KR101730646B1 - Secondary battery for managing efficiency of battery operation and energy storage management system - Google Patents

Secondary battery for managing efficiency of battery operation and energy storage management system Download PDF

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Abstract

본 발명은 운용 효율 관리가 가능한 이차전지 및 이를 적용한 에너지 저장 장치 관리 시스템으로서, 이차 전지의 분리막 상태 확인을 위한 인디게이터를 분리막에 형성하여 이차 전지의 수명 및 운영 효율을 확인할 수 있는 이차전지를 제시하고, 이를 적용한 에너지 저장장치를 통해 전체 에너지 저장 시스템을 관리할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 시스템을 제시한다.The present invention relates to a secondary battery capable of managing operational efficiency and an energy storage device management system using the secondary battery. The present invention proposes a secondary battery capable of confirming the service life and operating efficiency of a secondary battery by forming an indicator for separator status confirmation of the secondary battery on a separator And an energy storage device management system capable of managing the entire energy storage system through the energy storage device using the same.

Description

운용 효율 관리가 가능한 이차전지 및 이를 적용한 에너지 저장 장치 관리 시스템 {Secondary battery for managing efficiency of battery operation　and energy storage management system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery, and more particularly,

본 발명은 운용 효율 관리가 가능한 이차전지 및 이를 적용한 에너지 저장 장치 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 분리막 상태 확인을 위한 인디게이터를 분리막에 형성하여 이차 전지의 수명 및 운영 효율을 확인할 수 있는 이차전지와 이를 적용한 에너지 저장장치를 통해 전체 에너지 저장 장치를 관리할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery capable of managing operational efficiency and an energy storage device management system using the same. More particularly, the present invention provides an indicator for detecting a separation membrane state of a secondary battery, And an energy storage device management system capable of managing the entire energy storage device through the secondary battery and the energy storage device using the same.

이차전지는 전기화학 반응을 이용해 충전과 방전을 연속적으로 반복하여 반영구적으로 사용할 수 있는 화학 전지로서 니켈카드뮴전지(Ni-Cd), 니켈수소전지(Ni-MH), 리튬이온전지(LiB), 리튬폴리머전지(LiPB) 등 그 종류가 다양하다.A secondary cell is a chemical cell that can be used semi-permanently by continuously repeating charging and discharging by electrochemical reaction. The secondary cell is a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery (Ni-MH) Polymer battery (LiPB), and the like.

이차전지는 휴대용 전자기기와 통신기기뿐 아니라 에너지 저장장치로서 전기 자동차에도 이용되고 있으며, 나아가서 스마트 그리드 구축을 위한 주요한 에너지 분산 저장 장치로 활용되고 있어 그 적용 범위와 수요가 급격히 늘어나고 있다.The secondary battery is used not only as a portable electronic device and a communication device but also as an energy storage device for an electric vehicle. Further, the secondary battery is utilized as a main energy storage device for the construction of a smart grid, and its application range and demand are rapidly increasing.

이차전지의 기본적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 전해질에 양극과 음극을 분리하여 침지시키고 양극과 음극 사이에 분리막을 형성하여, 방전시에는 이온이 음극에서 양극으로 이동하고, 충전시에는 이온이 양극에서 음극으로 이동하면서 전기를 생성하는 원리를 이용한다.The basic structure of the secondary battery is as shown in FIG. 1, in which an anode and a cathode are separated and immersed in an electrolyte, and a separation membrane is formed between the anode and the cathode. In discharge, ions move from the cathode to the anode, The principle of generating electricity by moving from the anode to the cathode is used.

이때 분리막에서 요구되는 특성은 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시키면서도 높은 기공도를 바탕으로 이온의 투과성을 높여서 이온전도도를 높이는 것이다.At this time, the characteristics required in the separator is to increase the ion conductivity by increasing the permeability of the ions based on the high porosity while electrically insulating the anode and the cathode.

이차전지의 분리막은 안전성 측면에서 깊은 연관이 있는데, 일례로서 리튬 전지의 경우 분리막에 이상이 발생되면, 통상의 충전 조건 이상으로 과충전되어 전지 내부에 발생하는 열로 인해 분리막의 열수축이 발생할 수 있고 이로 인해 도 2의 (a)와 같이 양극과 음극을 물리적으로 분리해주는 분리막이 수축함으로써 내부단락이 발생하게 된다. 또한 외부의 물리적 충격 등에 의한 물리적인 파단으로 분리막이 찢어지거나 천공이 발생되면 마찬가지로 도 2의 (b)와 같이 내부 단락이 발생할 수 있으며, 이와 같은 전지 내부 단락은 단순히 전지 수명과 효율이 떨어지는 문제에 그치지 않고, 전해액으로 사용하는 유기 용매의 분해 반응으로 인한 급격한 발열 반응을 야기시켜 전지에서 과열, 발화, 폭발 등의 안전성에 대한 심각한 문제가 발생될 수 있다.The separation membrane of the secondary battery is deeply related in terms of safety. For example, in the case of lithium battery, when the separation membrane is abnormally developed, the separation membrane may be overheated due to overcharging under normal charging conditions and heat shrinkage may occur due to heat generated in the battery. As shown in FIG. 2 (a), the separation membrane that physically separates the positive electrode and the negative electrode shrinks, resulting in an internal short circuit. Also, if the separator is torn or punctured due to a physical break due to an external physical impact, an internal short circuit may occur as shown in FIG. 2 (b). However, it causes a rapid exothermic reaction due to the decomposition reaction of the organic solvent used as the electrolytic solution, which may cause a serious problem of safety such as overheating, ignition, and explosion in the battery.

따라서 분리막의 상태를 확인하여 이차 전지의 수명이나 운용 효율을 파악할뿐만 아니라 과열, 발화, 폭발 등의 안정성에 대한 문제를 해결할 수 있는 방안이 강구될 필요가 있다.Therefore, it is necessary to find a way to solve the problem of stability such as overheating, ignition, and explosion as well as to check the life of the secondary battery and the operating efficiency by checking the state of the separator.

나아가서 스마트 그리드 등의 에너지 저장 장치(ESS)로서 이차 전지를 사용함에 있어서, 에너지 저장 용량을 늘리고자 많은 수의 이차 전지를 직렬 또는 병렬 등으로 연결하여 에너지 저장 장치를 구축하는데, 에너지 저장 장치에 포함된 다수의 이차 전지의 경우에도 분리막의 상태는 이차 전지의 잔존 수명(SOH; State of Health)이나 운용 효율에 큰 영향을 미친다.Furthermore, in using a secondary battery as an energy storage device (ESS) such as a smart grid, a large number of secondary cells are connected in series or parallel to increase the energy storage capacity, thereby constructing an energy storage device. The state of the separator greatly affects the state of health (SOH) and the operating efficiency of the secondary battery.

이차 전지가 운용 중인 상태에서도 출력 전원이나 전류를 측정하여 이를 기초로 잔존 수명 등의 상태를 확인할 수 있는데, 단일 이차 전지 등은 운용 중에 출력 전원이나 전류를 측정하여 잔존 수명 등의 상태 확인이 용이하지만, 다수의 이차 전지로 구성되는 대용량 에너지 저장 장치의 경우에 운용 중의 출력 용량이 크기 때문에 실제 잔존 용량이 정확하게 파악되지 않은 상태에서 출력 전원이나 전류로 잔존 수명 등의 상태를 정확히 파악하기는 쉽지 않다. 정확한 상태 예측을 위해서는 전체 시스템을 중단시키고 에너지 저장 장치에 테스트 전원을 걸어 그 출력으로 상태 예측을 할 수 있으나 이를 위해서는 전체 시스템을 중단시켜야 하므로 그에 따른 시스템 운용 손실이 더 크게 발생된다는 문제점이 있다.
Even when the secondary battery is in operation, the output power or current can be measured and the remaining life can be checked based on the output power or current. A single secondary battery can measure the output power or current during operation, , It is not easy to accurately grasp the state of remaining life due to the output power or current in a state where the actual remaining capacity is not precisely known because the output capacity during operation is large in the case of a large capacity energy storage device composed of a plurality of secondary batteries. In order to predict the accurate state, it is possible to suspend the entire system and to apply the test power to the energy storage device to predict the state of the output. However, since the entire system must be stopped, the system operation loss is increased.

