KR101800050B1 - System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof - Google Patents

System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101800050B1
KR101800050B1 KR1020130130209A KR20130130209A KR101800050B1 KR 101800050 B1 KR101800050 B1 KR 101800050B1 KR 1020130130209 A KR1020130130209 A KR 1020130130209A KR 20130130209 A KR20130130209 A KR 20130130209A KR 101800050 B1 KR101800050 B1 KR 101800050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
change value
voltage change
value
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020130130209A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150049528A (en
Inventor
강상욱
김도헌
장재동
이향목
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130130209A priority Critical patent/KR101800050B1/en
Publication of KR20150049528A publication Critical patent/KR20150049528A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101800050B1 publication Critical patent/KR101800050B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/12—Measuring rate of change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 이차전지의 저전압 불량을 조기에 감지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템은 이차전지의 포메이션 공정 후 에이징 공정 시작점과 안정화 공정의 종료점에서 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 에이징 공정 시작점에서 상기 안정화 공정의 종료점의 제 1 전압 변화값을 산출하는 전압 변화값 산출부; 및 상기 제 1 전압 변화값이 미리 정한 기준값의 범위를 만족하는지 판단하는 불량 판단부를 포함할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a secondary battery undervoltage early detection system and method thereof, and more particularly, to a technique for early detection of a low voltage failure of a secondary battery.
A voltage measuring unit for measuring a voltage at a start point of the aging process and an end point of the stabilization process after the forming process of the secondary battery; A voltage change value calculation unit for calculating a first voltage change value at an end point of the stabilization process at the starting point of the aging process; And a failure determination unit for determining whether the first voltage change value satisfies a predetermined reference value range.

Description

이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법{System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery undervoltage early detection system and a method thereof,

본 발명은 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 이차전지의 저전압 불량을 조기에 감지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a secondary battery undervoltage early detection system and method thereof, and more particularly, to a technique for early detection of a low voltage failure of a secondary battery.

최근, 충방전이 가능하고 가벼우면서도 에너지 밀도 및 출력 밀도가 높은 리튬이차전지가 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 전기자동차(EV) 등이 제시되고 있는데, 리튬 이차전지는 이러한 내연기관 대체 자동차의 동력원으로서도 주목받고 있다.In recent years, lithium secondary batteries, which are chargeable and dischargeable and light in weight and have high energy density and high output density, are widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, Hybrid Electric Vehicle (HEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), Battery Electric Vehicle (PHEV), and Electric Vehicle BEV), electric vehicle (EV), and the like. Lithium secondary batteries are attracting attention as a power source for such an internal combustion engine replacement vehicle.

이러한 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 형성되어 상기 양극과 음극을 절연하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 구비하며, 에이징(aging) 공정과 포메이션(formation) 공정을 수행하여 형성되는데, 공정중에 다양한 원인에 의해 불량이 발생하는 경우가 많아 이러한 불량을 미리 감지하고 빨리 대응하는 것이 중요하다.
The lithium secondary battery includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separation membrane formed between the anode and the cathode to insulate the anode and the cathode, and is formed by performing an aging process and a formation process , There are many cases where defects occur due to various causes during the process, so it is important to detect such defects in advance and respond quickly.

본 발명의 목적은 이차전지의 저전압 불량을 조기에 예측할 수 있는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a secondary battery undervoltage failure early detection system and a method thereof, in which a low voltage failure of a secondary battery can be predicted early.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템은 이차전지의 포메이션 공정 후 에이징 공정 시작점과 안정화 공정의 종료점에서 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 에이징 공정 시작점에서 상기 안정화 공정의 종료점의 제 1 전압 변화값을 산출하는 전압 변화값 산출부; 및 상기 제 1 전압 변화값이 미리 정한 기준값의 범위를 만족하는지 판단하는 불량 판단부를 포함할 수 있다.A voltage measuring unit for measuring a voltage at a start point of an aging process and an end point of a stabilization process after a forming process of a secondary battery; A voltage change value calculation unit for calculating a first voltage change value at an end point of the stabilization process at the starting point of the aging process; And a failure determination unit for determining whether the first voltage change value satisfies a predetermined reference value range.

