 or 60. In the state inserted into 60a), it descends toward the lower multiprobe 5 or 50 and approaches the lower multiprobe. The through holes 6a or 60a of the upper probe support 6 or 60 are aligned vertically with the lower multi probe 5 or 50, and the lower multi probe 5 or 50 is fixed in the horizontal direction but vertical It is possible to move (see FIG. 6). The vertical movement of the upper multi probe 4 may be automatically performed through the stepping motor 10 and the LM guide 11 as shown in FIG. 6.

이 경우, 도 1 및 2의 실시형태에서는, 자성체 프로브인 하부 멀티 프로 브(5)와 영구자석인 상부 프로브 지지대(6)간의 자기력에 의해 하부 멀티 프로브(5)가 끌려 올라가 검사 대상체(7)의 하면에 안정적으로 접촉하게 된다. 또한, 상부 멀티 프로브(4)는 상부 프로브 지지대(6)의 관통공(6a)에 삽입된 상태에서 자체 무게에 의해 검사 대상체(7)의 상면에 접촉하게 된다. 도 3 및 4의 실시형태에서는, 상부 멀티 프로브(4)는 상부 프로브 지지대(60)의 관통공(60a)에 삽입된 상태에서 자체 무게에 의해 검사 대상체(7) 상면에 접촉하지만, 하부 멀티 프로브(50)는 상부 멀티 프로브(4)가 삽입된 상부 프로브 지지대(60)의 눌림에 의해 스프링 부재의 복원력을 통해 프로브 팁이 검사 대상체(7) 하면에 접촉하게 된다. 두가지 실시형태 모두, 상하부 멀티 프로브가 정확히 정렬된 상태에서 검사 대상체(7)에 안정적으로 접촉하게 된다. In this case, in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the lower multi-probe 5 is pulled up by the magnetic force between the lower multi-probe 5, which is a magnetic probe, and the upper probe support 6, which is a permanent magnet. It makes stable contact with the lower surface of In addition, the upper multi-probe 4 comes into contact with the upper surface of the test object 7 by its own weight in the state of being inserted into the through hole 6a of the upper probe support 6. In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the upper multi probe 4 contacts the upper surface of the test object 7 by its own weight while being inserted into the through hole 60a of the upper probe support 60, but the lower multi probe 50, the probe tip is in contact with the lower surface of the test object 7 through the restoring force of the spring member by the pressing of the upper probe support 60 into which the upper multi probe 4 is inserted. In both embodiments, the upper and lower multi-probes are stably in contact with the test object 7 while being correctly aligned.

그 후, 상하부 멀티 프로브(4, 5 또는 50)가 검사 대상체(7)에 접촉한 상태에서 상하부 멀티 프로브 간에 하이 팟 검사기(1)로부터 고전압이 인가된다. 이와 같이 고전압을 인가한 때 상하부 멀티 프로브 간에 생기는 누설전류를 하이 팟 검사기(1)에 의해 검출하게 된다. 이 누설전류의 검출 결과로부터, 검사 대상체(7)의 결함 존부, 결함 위치 및 결함 갯수를 측정할 수 있게 된다. Thereafter, a high voltage is applied from the high pot tester 1 between the upper and lower multi probes while the upper and lower multi probes 4, 5 or 50 are in contact with the test object 7. As such, the high pot tester 1 detects a leakage current generated between the upper and lower multi-probes when the high voltage is applied. From the detection result of this leakage current, the defect zone part, the defect position, and the number of defects of the test object 7 can be measured.

실시예Example

도 1의 검사 장치를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같은 ESC 셀(예컨대 Nextech사의 ESC 셀)에 대해 결함 검사를 실시하였고, 아래의 표 1과 같은 결과를 확인하였다. Defect inspection was performed on the ESC cells (eg, Nextech's ESC cells) as shown in FIG. 7 using the inspection apparatus of FIG. 1, and the results as shown in Table 1 below were confirmed.

