KR102077725B1 - 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 - Google Patents

라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 Download PDF

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KR102077725B1
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정경윤
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천동원
안재평
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치에 관한 것으로, 광 투과창이 형성된 인시추 코인셀이 안착되는 안착유닛, 및 상기 안착유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하며, 상기 안착유닛은, 상기 인시추 코인셀이 안착되는 안착부, 상기 안착부의 일측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 양극에 연결된 양극탭부, 및 상기 안착부의 타측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 음극에 연결된 음극탭부를 포함할 수 있다.

Description

라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치{IN SITU COIN CELL SUPPORTING DEVICE FOR RAMAN SPECTRUM ANALYSIS}
본 발명은 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치에 관한 것이다.
전세계적으로 미래 유가 상승에 대한 염려와 자동차 배기가스로 인한 환경 문제 및 이에 따른 연비 규제가 강화되면서 이를 대비하고자 하는 노력이 진행중이다. 노력의 일환으로 에너지 저장장치 중 하나인 이차전지에 대한 관심이 집중되고 있으며 이에 관한 개발이 활발히 진행중에 있다. 이차전지는 일차전지와 달리 반복적인 충방전이 가능하므로 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등 휴대용 전자 기기에 적용되어 커다란 생활의 편의를 제공하고 있다. 이차전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 특히 리튬 이차전지는 전자기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압특성과 단위 중량당 에너지 밀도 특성이 뛰어나서 가장 각광받고 있다.
최근에는 전기자동차 및 에너지저장시스템(ESS, Energy storage system) 등 이차전지의 대형화를 위하여 고용량 및 고출력 등 우수한 전기화학적 특성을 가지는 이차전지 개발이 요구되고 있다. 이를 위해 기존 소재를 변형하거나 복합화하는 소재 개발 연구와 함께 개발된 소재에 대한 분석, 반응 및 열화 시스템에 대한 분석 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 분석 연구는 엑시추(ex-situ) 방식의 분석 기법을 넘어서 인시추(in-situ) 방식을 도입하는 추세이다. 이차전지를 충방전 등 구동하면서 분석이 가능한 인시추 기법의 도입으로 실제적이고 정확한 데이터 측정이 가능하다. 현재까지 in-situ XAS (X-ray Absorption Spectroscopy), in-situ XRD (X-ray Diffractometry), in-situ Raman 등 다양한 인시추 분석 기법들이 개발되었고, 이외에도 SEM(Scanning Electron Microscope), TEM(Transmission Electron Microscope) 등 다양한 분석기법들의 인시추화가 활발히 진행중에 있다.
이 중에서 라만 분석기법은 소재의 구조, 조성, 결정성 등 분석이 가능하여 이차전지에서 매우 필수적인 분석기법으로 특히 탄소 소재 분석에 매우 유용하다. 인시추 라만(In-situ Raman) 분석기법을 통해 이차전지의 충방전 과정 중 발생하는 구조변화의 실시간 관찰이 가능하여 소재의 개발 방안 및 반응 메커니즘 등 중요한 도구로 활용되고 있다. 현재 상용화된 인시추 라만 분석용 셀의 경우, 코인셀 타입이 아니라 전극, 분리막 등을 순차적으로 적층하여 조립하고, 전해질을 피딩(feeding) 형식으로 주입하므로 실제 코인셀의 환경과 일부 다를 수 있다. 본 발명에서는 충방전 과정 중 발생하는 이차전지의 구조 및 생성물 관찰이 가능한 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치를 개발하여 이차전지의 반응 및 열화 메커니즘을 이해하고 이를 통해 향후 더욱 안정적이며 우수한 특성을 가지는 이차전지 개발에 기여하고자 한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
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공개특허 제10-2016-0014476호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 인시추 코인셀이 충방전되는 동안 광을 조사하여 인시추 코인셀 충방전 중 발생하는 라만 스펙트럼을 검출 분석하여 인시추 코인셀의 구조변화 및 반응 매커니즘을 실시간으로 측정할 수 있는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치는 광 투과창이 형성된 인시추 코인셀이 안착되는 안착유닛, 및 상기 안착유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하며, 상기 안착유닛은, 상기 인시추 코인셀이 안착되는 안착부, 상기 안착부의 일측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 양극에 연결된 양극탭부, 및 상기 안착부의 타측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 음극에 연결된 음극탭부를 포함할 수 있다.
상기 안착부는, 일측에 상기 인시추 코인셀이 안착되도록 단차지게 형성된 제1 안착홈이 마련되며, 상기 양극탭부와 상기 음극탭부가 각각 결합되며, 상기 인시추 코인셀의 양측면에 밀착되어 상기 인시추 코인셀을 파지하는 한 쌍의 파지부, 및 한 쌍의 상기 파지부 각각의 상호 대향되는 면에 형성된 적어도 하나의 제1 삽입홈에 삽입결합되어 한 쌍의 상기 파지부를 상호 접근되게 하는 제1 스프링부를 포함할 수 있다.