또한, 상기 전압 측정부에서 측정한 전압값을 저장하는 전압값 저장부; 및 상기 이차전지의 불량여부를 판단하기 위해 미리 설정된 기준값을 저장하는 기준값 저장부를 더 포함할 수 있다.A voltage value storing unit for storing a voltage value measured by the voltage measuring unit; And a reference value storage unit for storing a preset reference value for determining whether the secondary battery is defective.

또한, 상기 기준값은, 상기 안정화 구간 후 저전압 선별구간에서의 제 2 전압 변화값을 기준으로 산출될 수 있다.The reference value may be calculated based on the second voltage change value in the low voltage selection period after the stabilization period.

또한, 상기 이차전지에 대한 에이징 공정 및 포메이션 공정을 제어하는 이차전지 공정 제어부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a secondary battery process control unit for controlling an aging process and a forming process for the secondary battery.

또한, 이차전지에 대한 1, 2차 에이징 공정, 포메이션 공정을 수행하는 단계; 상기 포메이션 공정 후 3차 에이징 공정 및 안정화 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 상기 3차 에이징 공정과 상기 안정화 공정 중에 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계를 포함할 수 있다.Performing a first and second aging process and a forming process on the secondary battery; Sequentially performing a third aging process and a stabilization process after the forming process; And a step of selecting a first undervoltage fault during the third aging step and the stabilization step.

또한, 상기 안정화 공정 후 미리 정한 구간에서의 전압 변화값을 산출하여 제 2 저전압 불량을 선별하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a step of calculating a voltage change value in a predetermined period after the stabilization step to select a second undervoltage fault.

또한, 상기 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계는, 상기 3차 에이징 공정의 시작점에서 전압값을 측정하는 단계; 상기 안정화 공정의 종료점에서 전압값을 측정하는 단계; 상기 3차 에이징 공정의 시작점과 상기 안정화 공정의 종료점 간의 전압 변화값을 산출하는 단계; 및 상기 전압 변화값이 미리 정한 기준값 범위를 만족하는지 판단하여 상기 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계를 포함할 수 있다.The step of selecting the first undervoltage fault may include: measuring a voltage value at a starting point of the third aging step; Measuring a voltage value at an end of the stabilization process; Calculating a voltage change value between a start point of the third aging step and an end point of the stabilization step; And selecting the first undervoltage fault by determining whether the voltage change value satisfies a predetermined reference value range.

상기 기준값은, 상기 제 2 저전압 불량을 선별하는 단계에서의 전압 변화값을 이용하여 설정될 수 있다.
The reference value may be set using the voltage change value in the step of selecting the second undervoltage fault.

본 기술은 이차전지의 저전압 불량을 조기에 발견하여 불량 원인을 파악하고 대응하도록 함으로써 불량에 따른 리스크(Risk)를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
The present technology has an effect of early detection of a low voltage failure of a secondary battery so as to identify and respond to the cause of the failure, thereby minimizing the risk of failure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 저전압 불량 감지 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 저전압 불량 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 제 1 저전압 선별 단계를 구체화한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 이차전지의 저전압 불량 감지 방법을 설명하기 위해 이차전지 공정 구간을 나타내는 그래프이다.1 is an overall configuration diagram of a low voltage fault detection system for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of detecting a low voltage fault in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating the first low-voltage selection step of FIG.
FIG. 4 is a graph showing a secondary battery process section to explain a method of detecting a low voltage failure of the secondary battery of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected,""coupled," or "connected. &Quot;

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 저전압 불량 감지 시스템 및 그 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a low-voltage fault detection system and method of a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 저전압 불량 감지 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a low voltage fault detection system for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 이차전지의 저전압 불량 감지 시스템은 Referring to FIG. 1, the low voltage fault detection system of the secondary battery of the present invention includes:

이차전지 공정 제어부(110), 전압 측정부(120), 전압값 저장부(130), 전압 변화값 산출부(140), 불량 판단부(150), 및 기준값 저장부(160)를 포함한다.A voltage measurement unit 120, a voltage value storage unit 130, a voltage change value calculation unit 140, a failure determination unit 150, and a reference value storage unit 160. The secondary cell process control unit 110, the voltage measurement unit 120,