검사 셀Inspection cell 고전압 인가 조건High voltage application condition 누설 전류 기준Leakage current reference 결과result Nextech사 ESC셀
N-174, 130장
Nextech ESC Cell
N-174, 130 pieces
2kV2 kV 100㎂100㎂ 12% 불량12% defective

위 표 1에서 불량셀들에 대해 결함 위치가 판명된 부위에서 형광액 검사를 실시하여, 불량셀의 실제 균열을 확인할 수 있었다. 도 9(a) 및 (b)는 실시예에 의해 불량셀로 판정된 샘플들에 대해 형광액 검사 후 찍은 셀 표면 사진이다. 도 9에 나타난 바와 같이, 실제 균열 부위(17, 18)가 명확히 나타나 있다. 또한, 실시예에 따라 불량셀로 판정된 셀 양면에 Pt 페이스트(paste)를 도포하여 통전 여부를 확인함으로써, 최종적으로 실시예에 따른 검사 방법의 신뢰성을 재확인할 수 있었다. 상기 검사에서 결함이 발견되지 않은 셀들은 Pt 페이스트를 도포하여도 통전이 일어나지 않음을 알 수 있었다. 따라서, 본 실시예에 의해 SOFC용 전해질막 또는 셀의 형상에 구애받지 않고 결함을 높은 신뢰도로 평가할 수 있음을 알 수 있다.In Table 1, by performing a fluorescence test at the site where the defective location is found for the defective cells, it was possible to confirm the actual crack of the defective cells. 9 (a) and 9 (b) are cell surface photographs taken after the fluorescence test for samples determined as defective cells by Examples. As shown in FIG. 9, the actual cracking areas 17, 18 are clearly shown. In addition, by applying Pt paste on both sides of the cell determined to be defective cells according to the embodiment and confirming the energization, the reliability of the inspection method according to the embodiment could be finally confirmed. In the above test, no defects were found in the cells, even when the Pt paste was applied. Therefore, it can be seen that the present embodiment can evaluate defects with high reliability regardless of the shape of the electrolyte membrane or cell for SOFC.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an electrolyte membrane and a cell inspection device for a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 검사 장치에 있어서 검사 대상체에 접촉하는 멀티 브로브를 나타낸 모식도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a multi-brobe contacting a test object in the test apparatus of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 다른 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram schematically showing the configuration of an electrolyte membrane and a cell inspection device for a solid oxide fuel cell according to another embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 검사 장치에 있어서 검사 대상체에 접촉하는 멀티 브로브를 나타낸 모식도이다.4 is a schematic diagram illustrating a multi-brobe contacting a test object in the test apparatus of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치(Hi-Pot Test Station)의 외형을 나타낸 3차원 모식도이다.5 is a three-dimensional schematic diagram showing the appearance of a test apparatus (Hi-Pot Test Station) according to an embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 검사 장치에 있어서 상하부 멀티 브로브 어셈블리를 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing the upper and lower multi-brob assembly in the inspection device of FIG.

도 7은 벌집 구조로 두께 편차가 존재하는 ESC셀의 표면 사진이다.7 is a surface photograph of an ESC cell having a thickness variation in a honeycomb structure.

도 8은 평탄한 구조의 ASC셀의 표면 사진이다.8 is a surface photograph of an ASC cell having a flat structure.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 검사 후 누설전류가 측정된 불량셀에 대해 형광액으로 결함 부위를 확인한 셀 표면 사진이다.FIG. 9 is a cell surface photograph of a defective cell in which a leakage current is measured after a test according to an exemplary embodiment of the present invention with a fluorescent solution.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 하이 팟 검사기(Hi-Pot tester) 2: 제어용 컴퓨터1: Hi-Pot tester 2: Control computer

3: 스위칭 파워 시스템(switching power system)3: switching power system

4: 상부 멀티 프로브 5, 50: 하부 멀티 프로브4: upper multi probe 5, 50: lower multi probe

6, 60: 상부 프로브 지지대 7: 검사 대상체6, 60: upper probe support 7: test object

9: 안전 커버 10: 스탭핑 모터9: safety cover 10: stepping motor

11: LM 가이드 12: 고전압 릴레이11: LM Guide 12: High Voltage Relay

13: 상부 프로브 PCB 14: 하부 프로브 어셈블리13: upper probe PCB 14: lower probe assembly

15: 하부 프로브 어셈블리 16: 하부 프로브 PCB15: Lower probe assembly 16: Lower probe PCB

17: 실시예에 따른 검사후 불량셀 샘플1에 나타난 균열 부위17: The crack site shown in the defective cell sample 1 after the test according to the embodiment