특허공개번호 제10-2012-0134415호Patent Publication No. 10-2012-0134415

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 분리막에 대한 상태 확인이 가능한 이차전지를 제공하여 이차 전지의 수명이나 운용 효율을 파악할뿐만 아니라 과열, 발화, 폭발 등의 안정성에 대한 문제를 해결하는 것을 주된 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a secondary battery capable of confirming the state of a separator, thereby not only knowing the life span and operating efficiency of the secondary battery, The main purpose is to solve the problem.

나아가서 운용 효율 파악이 가능한 이차전지를 적용하여 에너지 저장 장치를 구축함으로써 전체 에너지 저장 시스템(ESS)의 운용 상황을 쉽고 용이하게 파악하여 관리할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 시스템을 제시하고자 한다.
In addition, we propose an energy storage device management system that can easily and easily manage the operation status of the entire energy storage system (ESS) by constructing an energy storage device by applying a secondary battery capable of grasping operating efficiency.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지에 대한 일실시예는, 전해질에 침지된 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 설치된 분리막을 포함하는 이차 전지에 있어서, 분리막의 적어도 한면이나 내부의 기설정된 영역에 걸쳐서, 저항과 전도성을 갖는 미세 패턴으로 형성되어 고유 저항값을 갖는 저항 패턴; 및 상기 저항 패턴의 일측과 타측에 연결되어 쌍을 이루며, 전원이 인가되는 한쌍 이상의 단자를 포함하는 인디게이터를 포함하며, 상기 저항 패턴의 고유 저항값에 기초하여 상기 인디게이터의 전류값으로 이차 전지의 운용 효율이 판단 가능한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including a positive electrode and a negative electrode immersed in an electrolyte, and a separation membrane disposed between the positive and negative electrodes, A resistance pattern formed in a fine pattern having resistance and conductivity over at least one surface or a predetermined region inside and having a resistivity value; And an indicator including a pair of terminals connected to one side and the other side of the resistance pattern and including at least one pair of terminals to which power is applied, wherein the current value of the indicator is used as a current value of the indicator, And the efficiency can be judged.

바람직하게는 상기 저항 패턴의 제1 실시예는, 미세 라인이 지그 재그 형태로 형성될 수 있다.Preferably, in the first embodiment of the resistance pattern, the fine lines may be formed in a zigzag shape.

또는 상기 저항 패턴의 제2 실시예는, 미세 라인의 격자 형태로 형성될 수 있다.Alternatively, the second embodiment of the resistance pattern may be formed in the form of a lattice of fine lines.

또는 상기 저항 패턴의 제3 실시예는, 불규칙한 형태의 램덤 패턴으로 형성될 수 있다.Alternatively, the third embodiment of the resistance pattern may be formed in a random pattern of an irregular shape.

또는 상기 저항 패턴의 제4 실시예는, 상기 분리막의 전면과 후면에 각기 다른 형태로 형성될 수도 있다.Alternatively, the fourth embodiment of the resistance pattern may be formed in different shapes on the front surface and the rear surface of the separation membrane.

나아가서 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지에 대한 다른 실시예는, 상기 저항 패턴이 상기 분리막의 적어도 한면이나 내부 수직 단면을 복수의 영역으로 분할하여 각 영역마다 형성되되, 복수개가 전기적으로 분리되어 형성되며, 상기 단자는, 복수의 저항 패턴 각각마다 일측과 타측에 연결되어 쌍을 이루는 복수 쌍으로 형성될 수 있다.Further, another embodiment of the secondary battery capable of managing the operational efficiency according to the present invention is characterized in that the resistance pattern is formed in each region by dividing at least one surface or an inner vertical section of the separating film into a plurality of regions, And the terminals may be formed in a plurality of pairs connected to one side and the other side of each of the plurality of resistance patterns.

또한 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 일실시예는, 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지; 및 상기 이차 전지의 인디게이터와 연결되어 전원을 인가하고 상기 인디게이터를 통한 저항값을 측정하는 전지 측정 수단을 포함할 수 있다.In addition, one embodiment of the energy storage device management system according to the present invention is a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention. And a battery measuring unit connected to the indicator of the secondary battery to apply a power source and measure a resistance value through the indicator.

바람직하게는 상기 이차 전지의 고유 저항값을 보유하고, 상기 고유 저항값과 상기 인디케이터를 통해 측정된 저항값을 대비하여 상기 이차 전지에 대한 수명과 운용 효율을 판단하는 전지 관리 수단을 더 포함할 수 있다.The secondary battery may further include a battery management unit that maintains the inherent resistance value of the secondary battery and compares the resistance value measured through the indicator with the inherent resistance value to determine the service life and operating efficiency of the secondary battery. have.

또한 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 다른 실시예는, 상기 이차 전지를 복수개 포함하고, 상기 전지 측정 수단은, 상기 복수개 이차 전지 각각의 인디게이터와 연결되어 상기 복수개 이차 전지 각각에 대한 저항값을 측정하며, 상기 전지 관리 수단은, 상기 복수개 이차 전지 각각의 고유 저항값 테이블을 보유하고, 상기 고유 저항값 테이블과 상기 복수개 이차 전지 각각에 대하여 측정된 저항값을 대비하여 복수개 이차 전지 각각에 대한 수명과 운용 효율을 판단할 수 있다.Further, another embodiment of the energy storage device management system according to the present invention may include a plurality of the secondary batteries, and the battery measuring means may be connected to an indicator of each of the plurality of secondary batteries, Wherein the battery management means has a table of intrinsic resistance values of each of the plurality of secondary batteries and sets a resistance value for each of the plurality of secondary batteries by comparing the resistance value measured for each of the plurality of secondary batteries with the intrinsic resistance value table, Life and operating efficiency can be judged.

나아가서 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 또다른 실시예는, 상기 전지 측정 수단은, 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지에 대한 다른 실시예의 인디게이터에 형성된 복수 쌍으로 형성된 단자를 통해 상기 이차전지의 영역별 저항값을 측정하며, 상기 전지 관리 수단은, 상기 이차전지의 영역별 고유 저항값을 보유하고, 상기 영역별 고유 저항값을 측정된 상기 영역별 저항값과 대비할 수 있다.
Further, another embodiment of the energy storage device management system according to the present invention is characterized in that the battery measuring means comprises a plurality of pairs of terminals formed in an indicator of another embodiment of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention Wherein the resistance value of each of the secondary batteries is measured and the battery management means holds the resistivity value of each region of the secondary battery and compares the resistivity value of each region with the measured resistance value of each region.

이와 같은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지에 의하면, 분리막에 대한 상태 확인을 통해 이차 전지의 수명이나 운용 효율을 파악할뿐만 아니라 과열, 발화, 폭발 등의 안정성에 대한 문제 발생을 사전에 예측하여 사고를 예방할 수 있다.According to the secondary battery capable of managing the operational efficiency according to the present invention, not only the lifetime and operation efficiency of the secondary battery can be grasped through the state check of the separation membrane, but also the occurrence of problems such as overheating, ignition, To prevent accidents.

특히, 이차 전지의 운용을 중단하지 않고 운용 중인 상태로 이차 전지의 동작에 영향을 주지않고도 테스트 전원을 인가하여 분리막의 상태 확인이 가능하다.In particular, it is possible to confirm the state of the separator by applying a test power without affecting the operation of the secondary battery while the operation of the secondary battery is in operation without interrupting the operation of the secondary battery.