이차전지 공정 제어부(110)는 이차전지의 공정 전반에 대해 제어를 수행한다. 즉, 이차전지 공정 제어부(110)는 미리 정한 공정 레시피에 따라 공정이 수행하도록 제어한다. 이때, 공정은 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 에이징 공정, 2차 에이징 공정, 포메이션 공정, 3차 에이징 공정, 안정화 공정의 순으로 수행된다. 에이징 공정은 일정온도 및 일정 습도로 이루어질 수 있으며 그 기간은 0.5일 내지 2일일 수 있다. 포메이션 공정은 이차전지의 수명의 안정성을 확보하기 위하여 진행하게 되며, 이차 전지를 대상으로 반충전 또는 만충전, 반방전 또는 완전 방전을 1회 이상 반복적으로 수행하는 방법에 의하여 진행된다.The secondary battery process control unit 110 controls the overall process of the secondary battery. That is, the secondary cell process control unit 110 controls the process to be performed according to a predetermined process recipe. At this time, as shown in Fig. 4, the process is performed in the order of a primary aging process, a secondary aging process, a forming process, a tertiary aging process, and a stabilization process. The aging process can be performed at a constant temperature and constant humidity, and the period may be from 0.5 days to 2 days. The formation process proceeds to secure the stability of the life of the secondary battery. The formation process is performed by a method of repetitively performing half-charge, full charge, half charge, or complete discharge on the secondary battery.

전압 측정부(120)는 이차전지 공정 제어부(110)의 제어하에 포메이션 공정 후 에이징 공정의 시작점과 안정화 공정의 종료점에서 이차전지의 전압값을 측정한다.The voltage measuring unit 120 measures the voltage value of the secondary battery at the starting point of the aging process and at the end point of the stabilization process after the forming process under the control of the secondary battery process control unit 110.

전압값 저장부(130)는 전압 측정부(120)에서 측정된 이차전지의 전압값을 저장한다.The voltage value storage unit 130 stores the voltage value of the secondary battery measured by the voltage measuring unit 120. [

전압 변화값 산출부(140)는 전압 측정부(120)에서 측정된 포메이션 공정 후 에이징 공정의 시작점의 전압값과 안정화 공정의 종료점(제 1 저전압 선별구간)의 전압값을 비교하여 제 1 전압 변화값을 산출하고, 안정화 공정 이후(제 2 저전압 선별구간)의 제 2 전압 변화값을 산출한다. 이때, 제 2 전압 변화값은 저전압 선별에 바로 이용되는 것이 아니고 제 1 전압 변화값과의 비율정보로 환산되어 추후 제 1 전압 변화값만으로 제 2 전압 변화값을 추정할 수 있도록 한다.The voltage change value calculation unit 140 compares the voltage value of the starting point of the aging process after the forming process measured by the voltage measurement unit 120 with the voltage value of the end point of the stabilization process (first low voltage selection period) And the second voltage change value after the stabilization process (the second low voltage selection period) is calculated. At this time, the second voltage change value is not directly used for low voltage selection, but is converted to ratio information with the first voltage change value, so that the second voltage change value can be estimated based on only the first voltage change value.

불량 판단부(150)는 제 1 전압 변화값과 제 2 전압 변화값의 비율정보를 이용하여 제 1 전압 변화값으로 제 2 전압 변화값을 추정하여, 추정된 제 2 전압 변화값이 미리 정한 기준값의 범위를 만족하는지를 판단하여 만족하는 경우 정상으로 판단하고 기준값의 범위를 만족하지 않는 경우 불량으로 판단한다.The failure judging unit 150 estimates a second voltage change value with the first voltage change value using the ratio information of the first voltage change value and the second voltage change value, and outputs the estimated second voltage change value as a predetermined reference value And if the range is not satisfied, it is judged to be defective.