상기 안착유닛은 하면이 상기 지지유닛에 고정되고 상면에 한 쌍의 상기 파지부가 이동가능하게 결합되는 복수의 가이드레일을 구비하여 한 쌍의 상기 파지부가 상호 접근 또는 이격되게 가이드하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 안착유닛은 상부에 상기 가이드부가 결합되고 상기 지지유닛에 고정되는 제1 기저부를 더 포함할 수 있다.
상기 안착유닛은 상기 지지유닛과 상기 파지부 사이에 개재되는 제1 절연부를 더 포함할 수 있다.
상기 안착부는, 일측에 상기 인시추 코인셀이 안착되도록 단차지게 형성된 제2 안착홈이 마련되며, 상기 양극탭부와 상기 음극탭부가 각각 결합되며, 상기 인시추 코인셀의 양측면에 밀착되어 상기 인시추 코인셀을 파지하도록 일측 끝단부를 중심으로 상호 접근되게 회동되는 한 쌍의 회동부, 및 한 쌍의 상기 회동부 각각의 상호 대향되는 일측 끝단부에 형성된 적어도 하나의 제2 삽입홈에 삽입결합되어 미는 힘에 의해 한 쌍의 상기 회동부를 상호 접근되게 회동시키는 제2 스프링부를 포함할 수 있다.
상기 안착유닛은 한 쌍의 상기 회동부 각각의 상호 대향되는 면에 마련되어 상기 인시추 코인셀을 파지하는 한 쌍의 핑거부를 더 포함할 수 있다.
상기 안착유닛은, 상부에 상기 회동부가 결합되고 상기 지지유닛에 고정되는 제2 기저부, 및 상기 지지유닛과 상기 제2 기저부 사이에 개재되는 제2 절연부;를 더 포함할 수 있다.
상기 지지유닛은, 상기 안착유닛의 하부에 위치되며 상기 안착유닛을 지지하는 지지부, 및 상기 지지부 위에 배치되며 상기 안착유닛과 결합되는 홀더부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치는 상기 안착유닛과 상기 홀더부를 결합시키는 결합부를 더 포함하며, 상기 홀더부는 상기 결합부가 관통되는 복수 개의 제1 홀, 상기 양극탭부와 결합되는 전선이 관통되는 제2 홀, 및 상기 음극탭부와 결합되는 전선이 관통되는 제3 홀을 포함하고, 상기 양극탭부와 결합되는 전선은 상기 제2 홀을 통해 상기 홀더부 하측으로 배치되고, 상기 음극탭부와 결합되는 전선은 상기 제3 홀을 통해 상기 홀더부 하측으로 배치될 수 있다.
본 발명은 인시추 코인셀이 충방전되는 동안 광을 조사하여 인시추 코인셀 충방전 중 발생하는 라만 스펙트럼을 검출 분석하여 인시추 코인셀의 구조변화 및 반응 매커니즘을 실시간으로 측정 관찰할 수 있으며, 이를 통해 이차전지의 반응 및 열화 메커니즘을 이해하여 더욱 안정적이며 우수한 특성을 갖는 이차전지를 개발할 수 있다.
또한, 안착유닛을 이용하여 다양한 크기의 인시추 코인셀을 수용하여 다양한 크기의 인시추 코인셀의 구조변화 등을 실시간으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치를 이용한 라만 스펙트럼 분석시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 일실시예의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 일실시예의 안착유닛 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 일실시예의 홀더부 사시도와 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 다른 실시예의 안착유닛 평면도와 작동상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치 다른 실시예에 소형의 인시추 코인셀이 안착된 상태를 나타내는 평면도이다.
이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)를 이용한 라만 스펙트럼 분석시스템의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900) 일실시예의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900) 일실시예의 안착유닛(100) 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
본 발명의 일례에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)는 안착유닛(100), 지지유닛(300), 결합부(400) 등을 포함할 수 있다.