또한 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 의하면, 이차 전지에 형성된 인디게이터를 통해 이차 전지의 상태를 확인하면서 전체 에너지 저장 장치의 운영이 가능한데, 특히 에너지 저장 장치를 동작을 중지시키지 않고 운용 중에 테스트 전원을 통해 이차 전지의 상태 파악이 가능한 이점이 있다.According to the energy storage device management system of the present invention, the entire energy storage device can be operated while checking the state of the secondary battery through the indicator formed on the secondary battery. Particularly, when the energy storage device is operated without stopping operation, So that the state of the secondary battery can be grasped.

나아가서 다수의 이차 전지로 구성된 에너지 저장 시스템(ESS)에서 각각의 개별 이차 전지에 대한 상태 파악이 가능하므로 에너지 저장 시스템의 효율이 떨어지는 경우에 다수의 이차 전지 중 이상이 발생된 이차 전지를 바로 파악할 수 있게 된다.
Furthermore, since the state of each individual secondary battery can be grasped in an energy storage system (ESS) composed of a plurality of secondary batteries, it is possible to grasp a secondary battery in which an abnormality among a plurality of secondary batteries occurs, .

도 1은 이차전지의 기본적인 구조에 따른 동작도를 도시하며,
도 2는 이차전지의 분리막 상태에 따른 내부 단락의 예를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 일실시예를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제1 실시예를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제2 실시예를 도시하며,
도 6은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제3 실시예를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제4 실시예를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 작동 원리를 도시하며,
도 9는 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 제1 실시예를 도시하며,
도 10은 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 제2 실시예를 도시한다.1 shows an operation diagram according to a basic structure of a secondary battery,
2 shows an example of an internal short circuit according to the state of a separation membrane of a secondary battery,
FIG. 3 illustrates an embodiment of a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention,
4 shows a first embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention,
FIG. 5 shows a second embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention,
6 shows a third embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention,
7 shows a fourth embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention,
FIG. 8 illustrates the operation principle of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention,
9 shows a first embodiment of an energy storage device management system according to the present invention,
10 shows a second embodiment of an energy storage device management system according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terminology used in the present application is used only to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention, and the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Also, in this application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify that there are stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은, 이차 전지의 분리막 상태 확인을 위한 인디게이터를 분리막에 형성하여 이차 전지의 수명 및 운영 효율을 확인할 수 있는 이차전지를 제시하고 또한 이를 적용한 에너지 저장장치를 통해 전체 에너지 저장 장치를 관리할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 시스템을 제시한다.The present invention provides a secondary battery capable of confirming the lifetime and operating efficiency of a secondary battery by forming an indicator for confirming the separation membrane state of the secondary battery in the separation membrane, and is capable of managing the entire energy storage device through the energy storage device This paper presents an energy storage management system.

이하에서는 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지를 그 실시예를 통해 먼저 살펴보고, 다음으로 본 발명에 따른 이차전지를 적용한 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대하여 그 실시예를 통해 살펴보기로 한다.
Hereinafter, a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention will be described with reference to its embodiments. Next, an energy storage device management system using a secondary battery according to the present invention will be described with reference to embodiments.

도 3은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 일실시예를 도시한다.FIG. 3 shows an embodiment of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention.

상기 도 3에서 이차전지(100)는, 양극(110), 분리막(150), 음극(130)이 순차적으로 여러겹 겹쳐져서 케이스 본체(170)에 삽입된 구조인데, 본 발명에 적용되는 이차전지의 구조는 원통형(Cylinderical type), 각형(Prismatic type), 코인형(Coin type), 파우치형(Pouch type) 등 다양한 형태에 따라 그 내부 구성이 변형될 수도 있으며, 상기 도 3에 제한되지 않고 공지된 다양한 이차 전지 구조에 본 발명의 적용이 가능하다.3, the secondary battery 100 has a structure in which an anode 110, a separator 150, and a cathode 130 are sequentially layered and inserted into the case body 170. In the secondary battery 100, The internal structure of the optical fiber may be modified according to various forms such as a cylinder type, a prismatic type, a coin type, a pouch type, and the like. The present invention can be applied to various secondary battery structures.

본 발명에서는 이차전지(100) 상에 인디게이터(indicator)(200)를 형성시키는데, 인디게이터(200)는 분리막(150)의 한면 또는 전면과 후면 모두나 분리막(150)의 내부에 형성된 저항 패턴(210)과 이차전지(100)의 케이스(170)에 형성된 단자(250)를 포함할 수 있다.An indicator 200 is formed on the secondary battery 100. The indicator 200 may include a resistor pattern 210 formed on one surface or both the front surface and the rear surface of the separator 150, And a terminal 250 formed in the case 170 of the secondary battery 100. [

본 발명에서 적용되는 분리막은, 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시키면서도 높은 기공도를 통해 이온의 투과성을 높일 수 있는 다공성 기재로서 이미 공지되어 사용중인 분리막 이외에도 적용 가능하다고 예측되는 다양한 분리막을 포함한다.The separator used in the present invention includes various separators which are known and can be applied to other separators in use as a porous substrate capable of increasing the permeability of ions through high porosity while electrically isolating the separator from the anode and the cathode .

저항 패턴(210)은 분리막(150) 상에 설정된 영역에 걸쳐서 미세 패턴으로 형성되어 자체 고유 저항값을 갖는데, 저항과 전도성을 갖는 다양한 물질로 형성시킬 수 있으며, 금속 물질로 저항 패턴을 형성시킬 수도 있으나 순수 금속 물질의 경우 분리막 상의 이온 투과시 이온 결합으로 인한 영향을 미칠 수도 있기에 바람직하게는 어느 정도의 전도성을 가지면서 저항 특성을 갖는 전도성 세라믹 물질을 이용하는 것이 효과적이다. 일례로 페라이트 등의 물질로 저항 패턴을 형성시킬 수 있으며, 나아가서 저항과 전도성 특성을 조절하기 위해서 성분 비율이 조절된 세라믹 합금으로 저항 패턴을 형성시킬 수도 있다.The resistance pattern 210 is formed in a fine pattern over an area set on the separation layer 150 and has a self-resistivity value. The resistance pattern 210 can be formed of various materials having resistance and conductivity, However, in the case of a pure metal material, it may be influenced by ionic bonding during ion transmission on the separator. Therefore, it is effective to use a conductive ceramic material having a certain degree of conductivity and resistance characteristics. For example, a resistance pattern may be formed of a material such as ferrite, and furthermore, a resistance pattern may be formed of a ceramic alloy whose composition ratio is adjusted in order to control resistance and conductivity characteristics.

분리막(150) 상에 저항 패턴(210)을 형성함에 있어서, 분리막(150)의 다공성 특성에 영향을 최소화시키기 위해서 분리막(150)의 일면에 단위면적당 차지하는 비율을 적절히 조절하여 저항 패턴(210)이 형성될 필요가 있으며, 분리막(150) 상의 기설정된 영역별로 독립적인 저항 패턴을 형성시킬 수도 있다. 또한 저항 패턴(210)이 페라이트 등의 세라믹 물질로 형성된 경우 문제되지 않으나 금속이나 합금 등의 물질로 형성된 경우에 양극(110)이나 음극(130)과 직접 접촉되면 일종의 전극 특성이 나타날 수 있기에 이와 같은 경우에는 저항 패턴(210)을 양극(110)이나 음극(130)과 일정 거리를 두고 이격될 수 있도록 배치하거나 저항 패턴(210)의 외면을 절연물질로 코팅할 수도 있다.In order to minimize the influence on the porosity characteristics of the separator 150, the resistance pattern 210 may be formed by appropriately adjusting the ratio of the surface area of the separator 150 to the surface area of the separator 150, And it is also possible to form independent resistance patterns for predetermined regions on the separator 150. In the case where the resistance pattern 210 is formed of a ceramic material such as ferrite or the like, it is not a problem. However, when the resistance pattern 210 is formed of a material such as a metal or an alloy, if the resistance pattern 210 is in direct contact with the anode 110 or the cathode 130, The resistance pattern 210 may be spaced apart from the anode 110 or the cathode 130 by a predetermined distance or the outer surface of the resistance pattern 210 may be coated with an insulating material.