기준값 저장부(160)는 제 1 전압변화값와 제 2 전압 변화값의 비율을 실험치로 환산한값, 불량을 판단하기 위한 기준값을 저장한다. 이때, 기준값은 실험을 통해 구해질 수 있으며, 상기 전압 변화값 산출부(140)에서 저전압 조기선별을 위해 포메이션 공정 후 에이징 공정의 시작점과 안정화 공정의 종료점까지의 변화된 전압 변화값과 안정화 공정 후(제 2 저전압 선별 구간)의 전압 변화값의 비율을 실험치로 환산하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 포메이션 공정 후 에이징 공정의 시작점과 안정화 공정의 종료점까지(1차 저전압 선별구간)의 변화된 전압 변화값이 2V이고 안정화 공정 후(2차 저전압 선별구간)의 전압 변화값이 8V인 경우 포메이션 공정 후 에이징 공정의 시작점과 안정화 공정의 종료점까지의 변화된 전압 변화값과 안정화 공정 종료점 이후의 전압 변화값의 비율이 1:4가 된다. 이에, 기준값 저장부(160)는 1차 저전압 선별구간과 2차 저전압 선별구간의 전압 변화값의 비율이 저장하고, 2차 저전압 선별구간에서 불량으로 판단하는 전압 변화값을 저장한다. The reference value storage unit 160 stores a value obtained by converting the ratio of the first voltage change value and the second voltage change value to an experimental value, and a reference value for determining a failure. In this case, the reference value can be obtained through experimentation. In the voltage change value calculation unit 140, the voltage change value between the start point of the aging process and the end point of the stabilization process after the formation process and the end point of the stabilization process, The second low-voltage selection period) of the voltage change value of the second low-voltage selection section. For example, when the voltage change value changed from the start point of the aging process to the end point of the stabilization process (primary low voltage selection period) after the formation process is 2V and the voltage change value after the stabilization process (secondary low voltage selection period) is 8V The ratio of the voltage change value after the forming process to the starting point of the aging process and the end point of the stabilization process and the voltage change value after the stabilization process end point becomes 1: 4. Accordingly, the reference value storage unit 160 stores the ratio of the voltage change value of the first low-voltage selection period to the second low-voltage selection period, and stores the voltage change value that is determined to be defective in the second low-voltage selection period.

이에, 비율이 1:4이고, 2차 저전압 선별구간에서 불량으로 판단하는 전압 변화값이 14V이상으로 정한 경우, 1차 저전압 선별구간에서의 전압 변화값이 4V로 측정된 경우 2차 저전압 선별구간에서 4V의 4배인 16V가 될 것으로 예측할 수 있고 16V는 기준값인 14V보다 크므로 불량으로 판단할 수 있다.Therefore, when the voltage change value judged to be defective in the secondary low voltage selection period is set to 14V or more, the voltage change value in the primary low voltage selection period is measured to be 4V, the secondary low voltage selection period It can be predicted that the voltage is 16V which is four times the voltage of 4V and that the voltage of 16V is higher than the reference value of 14V.

이와 같이, 본 발명은 제조 공정이 완료되는 안정화 공정 종료점 이후가 아닌 에이징 공정과 안정화 공정 사이에서 저전압 선별을 하여 미리 불량을 예측할 수 있다.
As described above, according to the present invention, the failure can be predicted in advance by performing low-voltage selection between the aging process and the stabilization process, not after the stabilization process end point at which the manufacturing process is completed.

도 2 및 도 4를 참조하여, 이차전지의 저전압 불량 감지 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2 and FIG. 4, a method of detecting a low voltage failure of a secondary battery will be described in detail.

먼저, 이차전지는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판의 전기적 절연을 위하여 물리적인 이격 공간을 형성하기 위한 분리막 또는 세퍼레이터(separator) 등으로 이루어진 구조체를 이루며, 실시형태에 따라 추가적인 구성이 채용될 수 있다. 이러한 구조체를 형성한 이차전지에 전해액을 주입하고 케이스 외장재를 소정의 방법으로 실링하게 되면 기본적인 이차전지 구조가 형성된다. 이때, 전해액은 양극 활물질로부터 나온 리튬 이온이 음극활물질, 예를 들어 카본 입자 내에 삽입되고 방전시 다시 탈리되는 등 양 전극을 왕복하면서 에너지를 전달할 수 있도록 하는 매개체로서의 기능을 수행하게 된다. First, the secondary battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator or separator for physically separating the positive electrode plate and the negative electrode plate from each other to electrically isolate the positive electrode plate and the negative electrode plate. . When an electrolytic solution is injected into the secondary battery having such a structure and the casing is sealed by a predetermined method, a basic secondary battery structure is formed. At this time, the electrolyte functions as a mediator to transfer energy while reciprocating between the positive and negative electrodes, such that lithium ions from the positive electrode active material are inserted into the negative electrode active material, for example, carbon particles and desorbed again at the time of discharge.