18: 실시예에 따른 검사후 불량셀 샘플2에 나타난 균열 부위18: Cracked site shown in the defective cell sample 2 after the test according to the embodiment

19: ESC 셀 20: ESC 셀의 벌집 구조19: ESC cell 20: Honeycomb structure of ESC cell

21: ASC 셀21: ASC Cell

Claims (11)

검사 대상체의 상면 및 하면에 각각 접촉되어 고전압이 인가되는 상부 멀티 프로브와 하부 멀티 프로브;An upper multi probe and a lower multi probe contacting the upper and lower surfaces of the test object to apply a high voltage; 상기 상부 멀티 프로브와 상기 검사 대상체 사이에 배치되고, 상기 하부 멀티 프로브와 정렬된 복수의 관통공을 갖는 상부 프로브 지지대; 및An upper probe supporter disposed between the upper multi probe and the test object and having a plurality of through holes aligned with the lower multi probe; And 상기 상하부 멀티 프로브에 고전압을 공급하고, 상기 상하부 멀티 프로브 간의 고전압 인가시 상기 검사 대상체와 접촉하는 상하부 멀티 프로브 간에 발생하는 누설전류 측정 장치를 포함하는 것으로Supplying a high voltage to the upper and lower multi-probe, and includes a leakage current measuring device generated between the upper and lower multi-probe in contact with the test object when a high voltage is applied between the upper and lower multi-probe 상기 상부 멀티 프로브는 고전압 인가시 상기 상부 프로브 지지대의 관통공에 삽입되어 상기 하부 멀티 프로브와 정렬된 상태에서 상기 검사 대상체의 상면에 접촉되는 특징을 가지는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.And the upper multi probe is inserted into a through hole of the upper probe support when the high voltage is applied and contacts the upper surface of the test object in a state aligned with the lower multi probe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치는 상기 상하부 멀티 프로브 간에 고전압을 인가하고 상기 누설전류를 측정하는 하이 팟 검사기인 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.The high voltage supply and leakage current measuring device is a high pot tester for applying a high voltage between the upper and lower multi-probe and the leakage current measuring device for the electrolyte membrane and cell inspection device for a solid oxide fuel cell. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 멀티 프로브는 비자성체 프로브이고, 상기 상부 프로브 지지대는 영구자석으로 되어 있고, 상기 하부 멀티 프로브는 자성체 프로브이고, The upper multi probe is a nonmagnetic probe, the upper probe support is made of a permanent magnet, the lower multi probe is a magnetic probe, 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 상부 프로브 지지대의 자기력에 의해 상기 검사 대상체로 끌려가 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.When the upper and lower multi probes contact the test object, the upper multi probe contacts the upper surface of the test object by its own weight, and the lower multi probe is attracted to the test object by the magnetic force of the upper probe support. An electrolyte membrane and a cell inspection device for a solid oxide fuel cell. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부 멀티 프로브는 복수의 스프링 프로브로 형성되어 있고, 상기 스프링 프로브 각각은 스프링 부재와 상기 스프링 부재의 일단에 배치된 프로브 팁을 구비하고,The lower multi probe is formed of a plurality of spring probes, each of the spring probes includes a spring member and a probe tip disposed at one end of the spring member, 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체의 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 상부 프로브 지지대의 눌림에 의한 스프링 부재의 복원력을 통해 상기 프로브 팁이 검사 대상체 하면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.When the upper and lower multi-probes contact the test object, the upper multi-probe contacts the upper surface of the test object by its own weight, and the lower multi-probe contacts the probe by restoring force of the spring member by pressing the upper probe support. The electrolyte membrane and cell inspection device for a solid oxide fuel cell, characterized in that the tip is in contact with the lower surface of the test object. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 공급 및 누설전류 측정 장치는 상기 상하부 멀티 프로브 중 일부 프로브에만 고전압을 인가하도록 상기 상하부 멀티 프로브에의 전압 공급을 조절하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.The high voltage supply and leakage current measuring device controls the voltage supply to the upper and lower multi-probe to apply a high voltage to only some of the upper and lower multi-probe, the electrolyte membrane and cell inspection device for a solid oxide fuel cell. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상하부 멀티 프로브 간에 인가되는 고전압의 인가 방법을 변환하기 위한 스위칭 파워 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 장치.And a switching power system for converting a method of applying a high voltage applied between the upper and lower multi-probes. 삭제delete 상부 멀티 프로브와 검사 대상체 사이에, 하부 멀티 프로브와 수직 방향으로 정렬된 복수의 관통공을 갖는 상부 프로브 지지대를 배치하는 단계;Disposing an upper probe support having a plurality of through holes aligned in a vertical direction with the lower multi probe between the upper multi probe and the test object; 상기 상부 멀티 프로브를 상기 상부 프로브 지지대의 관통공에 삽입하여 상기 하부 멀티 프로브와 정렬하는 단계;Inserting the upper multi probe into the through hole of the upper probe support to align with the lower multi probe; 상기 검사 대상체의 상면 및 하면에 각각 상부 멀티 프로브 및 하부 멀티 프로브를 접촉시킨 상태에서 상기 상하부 멀티 프로브간에 고전압을 인가하는 단계; 및Applying a high voltage between the upper and lower multi-probes while the upper multi-probe and the lower multi-probe are in contact with the upper and lower surfaces of the test object, respectively; And 상기 고전압 인가시 상기 상하부 멀티 프로브간에 발생하는 누설 전류를 검출하는 단계를 포함하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 방법Electrolytic membrane and cell inspection method for a solid oxide fuel cell comprising detecting a leakage current generated between the upper and lower multi-probe when the high voltage is applied 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 상부 멀티 프로브는 비자성체 프로브이고, 상기 상부 프로브 지지대는 영구자석으로 되어 있고, 상기 하부 멀티 프로브는 자성체 프로브이고, The upper multi probe is a nonmagnetic probe, the upper probe support is made of a permanent magnet, the lower multi probe is a magnetic probe, 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 상부 프로브 지지대의 자기력에 의해 상기 검사 대상체로 끌려가 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 방법.When the upper and lower multi probes contact the test object, the upper multi probe contacts the upper surface of the test object by its own weight, and the lower multi probe is attracted to the test object by the magnetic force of the upper probe support. An electrolyte membrane and a cell inspection method for a solid oxide fuel cell. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 하부 멀티 프로브는 복수의 스프링 프로브로 형성되어 있고, 상기 스프링 프로브 각각은 스프링 부재와 상기 스프링 부재의 일단에 배치된 프로브 팁을 구비하고, The lower multi probe is formed of a plurality of spring probes, each of the spring probes includes a spring member and a probe tip disposed at one end of the spring member, 상기 상하부 멀티 프로브가 상기 검사 대상체에 접촉시, 상기 상부 멀티 프로브는 자중에 의해 상기 검사 대상체 상면에 접촉하고, 상기 하부 멀티 프로브는 상기 상부 프로브 지지대의 눌림에 의한 스프링 부재의 복원력을 통해 상기 프로브 팁이 검사 대상체 하면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체 산화물 연료전지용 전해질막 및 셀 검사 방법.When the upper and lower multi-probe contacts the test object, the upper multi-probe contacts the test object upper surface by its own weight, and the lower multi-probe is the tip of the probe through the restoring force of the spring member by the pressing of the upper probe support. An electrolyte membrane and a cell inspection method for a solid oxide fuel cell, wherein the surface of the test object is in contact with the bottom surface of the test object.
KR1020080133946A 2008-12-24 2008-12-24 Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage KR101008057B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080133946A KR101008057B1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080133946A KR101008057B1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100075294A KR20100075294A (en) 2010-07-02
KR101008057B1 true KR101008057B1 (en) 2011-01-13

Family

ID=42637680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080133946A KR101008057B1 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101008057B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200121104A (en) * 2019-04-15 2020-10-23 (주)플렉스파워 Short circuit detection device of battery