이와 같이 분리막(150) 상에 형성된 저항 패턴(210)은 자체 고유 저항값을 갖는데, 사전에 설정된 저항값을 만족하도록 저항 패턴(210)을 형성시킬 수도 있고 또는 분리막(150)에 저항 패턴(210)을 형성한 후 단자(250)로 테스트 전원을 인가하고 단자(250)를 통한 저항 패턴(210)의 저항값을 측정하여 이를 자체 고유 저항값으로 설정할 수도 있다.The resistance pattern 210 formed on the separator 150 has its own resistivity value. The resistance pattern 210 may be formed so as to satisfy a preset resistance value or may be formed of a resistance pattern 210 The resistance value of the resistance pattern 210 may be measured by applying a test power source to the terminal 250 and setting the resistance value of the resistance pattern 210 as a resistance value of the resistance 250 itself.

그리고 단자(250)는 분리막(150) 상에 형성된 저항 패턴(210)의 일측과 타측에 연결되어 전원 공급을 위한 양극과 음극으로 쌍을 이루며 단자(250)가 케이스 본체(170)의 외부까지 돌출되어 형성된다. 상기 도 3 상에 명확하게 도시되지 않았으나 분리막(130)의 끝단에는 저항 패턴(210)과 연결된 단자가 형성될 수 있고 그 단자는 케이스 본체(170)로 돌출된 단자(250)까지 전기적으로 연결될 수 있다.The terminal 250 is connected to one side and the other side of the resistance pattern 210 formed on the separator 150 and is paired with an anode and a cathode for power supply and the terminal 250 protrudes to the outside of the case body 170 Respectively. 3, a terminal connected to the resistance pattern 210 may be formed at the end of the separator 130, and the terminal may be electrically connected to the terminal 250 projected to the case body 170 have.

여기서 단자(250)는 테스트 전원을 인가하여 저항을 측정하기 위한 것으로서 이차 전지(100)의 동작에는 전혀 영향을 미치지 않고 이차전지(100)의 충방전 전원과는 별개의 테스트 전원을 인가하여 이차 전지(100)의 상태 파악을 가능하게 한다.Herein, the terminal 250 is for measuring the resistance by applying a test power source. The terminal 250 is a test power source different from the charge / discharge power source of the secondary battery 100 without any influence on the operation of the secondary battery 100, Thereby enabling the user to grasp the state of the portable terminal 100.

이와 같은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지는 이차전지의 동작 중 이상 여부에 대한 상태 파악이 가능하여 이차 전지의 잔존 수명이나 이상 상태 등을 확인할 수 있다. 특히 분리막의 수축이나 찢어짐 또는 천공 등이 발생한 경우를 바로 파악할 수 있어 분리막 이상 발생에 따른 이차전지의 과열, 발화, 폭발 등의 안전 사고를 사전에 예방할 수 있게 된다.
The secondary battery capable of managing the operating efficiency according to the present invention can identify the state of an abnormal state of the secondary battery during its operation so that the remaining life or abnormal state of the secondary battery can be confirmed. In particular, it is possible to immediately grasp the occurrence of shrinkage, tearing, or puncturing of the separator, thereby preventing safety accidents such as overheating, ignition and explosion of the secondary battery due to the occurrence of a separation membrane abnormality.

도 4는 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제1 실시예를 도시한다.FIG. 4 illustrates a first embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention.

사기 도 4의 제1 실시예에서는 분리막(150a)의 한면에 저항 패턴(210a)을 형성시킨 경우인데, 분리막(150a)의 전면 전체에 걸쳐서 저항 패턴(210a)을 미세 라인으로 형성하였으며, 저항 패턴(210a)은 시작단부터 끝단이 하나의 미세 라인으로 연결되어 분리막(150a)의 전면 전체에 걸쳐서 지그 재그 형태로 형성하였다.In the first embodiment of FIG. 4, the resistance pattern 210a is formed on one side of the separation layer 150a. The resistance pattern 210a is formed as a fine line over the entire surface of the separation layer 150a, The first electrode 210a is connected to one end of the first electrode through a fine line, and is formed in the shape of a zigzag throughout the entire surface of the separator 150a.

상기 도 4에서는 설명의 편의를 위해 저항 패턴(210a)을 굵게 도시하였으나 저항 패턴(210a)을 이루는 미세 라인의 선폭은 분리막(150a)의 기공에 영향을 주지 않도록 가능한 얇게 형성시키는 것이 바람직하다. Although the resistance pattern 210a is shown thick in FIG. 4 for convenience of description, it is preferable that the line width of the fine line forming the resistance pattern 210a is as thin as possible so as not to affect the pores of the separation layer 150a.

그리고 분리막(150a)의 상부 끝단 양측에 저항 패턴(210a)과 연결되는 단자(250a)가 형성되는데, 이 단자(250a)는 이차 전지의 케이스 본체로 돌출되어 테스트 전원을 인가하여 저항 패턴(210a)의 저항값을 측정하는 단자와 전기적으로 연결되며, 케이스 본체에 형성된 단자와 보다 용이하게 전기적으로 연결시키기 위해서 분리막(150a) 상의 단자(250a)는 형성되는 위치가 적절하게 조정될 수 있다.A terminal 250a connected to the resistance pattern 210a is formed on both sides of the upper end of the separator 150a. The terminal 250a protrudes from the case body of the secondary battery and applies a test power to the resistance pattern 210a. And the terminal 250a on the separator 150a can be appropriately adjusted in order to more easily electrically connect the terminal to the terminal formed on the case body.

이와 같은 저항 패턴은 증착이나 인쇄 등의 다양한 공정 방식을 통해 형성시킬 수 있으며, 저항 패턴 형성 공정은 본 발명의 요지가 아니므로 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Such a resistance pattern can be formed through various processes such as vapor deposition or printing, and a resist pattern forming process is not a gist of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

나아가서 분리막(150a)의 양면에 저항 패턴을 형성시킬 수도 있으며, 또는 분리막(150a)의 제작시에 그 내부에 저항 패턴을 형성시킬 수도 있다.
Further, a resistance pattern may be formed on both sides of the separation film 150a, or a resistance pattern may be formed inside the separation film 150a when the separation film 150a is manufactured.

도 5는 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제2 실시예를 도시한다.FIG. 5 shows a second embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention.

상기 도 5의 제2 실시예에서는 분리막(150b)의 한면 전체에 걸쳐서 미세 라인의 마름모 모양 격자 배열로 저항 패턴(210b)을 형성시켰는데, 이외에도 삼각형, 오각형, 육각형 등 다양한 다각형 모양의 격자 배열로 저항 패턴을 형성시킬 수도 있으며, 분리막의 영역별로 각기 상이한 모양의 격자를 배열하여 저항 패턴을 형성시킬 수도 있다. 가령, 분리막의 중심부에서 상대적으로 많은 이온 통과가 이루어져 이차 전지의 운용 효율에 영향을 크게 미치고 분리막의 외각에서는 중심부보다 상대적으로 이온 통과가 적게 이루어지므로 분리막의 중심부 영역에는 보다 세밀한 형태의 격자 배열을 형성시키고 분리막의 외각 영역에는 중심부 영역보다 넓은 범위의 형태로 격자 배열을 형성시킬 수도 있다.In the second embodiment shown in FIG. 5, the resistance pattern 210b is formed in a rhombic lattice arrangement of fine lines over one side of the separation layer 150b. In addition, a plurality of polygonal lattice arrangements such as a triangle, pentagon, A resistance pattern may be formed, or a resistance pattern may be formed by arranging lattices of different shapes for each region of the separation membrane. For example, a relatively large number of ions are passed through the center of the separator to greatly affect the operation efficiency of the rechargeable battery, and the ion passage is relatively less at the outer periphery of the separator than at the center, And a lattice arrangement may be formed in the outer region of the separation membrane in a wider range than the central region.