그 후, 전해액의 함침이나 성능의 안정화를 위하여 일정 온도 환경에서 상기 공정이 완료된 이차 전지를 노출시키는 1차, 2차 (Aging) 공정을 순차적으로 수행한다(S110). 1차 에이징 공정은 상온에서 2일간 수행될 수 있고 2차 에이징 공정은 고온에서 1일간 수행될 수 있으며, 상온에서의 에이징 공정을 추가할 수도 있다.Thereafter, in order to impregnate the electrolyte and stabilize the performance, primary and secondary (Aging) processes for exposing the completed secondary battery in a certain temperature environment are sequentially performed (S110). The first aging step may be performed at room temperature for 2 days, the second aging step may be performed at high temperature for 1 day, and an aging step at room temperature may be added.

이어서, 이차 전지를 대상으로 포메이션(formation)공정을 진행하게 되는데, 포메이션 공정은 전지로서의 기능 활성화를 실현하며, 수명의 안정성을 확보하기 위하여 진행하게 되며, 이차 전지를 대상으로 반충전 또는 만충전, 반방전 또는 완전 방전을 1회 이상 반복적으로 수행하는 방법에 의하여 진행된다(S120).Next, the formation process is performed on the secondary battery. The formation process is performed to realize the activation of functions as a battery and to secure the stability of life. The secondary battery is subjected to half-charge or full charge, (S120) in which the discharge is repeated one or more times.

그 후, 일정 온도와 습도 환경에 노출시키는 3차 에이징 공정을 수행한다(S130). 이때, 3차 에이징 공정은 고온에서 2일간 진행하는 것이 바람직하다.Thereafter, a third aging step of exposing to a certain temperature and humidity environment is performed (S130). At this time, it is preferable that the third aging step is carried out at high temperature for 2 days.

실시형태에 따라서 에이징 공정은 포메이션 공정 전과 후에 걸쳐 실시될 수 있으며, 포메이션 공정 이전에만 제한적으로 실시될 수도 있다.According to the embodiment, the aging step may be performed before and after the forming step, and may be performed only before the forming step.

상기 에이징은 균일 함침, 수명 특성, 전지 팽창률 억제 등과 같이 여러 가지 실효성의 확보를 위하여 고온 환경에서 진행되는 것이 일반적이며, 60도 이상에서 진행되는 경우 분리막에 코팅된 폴리머 등이 변성되어 충방전 등의 전지 성능에 영향을 줄 수 있으므로 상온에서 60도 이하의 온도 범위에서 에이징 공정이 진행되는 것이 바람직하다.The aging is generally carried out in a high temperature environment for ensuring various efficacies such as uniform infiltration, lifetime characteristics, suppression of expansion rate of a battery, etc. When the polymer is progressed at a temperature higher than 60 degrees, the polymer coated on the separation membrane is denatured, It is preferable that the aging process is carried out at a temperature range of from room temperature to 60 degrees or less.

그 후, 이차전지의 전압 레벨을 안정화시키는 안정화 공정을 수행한다(S140). 이때 안정화 공정은 0.5일간 수행할 수 있다.Thereafter, a stabilization process for stabilizing the voltage level of the secondary battery is performed (S140). At this time, the stabilization process can be performed for 0.5 days.

이때, 불량 판단부(150)는 3차 에이징 공정 및 안정화 공정 구간에서 제 1 저전압 선별을 수행한다(S150). 제 1 저전압 선별구간은 도 4에서 A-B 구간이다.At this time, the failure determination unit 150 performs the first low voltage selection in the third aging process and the stabilization process period (S150). The first low-voltage selection period is a period A-B in FIG.