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7041716B2 (en) * 2020-06-25 2022-03-24 本田技研工業株式会社 Electrolyte membrane short-circuit inspection method and electrolyte membrane short-circuit inspection device
KR20230095312A (en) * 2021-12-22 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 Apparatus for detecting the location of foreign substances in low-voltage battery cells and detecting method using the same
CN116754630B (en) * 2023-08-17 2023-11-10 蓝固(常州)新能源有限公司 Detection device and method for electrolyte membrane for all-solid-state battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990001713A (en) * 1997-06-17 1999-01-15 윤종용 Withstand voltage tester and automatic test method
JP2000046776A (en) 1998-07-28 2000-02-18 Daiwa Can Co Ltd Method and apparatus for detecting fault of inner surface film of metal container
JP2002014071A (en) 2000-04-28 2002-01-18 Daiwa Can Co Ltd Device and method for detecting defect in inner-surface coating of metal container drum part
KR100340588B1 (en) 1997-12-26 2002-09-18 재단법인 포항산업과학연구원 Apparatus for deciding character of silicone-wafer using leakage current

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990001713A (en) * 1997-06-17 1999-01-15 윤종용 Withstand voltage tester and automatic test method
KR100340588B1 (en) 1997-12-26 2002-09-18 재단법인 포항산업과학연구원 Apparatus for deciding character of silicone-wafer using leakage current
JP2000046776A (en) 1998-07-28 2000-02-18 Daiwa Can Co Ltd Method and apparatus for detecting fault of inner surface film of metal container
JP2002014071A (en) 2000-04-28 2002-01-18 Daiwa Can Co Ltd Device and method for detecting defect in inner-surface coating of metal container drum part

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200121104A (en) * 2019-04-15 2020-10-23 (주)플렉스파워 Short circuit detection device of battery
KR102238196B1 (en) 2019-04-15 2021-04-08 (주)플렉스파워 Short circuit detection device of battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100075294A (en) 2010-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101008057B1 (en) Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using high voltage
US8358137B2 (en) Method and apparatus for examining ion-conductive electrolyte membrane
US9513243B2 (en) Crack detection in ceramics using electrical conductors
KR101251229B1 (en) Apparatus for detecting aligned position of membrane electrode assembly and gas diffusion layer and the method thereof
KR20100133698A (en) Method for testing electrolyte membrane endurance of fuel cell
JP3867666B2 (en) Inspection method for stacked gas sensor elements
US20050237067A1 (en) Arrangement and method for detection and localization of short circuits in membrane electrode arrangements
Obermaier et al. Gas diffusion layer wettability determination by cyclic voltammetry for automotive fuel cells
KR100992330B1 (en) Apparatus and method for testing defects of electrolyte membrane and cell for SOFC using fluorescent liquid
KR101405770B1 (en) Automatic check apparatus of metal seperator for fuel cell stack and automatic check method using the same
KR101493112B1 (en) Method and apparatus for examining ion-conductive electrolyte membrane
KR101262001B1 (en) Device for measuring physical properties of GDL for fuel cell
JP2005181013A (en) Pinhole inspection device and pinhole inspection method of polymer membrane for fuel cell
KR20200144938A (en) Method of inline inspecting fuel cell
JP2010123566A (en) Structure and characteristic measuring device
KR20230120707A (en) Device and method for measuring ionic conductivity of fuel cell
CN113451621A (en) Method for checking gas leakage of fuel cell stack
KR101294182B1 (en) Apparatus and method for testing electrolyte membrane in fuel cell
CN220913038U (en) Testing device for diaphragm resistance
KR101030415B1 (en) Leak test apparatus for membrane of solid oxide fuel cell
CN110608692A (en) Fuel cell polar plate thickness detection system
KR102544388B1 (en) apparatus for inspecting insulation of cylindrical secondary battery
KR20220077252A (en) Separator damage inspection jig, separator damage inspection device and inspection method thereof
KR102555637B1 (en) apparatus for inspecting insulation of prismatic secondary battery
JP2018160371A (en) Method for inspection about short circuit of electrolyte membrane, and device therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140107

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150107

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160106

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170104

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180105

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 10