그리고 분리막(150b)의 상측 끝단에는 저항 패턴(210b)가 연결된 단자(250b)가 형성되며 이 단자(250b)는 이차 전지의 케이스 본체에 형성된 단자와 전기적으로 연결된다.
A terminal 250b to which the resistance pattern 210b is connected is formed on the upper end of the separator 150b and the terminal 250b is electrically connected to a terminal formed in the case body of the secondary battery.

도 6은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제3 실시예를 도시한다.FIG. 6 shows a third embodiment of a separation membrane of a secondary battery capable of managing operational efficiency according to the present invention.

상기 도 6의 제3 실시예에서는 분리막(150c)의 한면 전체에 걸쳐서 불규칙한 형태의 램덤 패턴으로 저항 패턴(210c)을 형성시켰다.In the third embodiment shown in FIG. 6, the resistance pattern 210c is formed in an irregular random pattern over one surface of the separation layer 150c.

이와 같이 불규칙한 랜덤 패턴으로 저항 패턴(210c)을 형성시킴으로써 분리막(150c)의 전면에 걸쳐서 저항 패턴을 보다 쉽게 형성하면서 자체 고유 저항값을 갖도록 형성시킬 수 있다.By forming the resistance pattern 210c in an irregular random pattern, the resistance pattern can be easily formed over the entire surface of the separation film 150c, and can be formed to have its own resistivity value.

물론 상기 도 6에서도 분리막(150c) 상의 기공에 영향을 최소화시키기 위해서 저항 패턴(210c)은 미세 라인으로 형성시키는 것이 바람직하다.Of course, in FIG. 6, it is preferable that the resistance pattern 210c is formed as a fine line in order to minimize the influence on pores on the separation film 150c.

그리고 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 마찬가지로 상기 제3 실시예에서도 분리막(150c)의 상단에 저항 패턴(210c)과 연결되는 단자(250c)가 형성되며, 이 단자(250c)는 이차전지의 케이스 본체 상에 형성된 단자와 전기적으로 연결된다.
As in the first and second embodiments, a terminal 250c connected to the resistance pattern 210c is formed on the upper end of the separator 150c in the third embodiment. And is electrically connected to a terminal formed on the case body of the battery.

본 발명에서 분리막에 형성되는 저항 패턴으로 상기 제1 실시예 내지 제3 실시예외에도 다양하게 변형된 저항 패턴을 적용할 수 있는데, 일례로서, 도 7은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 분리막에 대한 제4 실시예를 도시한다.The resistance pattern formed on the separator according to the present invention can be applied to the resistance patterns of the first to third embodiments. For example, FIG. 7 is a cross- FIG. 4 shows a fourth embodiment of the separation membrane of FIG.

상기 도 7의 (a)에서는 분리막(350a)을 네개의 영역으로 분할하여 각 영역별(351a, 352a, 353a, 354a)로 개별 저항 패턴(411a, 412a, 413a, 414a)을 형성시켰다. 분리막(350a)의 각 영역별(351a, 352a, 353a, 354a)에는 상기 도 4의 제1 실시예에서 살펴본 지그재그 형태의 미세 라인으로 형성된 저항 패턴을 적용하였는데, 이에 국한되지 않고 분리막(350a)의 각 영역별(351a, 352a, 353a, 354a)로 다양한 형태로 저항 패턴이 형성될 수 있다.7A, the separator 350a is divided into four regions, and individual resist patterns 411a, 412a, 413a, and 414a are formed by the regions 351a, 352a, 353a, and 354a. The resistance pattern formed by the zigzag fine lines as described in the first embodiment of FIG. 4 is applied to each of the regions 351a, 352a, 353a, and 354a of the separation layer 350a. However, Resistance patterns may be formed in various shapes by the respective regions 351a, 352a, 353a, and 354a.

그리고 상기 도 7의 (a)에서는 분리막(350a)의 각 영역별(351a, 352a, 353a, 354a)로 인접한 끝단에 단자(451a, 452a, 453a, 454a)를 형성시켰는데, 즉 분리막(350a)의 상단 왼쪽 영역(351a)과 상단 오른쪽 영역(352a)에 형성된 각각의 저항 패턴(411a, 412a)에 대응되어 분리막(350a)의 상단 끝에 각각 단자(451a, 452a)를 형성시켰으며, 분리막(350a)의 하단 왼쪽 영역(353a)과 하단 오른쪽 영역(354a)에 형성된 각각의 저항 패턴(413a, 414a)에 대응되어 분리막(350a)의 하단 끝에 각각 단자(453a, 454a)를 형성시켰다.7A, the terminals 451a, 452a, 453a, and 454a are formed at the adjacent ends by the respective regions 351a, 352a, 353a, and 354a of the separation membrane 350a, The terminals 451a and 452a are formed at the upper end of the separation membrane 350a in correspondence with the respective resistance patterns 411a and 412a formed in the upper left region 351a and the upper right region 352a of the separation membrane 350a The terminals 453a and 454a are formed at the lower end of the separating film 350a in correspondence with the respective resistance patterns 413a and 414a formed in the lower left region 353a and the lower right region 354a.

나아가서 상기 도 7의 (b)는 상기 도 7의 (a)에서 단자 위치를 변경한 실시예로서, 분리막(350b)의 각 영역별(351b, 352b, 353b, 354b)로 저항 패턴(411b, 412b, 413b, 414b)을 지그재그 형태의 미세 라인으로 형성시키고 각 영역별(351b, 352b, 353b, 354b)로 형성된 저항 패턴(411b, 412b, 413b, 414b)을 분리막(350b)의 상단 끝에 형성된 단자(451b, 452b, 453b, 454b)에 연결하였다. 즉, 분리막(350b)의 상단 왼쪽 영역(351b)과 상단 오른쪽 영역(352b)에 형성된 각각의 저항 패턴(411b, 412b)뿐만 아니라 분리막(350b)의 하단 왼쪽 영역(353b)과 하단 오른쪽 영역(354b)에 형성된 각각의 저항 패턴(413b, 414b)까지 분리막(350b)의 상단 끝에 각각 대응되는 단자(451b, 452b, 453b, 454b)에 연결하였다.7 (b) is an embodiment in which the terminal positions are changed in the FIG. 7 (a), the resistance patterns 411b and 412b are formed by the respective regions 351b, 352b, 353b and 354b of the separation film 350b Resistive patterns 411b, 412b, 413b, and 414b formed by the respective regions 351b, 352b, 353b, and 354b are formed on the terminals (not shown) formed on the upper end of the separator 350b 451b, 452b, 453b, and 454b. That is, not only the resistance patterns 411b and 412b formed in the upper left region 351b and the upper right region 352b of the separation membrane 350b but also the lower left region 353b and the lower right region 354b of the separation membrane 350b 452b, 453b, 454b respectively corresponding to the upper end of the separating film 350b to the respective resistance patterns 413b, 414b formed in the insulating film 452a.

상기 도 7에 도시된 제4 실시예의 경우에 각 영역별로 형성된 저항 패턴에 대응되는 다수의 단자를 모두 이차전지 케이스에 형성된 하나의 단자로 연결시킬 수도 있고 또는 저항 패턴에 대응되는 다수의 단자마다 각각 대응시켜 이차전지 케이스에 다수의 단자를 형성시킬 수도 있다.In the case of the fourth embodiment shown in FIG. 7, a plurality of terminals corresponding to the resistance patterns formed in the respective regions may be connected to one terminal formed in the case of the secondary battery, or a plurality of terminals So that a plurality of terminals can be formed in the secondary battery case.