그 후, 불량 판단부(150)는 안정화 공정 종료 후 제 2 저전압 선별을 수행한다(S160). 제 2 저전압 선별구간은 도 4에서 B-C 구간이다. 이때, 제 2 저전압 선별을 수행하는 과정은 최종 불량여부를 판단하는 것으로 본 발명에서는 제 1 저전압 선별 구간에서 미리 저전압 불량을 선별하지만 기준값에 대한 실험치를 얻기 위해 제 2 저전압 선별과정을 수행하는 것이 바람직하다.
Thereafter, the failure judging unit 150 performs the second low voltage discrimination after the stabilization process (S160). The second low voltage selection period is the period BC in FIG. In this case, it is preferable to perform the second low voltage selection process in order to select the low voltage fault in the first low voltage selection period but to obtain the experimental value of the reference value in the first low voltage selection period Do.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 도 2의 제 1 저전압 선별을 수행하는 단계(S150)을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the step (S150) of performing the first low voltage selection of FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG. 3 and FIG.

먼저 전압 측정부(120)는 3차 에이징 공정 시작점(도 4에서 A)에서 이차전지에 대해 제 1 전압을 측정한 후 그 결과를 저장한다(S151).First, the voltage measuring unit 120 measures the first voltage with respect to the secondary battery at the starting point of the third aging process (A in FIG. 4) and stores the result thereof (S151).

그 후 전압 측정부(120)는 안정화 공정 종료점(도 4에서 B)에서 제 2 전압을 측정하고 저장한다(S152).Then, the voltage measuring unit 120 measures and stores the second voltage at the stabilization process end point (B in FIG. 4) (S152).

이어서, 전압 변화값 산출부(130)는 제 1 전압과 제 2 전압의 전압차를 산출하여 전압 변화값을 산출한다(S153).Subsequently, the voltage change value calculation unit 130 calculates a voltage change value between the first voltage and the second voltage to calculate a voltage change value (S153).

그 후 불량 판단부(150)는 산출된 전압 변화값이 미리 정한 기준값을 만족하는지를 판단하여(S154), 기준값을 만족하는 경우에는 정상으로 판단하고(S155), 기준값을 만족하지 않는 경우에는 불량으로 판단한다(S156).Then, the failure judging unit 150 judges whether the calculated voltage change value satisfies a predetermined reference value (S154). If the calculated voltage change value satisfies the reference value, it is judged as normal (S155). If the reference value is not satisfied, (S156).

이와 같이, 본 발명은 제조 공정이 완료되는 안정화 공정 종료점 이후가 아닌 에이징 공정과 안정화 공정 사이에서 저전압 선별을 미리 하여 조기에 불량을 예측할 수 있어, 조기에 불량에 대응할 수 있어 불량 위험도를 감소시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the failure can be predicted in advance by early selection of the low voltage between the aging process and the stabilization process, not after the stabilization process end point at which the manufacturing process is completed, so that it is possible to cope with failure at an early stage, have.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It should be regarded as belonging to the claims.

110 : 이차전지 공정 제어부
120 : 전압 측정부
130 : 전압값 저장부
140 : 전압 변화값 산출부
150 : 불량 판단부
160 : 기준값 저장부110: Secondary battery process control unit
120: voltage measuring unit
130: voltage value storage unit
140: voltage change value calculating unit
150: Bad judgment unit
160: Reference value storage section

Claims (8)