이와 같이 분리막의 다수 영역에 각각 개별 저항 패턴을 형성시키고 개별 저항 패턴마다 테스트 전원 인가에 따른 저항값의 변화로 보다 정확하게 이차전지의 이상 여부를 판단할 수 있게 된다.
As described above, it is possible to form individual resistive patterns in a plurality of regions of the separation membrane and judge the abnormality of the secondary battery more accurately by changing the resistance value according to the application of the test power source for each individual resistance pattern.

도 8은 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지의 작동 원리를 도시하는데, 상기 도 8에서는 앞서 살펴본 상기 도 5의 제2 실시예에서의 저항 패턴을 적용하였다.FIG. 8 illustrates the operation principle of a secondary battery capable of managing operation efficiency according to the present invention. In FIG. 8, the resistance pattern of the second embodiment of FIG. 5 is applied.

상기 도 8과 같이 분리막(710) 상에 찢어짐이나 천공 등이 발생하는 경우에 문제가 발생된 분리막(710)의 영역(750) 상에 형성된 저항 패턴(810)까지 중단이 끊어지게 된다.8, when the tearing or perforation occurs on the separation membrane 710, the interruption to the resistance pattern 810 formed on the region 750 of the separation membrane 710 where the problem occurs is cut off.

즉, 분리막(710)의 찢어짐이나 천공 등으로 문제가 발생된 영역(750) 상에 형성된 저항 패턴(810)의 부분은 단락(short)되므로 이로 인해 단자(850)를 통한 테스트 전원 인가로 측정한 저항 패턴(810)의 저항은 고유 저항값과 대비하여 상대적으로 높아지거나 테스트 전원에 따른 전류 자체가 흐르지 않게 된다.That is, the portion of the resistance pattern 810 formed on the region 750 where the problem occurs due to the tearing or puncturing of the separation membrane 710 is short, and therefore, the resistance of the resistance pattern 810 measured by the test power supply through the terminal 850 The resistance of the resistance pattern 810 becomes relatively higher than the resistivity value or the current according to the test power source does not flow.

만약, 분리막이 수축하는 경우에는 수축한만큼 그에 따라 저항 패턴의 전체 길이가 더욱 짧아지게 되므로 저항 패턴은 저항 측정치는 고유 저항값과 대비하여 더 줄어들게 된다.If the separator shrinks, the entire length of the resistance pattern is further shortened as the shrinkage occurs, so that the resistance pattern is further reduced compared to the resistivity value.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서는 이차 전지의 분리막 상에 인디게이터를 형성시키고 인디게이터를 통한 저항 측정치와 사전에 설정된 고유 저항값의 대비를 통해 이차 전지의 상태를 판단함으로써 이차 전지의 운용 효율을 관리할 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, the efficiency of the secondary battery can be managed by determining the state of the secondary battery by forming an indicator on the separation membrane of the secondary battery and comparing the measured resistance value through the indicator and the predetermined resistance value .

다음으로 앞서 살펴본 본 발명에 따른 이차 전지를 적용한 에너지 저장장치를 통해 전체 에너지 저장 장치를 관리할 수 있는 에너지 저장 장치 관리 시스템을 그 실시예를 통해 살펴보기로 한다.Next, an energy storage device management system capable of managing the entire energy storage device through the energy storage device to which the secondary battery according to the present invention has been applied will be described.

도 9는 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 제1 실시예를 도시한다.9 shows a first embodiment of an energy storage device management system.

본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템은 본 발명에 따른 인디게이터가 형성된 이차전지(500)와 인디게이터를 통해 이차 전지(500)를 측정하는 전지 측정 수단(910) 및 이차 전지(500)의 상태를 파악하여 관리하는 전지 관리 수단(930)으로 구성된다.The energy storage device management system according to the present invention may include a secondary battery 500 having an indicator according to the present invention and a battery measuring means 910 for measuring the secondary battery 500 through the indicator and a state of the secondary battery 500 And battery management means 930 for managing the battery.

이차 전지(500)의 케이스 본체(570)에는 인디게이터의 단자(650)가 형성되어 있으며, 전지 측정 수단(910)은 인디게이터의 단자(650)를 통해 테스트 전원을 인가하고 그에 따른 저항값을 측정한다.A terminal 650 of the indicator is formed on the case body 570 of the secondary battery 500. The battery measuring means 910 applies the test power through the terminal 650 of the indicator and measures the resistance value thereof .

이때, 앞서 본 발명에 따른 이차전지(500)의 실시예들을 통해 살펴본 바와 같이 이차전지(500)의 인디게이터는 그 구조 상으로 이차전지(500)의 운용과는 별개로 동작하므로, 전지 측정 수단(910)은 이차전지(500)의 동작 중에도 이차전지(500)의 인디게이터 단자(650)로 테스트 전원을 인가하고 그에 따른 저항값을 측정할 수 있다.As described above with reference to the embodiments of the secondary battery 500 according to the present invention, since the indicator of the secondary battery 500 operates independently of the operation of the secondary battery 500, 910 may apply the test power to the indicator terminal 650 of the secondary battery 500 during the operation of the secondary battery 500 and measure the resistance value thereof.

이차전지(500)의 인디게이터를 통한 측정은 필요시에 전지 측정 수단(910)과 인디게이터의 단자(650)를 케이블 등의 전선으로 연결하여 수행할 수도 있고 또는 이차전지(500)의 인디게이터 단자(650)와 전지 측정 수단(910) 간을 항시 연결하여 실시간 또는 주기적으로 테스트 전원을 통한 저항값을 측정할 수도 있다.The measurement through the indicator of the secondary battery 500 may be performed by connecting the battery measuring means 910 and the terminal 650 of the indicator to each other by a cable such as a cable or by connecting the indicator terminal 650 of the secondary battery 500 And the battery measuring means 910 at any time to measure the resistance value through the test power source in real time or periodically.

그리고 전지 측정 수단(910)이 측정한 저항값은 전지 관리 수단(930)으로 전달되어 전지 관리 수단(930)에서 이차전지(500)의 상태를 파악하고 그에 따른 운용 효율을 파악할 수 있는데, 전지 관리 수단(930)은 사전에 관리 대상인 이차전지(500)에 형성된 인디게이터의 고유 저항값을 보유하고 전지 측정 수단(910)이 측정한 저항값을 고유 저항값과 대비하여 이차전지(500)의 이상여부를 판단할 수 있다. 가령 이차전지(500)의 인디게이터를 통해 측정한 저항값을 고유 저항값과 대비하여 그 차가 기설정된 범위를 벗어나는 경우에 이차전지(500)에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.The resistance value measured by the battery measuring means 910 is transmitted to the battery managing means 930 so that the state of the secondary battery 500 can be grasped by the battery managing means 930 and the operating efficiency can be grasped. The means 930 holds the resistivity value of the indicator formed in the secondary battery 500 to be managed in advance and compares the resistance value measured by the battery measuring means 910 with the resistivity value to determine whether the secondary battery 500 is abnormal Can be determined. For example, when the resistance value measured through the indicator of the secondary battery 500 is compared with the resistivity value and the difference is out of a predetermined range, it can be determined that an abnormality has occurred in the secondary battery 500.

나아가서 전지 관리 수단(930)은 이차전지(500)의 인디게이터를 통해 측정한 저항값과 고유 저항값 간의 차이값에 따른 레벨을 설정하여 이차전지(500)의 운용 효율을 관리할 수 있는데, 가령 이차전지(500)의 인디게이터를 통해 측정한 저항값과 고유 저항값 간의 차이값이 일정 수준 범위 내에 있을 경우 정상 운용이라 판단하고 그보다 높은 범위의 설정치 내에 있을 경우를 운용 효율 저하로 판단하여 관리자에게 이차전지(500)의 관리 필요를 알릴 수 있으며, 일정 수준을 벗어나는 경우에는 관리자에게 이차 전지(500)의 교체를 알릴 수도 있다.
Furthermore, the battery management means 930 can manage the operating efficiency of the secondary battery 500 by setting a level according to the difference value between the resistance value and the intrinsic resistance value measured through the indicator of the secondary battery 500. For example, When the difference value between the resistance value and the intrinsic resistance value measured through the indicator of the battery 500 is within a certain level range, it is determined as normal operation. When the difference value is within a set value higher than the range, The management of the secondary battery 500 can be informed of the necessity of management.

나아가서 상기 도 9에서는 단일 이차 전지에 대한 에너지 저장 장치 관리 시스템을 도시하였으나, 실질적으로는 보다 대용량의 에너지를 운용하기 위해 에너지 저장 장치를 다수의 이차 전지로 그룹화하여 ESS로 운용하는데, 이와 관련하여 도 9는 본 발명에 따른 에너지 저장 장치 관리 시스템에 대한 제2 실시예를 도시한다.Further, although FIG. 9 shows an energy storage device management system for a single secondary battery, an energy storage device is grouped into a plurality of secondary batteries and operated as an ESS in order to actually operate a larger capacity energy. 9 shows a second embodiment of an energy storage device management system according to the present invention.

상기 도 9의 제2 실시예에서는 복수의 이차전지(500a,...500n)를 그룹화하여 에너지 저장 장치를 운용하는 경우로서, 여기서 복수의 이차전지(500a,...500n)는 앞서 살펴본 본 발명에 따른 운용 효율 관리가 가능한 이차전지로서 각각의 이차전지마다 인디게이터가 형성되어 있다.In the second embodiment of FIG. 9, a plurality of secondary batteries 500a, ..., 500n are grouped to operate an energy storage device. Here, the plurality of secondary batteries 500a, The secondary battery capable of managing the operating efficiency according to the present invention is formed with an indicator for each secondary battery.

각 이차전지(500a,...500n)에 형성된 인디게이터 단자(650a,...650n)를 통해 전지 측정 수단(910)은 테스트 전원을 인가하여 저항값을 측정할 수 있는데, 상기 도 9의 제2 실시예에서는 각각의 이차전지(500a,...500n)마다 상태를 파악하기 위해서 개별적으로 각각의 인디게이터 단자(650a,...650n)와 전지 측정 수단(910)을 연결하였으나, 필요에 따라서는 복수의 이차전지(500a,...500n)에 형성된 인디게이터 단자(650a,...650n)를 직렬 또는 병렬 연결하고 그 끝단을 통해 전지 측정 수단(910)은 테스트 전원을 인가하여 저항값을 측정할 수도 있다.The battery measuring means 910 can measure the resistance value by applying the test power through the indicator terminals 650a to 650n formed in the respective secondary batteries 500a to 500n. In the second embodiment, the individual indicator terminals 650a, ..., 650n and the battery measuring means 910 are connected to each of the secondary batteries 500a, ..., 500n separately to grasp the status. However, The battery measuring means 910 applies a test power source through the ends of the indicator electrodes 650a to 650n formed in the plurality of secondary batteries 500a to 500n in series or in parallel, It can also be measured.

상기 도 10의 제2 실시예와 같이 각 이차전지(500a,...500n)에 형성된 인디게이터 단자(650a,...650n)마다 전지 측정 수단(910)과 연결된 경우에 전지 측정 수단(910)은 동시에 또는 개별적으로 각 이차전지(500a,...500n)에 형성된 인디게이터 단자(650a,...650n)로 테스트 전원을 인가하고 그에 따른 저항값을 측정할 수 있다.When the battery measuring means 910 is connected to the battery measuring means 910 for each of the indicator terminals 650a to 650n formed in the respective secondary batteries 500a to 500n as in the second embodiment of FIG. The test power can be applied to the indicator electrodes 650a, ..., 650n formed in the respective secondary batteries 500a, ..., 500n simultaneously or separately, and the resistance value corresponding thereto can be measured.

그러면 전지 관리 수단(930)은 전지 측정 수단(910)이 측정한 각 이차전지(500a,...500n)에 대한 측정값을 기초로 이차전지(500a,...500n) 각각의 상태를 파악하는데, 만약 복수의 이차전지(500a,...500n)에 모두 동일한 인디게이터를 형성시킨 경우에는 복수의 이차전지(500a,...500n)에 대한 고유 저항값이 모두 동일하므로 기설정된 고유 저항값과 각 이차전지(500a,...500n)에 대한 측정값을 대비하여 각 이차전지(500a,...500n)에 대한 상태 파악이 가능하다.The battery management means 930 grasps the state of each of the secondary batteries 500a to 500n on the basis of the measured values of the respective secondary batteries 500a to 500n measured by the battery measuring means 910 .., 500n, if the same indicator is formed in all of the plurality of secondary cells 500a, ... 500n, the intrinsic resistance values of the plurality of secondary cells 500a, ..., 500n are all the same, The state of each of the secondary batteries 500a, ..., 500n can be compared with the measured values of the secondary batteries 500a, ..., 500n.

나아가서 복수의 이차전지(500a,...500n)에 모두 동일한 인디게이터를 형성시킨 경우에도 인디게이터마다의 고유 저항값이 조금씩 차이날 수 있기에 이차전지(500a,...500n)에 형성된 인디게이터마다의 고유 저항값을 측정치로 사전에 설정할 수도 있다. 또한 복수의 이차전지(500a,...500n)에 서로 다른 인디게이터를 형성시킨 경우에는 인디게이터마다의 고유 저항값이 상이하므로 각각의 이차전지(500a,...500n)에 대응되는 고유 저항값을 사전에 보유하거나 측정치로 보유할 수 있다.Further, even when the same indicator is formed in all of the plurality of secondary batteries 500a, ... 500n, the intrinsic resistance value of each indicator may slightly differ from each other. Therefore, the inherent resistance value of each indicator formed in the secondary batteries 500a, The resistance value can also be set in advance as a measurement value. When different indicators are formed in the plurality of secondary batteries 500a, ..., 500n, the inherent resistance values of the respective indicators are different. Therefore, the inherent resistance values corresponding to the respective secondary batteries 500a, ..., They can be held in advance or held as measurements.

이와 같은 각각의 이차전지(500a,...500n)마다의 고유 저항값을 사전에 고유 저항 테이블(950)로 보유하고, 전지 관리 수단(930)은 전지 측정 수단(910)이 측정한 각 이차전지(500a,...500n)에 대한 측정값과 고유 저항 테이블(950)의 해당 고유 저항값을 대비하여 각 이차전지(500a,...500n)의 상태 파악이 가능하다.The intrinsic resistance value of each of the secondary batteries 500a to 500n is previously held in the intrinsic resistance table 950 and the battery management means 930 holds each intrinsic resistance value of each secondary battery 500a, The state of each of the secondary batteries 500a, ..., 500n can be determined by comparing the measured values of the batteries 500a, ..., 500n with the corresponding intrinsic resistance values of the intrinsic resistance table 950. [