이차전지의 포메이션 공정 후 에이징 공정 시작점과 안정화 공정의 종료점(제 1 저전압 선별구간)에서 전압을 측정하는 전압 측정부;
상기 에이징 공정 시작점에서 상기 안정화 공정의 종료점(제 1 저전압 선별구간)의 제 1 전압 변화값을 산출하고, 상기 안정화 공정 종료점 이후(제 2 저전압 선별구간)의 제 2 전압 변화값을 산출하는 전압 변화값 산출부;
제 1 전압 변화값과 제 2 전압 변화값의 비율정보를 이용하여 제 1 전압 변화값으로 제 2 전압 변화값을 추정하여 추정된 제 2 전압 변화값이 미리 정한 기준값의 범위를 만족하는지 판단하는 불량 판단부; 및
상기 제 1 전압변화값와 상기 제 2 전압 변화값의 비율을 실험치로 환산한값, 상기 기준값을 저장하는 기준값 저장부
를 포함하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템.A voltage measuring unit for measuring a voltage at an aging process start point after the forming process of the secondary battery and an end point of the stabilization process (first low voltage selection period);
A first voltage change value at an end point of the stabilization process (the first low voltage selection period) at the starting point of the aging process and a second voltage change value after the stabilization process end point (second low voltage selection period) A value calculation unit;
Determining whether the second voltage change value estimated by estimating the second voltage change value with the first voltage change value satisfies the range of the predetermined reference value using the ratio information of the first voltage change value and the second voltage change value, A determination unit; And
A value obtained by converting the ratio of the first voltage change value and the second voltage change value to an experimental value,
A secondary battery low voltage defective early detection system. 청구항 1에 있어서,
상기 전압 측정부에서 측정한 전압값을 저장하는 전압값 저장부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템.The method according to claim 1,
A voltage value storage unit for storing a voltage value measured by the voltage measurement unit;
Further comprising a voltage detection unit for detecting a voltage of the secondary battery. 청구항 1에 있어서,
상기 기준값은,
상기 안정화 공정 종료점 이후 저전압 선별구간에서의 제 2 전압 변화값을 기준으로 산출되는 것을 특징으로 하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템.The method according to claim 1,
The reference value,
Wherein the second voltage change value is calculated based on a second voltage change value in a low voltage selection period after the end of the stabilization process. 청구항 1에 있어서,
상기 이차전지에 대한 에이징 공정 및 포메이션 공정을 제어하는 이차전지 공정 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a secondary battery process control unit for controlling an aging process and a forming process for the secondary battery. 이차전지의 에이징 공정 시작점과 안정화 공정의 종료점(제 1 저전압 선별구간)의 제 1 전압 변화값과 상기 안정화 공정 종료점 이후(제 2 저전압 선별구간)의 제 2 전압 변화값의 비율을 실험치로 환산한 비율정보를 미리 저장하는 단계;
상기 이차전지에 대한 1, 2차 에이징 공정, 포메이션 공정을 수행하는 단계;
상기 포메이션 공정 후 3차 에이징 공정 및 안정화 공정을 순차적으로 수행하는 단계;
상기 3차 에이징 공정과 상기 안정화 공정 중에 제 1 전압 변화값을 산출하여 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계
상기 제 1 전압 변화값에 대해 상기 비율정보를 이용하여 제 2 전압 변화값을 추정하는 단계;
상기 추정된 제 2 전압 변화값을 미리 정한 기준값과 비교하여 불량을 검출하는 단계; 및
상기 안정화 공정 종료점 이후 전압값을 측정하여 상기 제 2 전압 변화값을 산출하는 단계;
를 포함하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 방법.The ratio of the first voltage change value of the aging process start point of the secondary battery and the end point of the stabilization process (first low voltage select interval) to the second voltage change value after the stabilization process end point (second low voltage select interval) Storing ratio information in advance;
Performing a first and second aging process and a forming process on the secondary battery;
Sequentially performing a third aging process and a stabilization process after the forming process;
Calculating a first voltage change value during the third aging step and the stabilization step to select a first undervoltage fault
Estimating a second voltage change value using the ratio information for the first voltage change value;
Comparing the estimated second voltage change value with a predetermined reference value to detect a failure; And
Measuring a voltage value after the end of the stabilization process to calculate the second voltage change value;
Voltage secondary battery low-voltage early detection method. 삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계는,
상기 3차 에이징 공정의 시작점에서 전압값을 측정하는 단계;
상기 안정화 공정의 종료점에서 전압값을 측정하는 단계;
상기 3차 에이징 공정의 시작점과 상기 안정화 공정의 종료점 간의 제 1 전압 변화값을 산출하는 단계; 및
상기 제 1 전압 변화값이 미리 정한 기준값 범위를 만족하는지 판단하여 상기 제 1 저전압 불량을 선별하는 단계
를 포함하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 방법.The method of claim 5,
The step of selecting the first undervoltage fault may include:
Measuring a voltage value at a starting point of the third aging step;
Measuring a voltage value at an end of the stabilization process;
Calculating a first voltage change value between a start point of the third aging step and an end point of the stabilization step; And
Determining whether the first voltage change value satisfies a predetermined reference value range and selecting the first undervoltage fault
Voltage secondary battery low-voltage early detection method. 청구항 7에 있어서,
상기 기준값은,
상기 제 2 저전압 불량을 선별하는 단계에서의 전압 변화값을 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 저전압 불량 조기 감지 방법.The method of claim 7,
The reference value,
And the voltage change value in the step of selecting the second undervoltage fault is used.
KR1020130130209A 2013-10-30 2013-10-30 System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof KR101800050B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130130209A KR101800050B1 (en) 2013-10-30 2013-10-30 System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130130209A KR101800050B1 (en) 2013-10-30 2013-10-30 System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150049528A KR20150049528A (en) 2015-05-08
KR101800050B1 true KR101800050B1 (en) 2017-11-21