나아가서 상기 도 10에서는 복수의 이차전지(500a,...500n)로 구성된 하나의 에너지 저장 장치를 도시하였으나, 분산 배치된 다수의 에너지 저장 장치에 대하여 전지 측정 수단(910)에 각각 테스트 전원을 인가하여 저항값을 측정하고 각 에너지 저장 장치별로 보유된 고유 저항 테이블을 통해 전지 관리 수단(930)은 해당 에너지 저장 장치의 상태를 파악할 수도 있다.
In addition, although FIG. 10 shows one energy storage device composed of a plurality of secondary batteries 500a, ..., 500n, it is also possible to apply test power to the battery measuring means 910 for a plurality of distributed energy storage devices And the battery management means 930 may determine the state of the corresponding energy storage device through the inherent resistance table held for each energy storage device.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100, 500, 500a, 500n : 이차 전지,
110 : 양극,
130 : 음극,
150, 150a, 150b, 150c, 350a, 350b, 710 : 분리막,
170, 570 : 케이스 본체,
210, 210a, 210b, 210c, 810 : 저항 패턴,
250, 250a, 250b, 250c, 650, 850 : 단자,
351a, 351b : 제1 영역,
352a, 352b : 제2 영역,
353a, 353b : 제3 영역,
354a, 354b : 제4 영역,
411a, 411b : 제1 저항 패턴,
412a, 412b : 제2 저항 패턴,
413a, 413b : 제3 저항 패턴,
414a, 414b : 제4 저항 패턴,
451a, 451b : 제1 단자,
452a, 452b : 제2 단자,
453a, 453b : 제3 단자,
454a, 454b : 제4 단자,
910 : 전지 측정 수단,
930 : 전지 관리 수단,
950 : 고유 저항 테이블.100, 500, 500a, 500n: secondary battery,
110: anode,
130: cathode,
150, 150a, 150b, 150c, 350a, 350b, 710:
170, 570: case body,
210, 210a, 210b, 210c, 810: resistance pattern,
250, 250a, 250b, 250c, 650, 850: terminals,
351a and 351b: a first region,
352a and 352b: a second area,
353a and 353b: a third region,
354a and 354b: a fourth region,
411a and 411b: a first resistance pattern,
412a and 412b: a second resistance pattern,
413a and 413b: a third resistance pattern,
414a and 414b: a fourth resistance pattern,
451a, 451b: a first terminal,
452a, 452b: a second terminal,
453a, 453b: a third terminal,
454a, 454b: a fourth terminal,
910: battery measuring means,
930: battery management means,
950: Resistivity table.

Claims (10)

전해질에 침지된 양극과 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 설치된 분리막을 포함하는 이차 전지에 있어서,
분리막의 적어도 한면이나 내부의 기설정된 영역에 걸쳐서, 저항과 전도성을 갖는 미세 패턴으로 형성되어 고유 저항값을 갖는 저항 패턴; 및
상기 저항 패턴의 일측과 타측에 연결되어 쌍을 이루며, 전원이 인가되는 한 쌍 이상의 단자를 포함하는 인디게이터를 포함하며,
상기 저항 패턴의 고유 저항값에 기초하여 상기 인디게이터의 전류값으로 이차 전지의 운용 효율이 판단 가능하며,
상기 저항 패턴은 상기 양극과 상기 음극을 단락시키지 않도록 형성되고,
상기 저항 패턴은, 상기 분리막의 적어도 한면이나 내부 수직 단면을 복수의 영역으로 분할하여 각 영역마다 형성되되, 복수개가 전기적으로 분리되어 형성되며,
상기 단자는, 복수의 저항 패턴 각각마다 일측과 타측에 연결되어 쌍을 이루는 복수 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 운용 효율 관리가 가능한 이차전지.A secondary battery comprising an anode and a cathode immersed in an electrolyte, and a separator provided between the anode and the cathode,
A resistance pattern formed in a fine pattern having resistance and conductivity over at least one surface of the separator or within a predetermined area inside thereof and having a resistivity value; And
And an indicator including a pair of terminals connected to one side and the other side of the resistance pattern and to which power is applied,
The operating efficiency of the secondary battery can be determined by the current value of the indicator based on the resistance value of the resistance pattern,
Wherein the resistance pattern is formed so as not to short-circuit the positive electrode and the negative electrode,
Wherein the resistance pattern is formed on at least one surface of the separation membrane or an inner vertical section of the separation membrane into a plurality of regions and is formed for each region,
Wherein the terminals are formed in a plurality of pairs each of which is connected to one side and the other side of each of the plurality of resistance patterns. 제 1 항에 있어서,
상기 저항 패턴은,
미세 라인이 지그 재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 운용 효율 관리가 가능한 이차전지.The method according to claim 1,
The resistance pattern
Wherein the fine lines are formed in a zigzag shape. 제 1 항에 있어서,
상기 저항 패턴은,
미세 라인의 격자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 운용 효율 관리가 가능한 이차전지.The method according to claim 1,
The resistance pattern
Wherein the secondary battery is formed in a lattice shape of a fine line. 제 1 항에 있어서,
상기 저항 패턴은,
불규칙한 형태의 램덤 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 운용 효율 관리가 가능한 이차전지.The method according to claim 1,
The resistance pattern
Wherein the secondary battery is formed in an irregular random pattern. 제 1 항에 있어서,
상기 저항 패턴은,
상기 분리막의 전면과 후면에 각기 다른 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 운용 효율 관리가 가능한 이차전지.The method according to claim 1,
The resistance pattern
Wherein the separation membrane is formed in a different shape on a front surface and a rear surface of the separation membrane. 삭제delete 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 이차 전지; 및
상기 이차 전지의 인디게이터로 테스트 전원을 인가하고 상기 인디게이터를 통한 저항값을 측정하는 전지 측정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치 관리 시스템.A secondary battery according to any one of claims 1 to 5; And
And battery measuring means for applying a test power to an indicator of the secondary battery and measuring a resistance value through the indicator. 제 7 항에 있어서,
상기 이차 전지의 고유 저항값을 보유하고, 상기 고유 저항값과 상기 인디케이터를 통해 상기 전지 측정 수단이 측정한 저항값을 대비하여 상기 이차 전지에 대한 수명과 운용 효율을 판단하는 전지 관리 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치 관리 시스템.8. The method of claim 7,
And battery management means for holding a specific resistance value of the secondary battery and comparing the resistivity value measured by the battery measuring means with the specific resistance value and the lifetime and operating efficiency of the secondary battery The energy storage device management system comprising: 제 8 항에 있어서,
상기 이차 전지를 복수개 포함하고,
상기 전지 측정 수단은,
상기 복수개 이차 전지 각각의 인디게이터와 연결되어 상기 복수개 이차 전지 각각에 대한 저항값을 측정하며,
상기 전지 관리 수단은,
상기 복수개 이차 전지 각각의 고유 저항값 테이블을 보유하고, 상기 고유 저항값 테이블과 상기 복수개 이차 전지 각각에 대하여 측정된 저항값을 대비하여 복수개 이차 전지 각각에 대한 수명과 운용 효율을 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치 관리 시스템.9. The method of claim 8,
A plurality of secondary batteries,
The battery measuring means includes:
A resistance value of each of the plurality of secondary batteries is measured by being connected to an indicator of each of the plurality of secondary batteries,
The battery management means,
Wherein the resistance value table of each of the plurality of secondary batteries is stored and the resistance value measured for each of the plurality of secondary batteries is compared with the table of the intrinsic resistance value to determine the lifetime and the operation efficiency for each of the plurality of secondary batteries Energy storage management system. 제 8 항에 있어서,
상기 전지 측정 수단은,
상기 이차전지의 인디게이터에 형성된 복수 쌍으로 형성된 단자를 통해 상기 이차전지의 영역별 저항값을 측정하며,
상기 전지 관리 수단은,
상기 이차전지의 영역별 고유 저항값을 보유하고, 상기 영역별 고유 저항값을 측정된 상기 영역별 저항값과 대비하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치 관리 시스템.
9. The method of claim 8,
The battery measuring means includes:
The resistance value of each of the secondary batteries is measured through a plurality of pairs of terminals formed in the indicator of the secondary battery,
The battery management means,
Wherein the resistance value of each region of the secondary battery is compared with the resistivity value of each region.
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