Family

ID=53387602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130130209A KR101800050B1 (en) 2013-10-30 2013-10-30 System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101800050B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075297A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Low voltage defective secondary battery determination system and defective secondary battery determination method using same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102368711B1 (en) * 2017-12-14 2022-02-25 주식회사 엘지에너지솔루션 Apparatus for diagnosings battery cell
KR102070589B1 (en) 2018-03-05 2020-01-29 주식회사 엘지화학 Method and System for Predicting the Time Required for Low Voltage Expression of a Secondary Battery, and Aging Method of the Secondary Battery Using the Same
KR102638015B1 (en) * 2020-11-05 2024-02-20 삼성에스디아이 주식회사 Battery defect screening device and method
JP7550322B2 (en) 2021-06-18 2024-09-12 エルジー・ケム・リミテッド Apparatus and method for predicting low voltage failure of secondary battery, and battery control system including said apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004389A (en) 2008-10-02 2009-01-08 Panasonic Corp Inspection method of battery
JP2012084346A (en) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp Method for producing lithium ion secondary battery
JP2012138192A (en) 2010-12-24 2012-07-19 Hitachi Vehicle Energy Ltd Method of manufacturing battery module and battery module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004389A (en) 2008-10-02 2009-01-08 Panasonic Corp Inspection method of battery
JP2012084346A (en) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp Method for producing lithium ion secondary battery
JP2012138192A (en) 2010-12-24 2012-07-19 Hitachi Vehicle Energy Ltd Method of manufacturing battery module and battery module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075297A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Low voltage defective secondary battery determination system and defective secondary battery determination method using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150049528A (en) 2015-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101802002B1 (en) System for early checking a fail rate by low voltage in a secondary battery and method thereof
KR102010989B1 (en) Method and apparatus for assessing lifetime of secondary battery
KR101800050B1 (en) System for early checking a low voltage of a secondary battery and method thereof
US20110288797A1 (en) Method for determining the charge state of a secondary intercalation cell of a rechargeable battery
KR101779245B1 (en) System for checking a fail in a secondary battery and method thereof
KR102070589B1 (en) Method and System for Predicting the Time Required for Low Voltage Expression of a Secondary Battery, and Aging Method of the Secondary Battery Using the Same
WO2013105140A1 (en) Method for controlling and device for controlling secondary battery
KR101776546B1 (en) Cell system
JP2014222603A (en) Inspection method for battery
KR102258821B1 (en) Apparatus and method for testing secondary battery
KR101783918B1 (en) Apparatus and Method for Estimating Resistance of Secondary Battery
KR102194845B1 (en) Apparatus and method for inspecting low voltage defect of secondary battery
KR20180115817A (en) Method and system for estimating a capacity of individual electrodes and the total capacity of a lithium-ion battery system
KR101712811B1 (en) Method for determining the temperature of a battery
KR101609423B1 (en) Manufacturing methods for Prismatic Secondary Battery
Jin et al. Comparison of Li-ion battery degradation models for system design and control algorithm development
KR101471775B1 (en) Method of inspecting for lithium ion secondary battery
CN114069077A (en) Electrochemical device management method, electronic apparatus, and battery system
JP5849537B2 (en) Estimation apparatus and estimation method
KR20190039075A (en) High-temperature aging process of lithium-ion battery
JP2014082121A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2008292272A (en) Method of predicting voltage of electric storage device
JP2016081579A (en) Secondary battery system
KR20200054013A (en) Method for Detecting Battery Having Disconnection of Terminal
WO2021186781A1 (en) Capacity recovery device, capacity recovery method, and secondary battery system

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