도 1의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석 시스템은 광을 발생시키는 광원부(20)와, 발생된 광을 분석대상 물질인 인시추 코인셀(10)에 조사하고 산란된 광을 수광하는 장치(30)와, 인시추 코인셀(10)을 지지하는 인시추 코인셀 지지장치(900)와, 수광된 광을 통해 라만 스펙스럼을 검출하는 CCD 검출기(40)와, 인시추 코인셀(10)에 연결되어 인시추 코인셀(10)을 충방전시키는 충방전기(미도시) 등을 포함한다. 일례로, 광원부(20)에서 발생시키는 광은 레이저광을 포함할 수 있으며, 충방전기는 후술할 양극탭부(110)과 음극탭부(120)를 매개로 인시추 코인셀(10)의 양극과 음극에 전기적으로 연결되어 인시추 코인셀(10)을 충방전 구동시킬 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)는 광 투과창(11)이 형성된 인시추 코인셀(10)이 안착되는 안착유닛(100), 및 안착유닛(100)을 지지하는 지지유닛(300)을 포함하며, 안착유닛(100)은, 인시추 코인셀(10)이 안착되는 안착부(200)와, 안착부(200)의 일측에 결합되고 인시추 코인셀(10)의 양극에 연결된 양극탭부(110), 및 안착부(200)의 타측에 결합되고 인시추 코인셀(10)의 음극에 연결된 음극탭부(120)를 포함할 수 있다. 안착부(200)는, 일측에 인시추 코인셀(10)이 안착되도록 단차지게 형성된 제1 안착홈(211)이 마련되며, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)가 각각 결합되며, 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지하는 한 쌍의 파지부(210), 및 한 쌍의 파지부(210) 각각의 상호 대향되는 면에 형성된 적어도 하나의 제1 삽입홈(212)에 삽입결합되어 한 쌍의 파지부(210)를 상호 접근되게 하는 제1 스프링부(220)를 포함할 수 있다.
안착유닛(100)은 광 투과창(11)이 형성된 인시추 코인셀(10)이 안착되는 것으로, 후술하는 지지유닛(300)과 결합하여 인시추 코인셀(10)이 안착되는 공간을 제공하는 역할을 할 수 있으며, 안착부(200), 양극탭부(110), 음극탭부(120), 가이드부(130), 제1 기저부(140), 제1 절연부(150) 등을 포함할 수 있다. 일례로, 인시추 코인셀(10)은 조사되는 광이 투과되거나 반사 및 산란되도록 광 투과창(11)을 포함할 수 있다.
안착부(200)는 라만 스펙트럼 분석을 위한 대상물질인 인시추 코인셀(10)을 안착시키는 역할을 하는 것으로, 파지부(210)와 제1 스프링부(220)를 포함할 수 있다. 도 3 또는 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 파지부(210)는 각각 제1 안착홈(211)을 형성하여 인시추 코인셀(10)이 안착되도록 하고 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지하는 역할을 할 수 있다. 제1 안착홈(211)은 한 쌍의 파지부(210) 각각의 상호 대향되는 일측에 오목하게 단차지게 형성되는 것으로, 인시추 코인셀(10)이 안착될 수 있다. 일례로, 인시추 코인셀(10)은 파지부(210)의 제1 안착홈(211)에 안착되며, 한 쌍의 파지부(210)는 상호 접근되게 이동된 후 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다. 제1 스프링부(220)는 한 쌍의 파지부(210) 각각의 상호 대향되는 면에 형성된 제1 삽입홈(212)에 삽입결합되어 한 쌍의 상기 파지부(210)를 상호 접근되게 하는 역할을 할 수 있다.
일례로, 한 쌍의 파지부(210)는 인시추 코인셀(10)의 크기에 대응하여 능동적으로 상호 접근 또는 이격되어 인시추 코인셀(10)을 파지하기 위해, 한 쌍의 파지부(210) 각각의 상호 대향되는 면에 적어도 하나의 제1 삽입홈(212)이 형성되며 제1 삽입홈(212)에 제1 스프링부(220)가 삽입 결합될 수 있다. 사용자가 한 쌍의 파지부(210)를 상호 이격되게 한 후 인시추 코인셀(10)을 한 쌍의 파지부(210)의 제1 안착홈(211)에 안착시키면 제1 스프링부(220)의 복원력에 의해 한 쌍의 파지부(210)는 후술하는 가이드부(130)를 따라 상호 접근되는 방향으로 이동되어 한 쌍의 파지부(210)가 인시추 코인셀(10)에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다. 이처럼, 안착유닛(100)은 제1 스프링부(220)에 의해 한 쌍의 파지부(210)가 상호 접근 또는 이격되어 인시추 코인셀(10)의 크기에 대응하여 인시추 코인셀(10)을 안정적으로 파지할 수 있다. 일례로, 한 쌍의 파지부(210)는 후술하는 가이드레일(131)의 상면에 이동가능하게 결합되어 가이드레일(131)을 따라 상호 접근 또는 이격되게 이동될 수 있다.
도 2 내지 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 양극탭부(110)는 안착부(200)의 일측에 결합되어 인시추 코인셀(10)의 양극에 연결될 수 있으며, 음극탭부(120)는 안착부(200)의 타측에 결합되어 인시추 코인셀(10)의 음극에 연결될 수 있다. 일례로, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)는 한 쌍의 파지부(210)의 측면에 각각 결합될 수 있으며, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)는 후술하는 홀더부(320)를 관통하여 후술하는 지지부(310) 아래로 배치되는 전선(50)과 결합되어 충방전기에 연결될 수 있다.
안착유닛(100)은 하면이 지지유닛(300)에 고정되고 상면에 한 쌍의 파지부(210)가 이동가능하게 결합되는 복수의 가이드레일(131)을 구비하여 한 쌍의 파지부(210)가 상호 접근 또는 이격되게 가이드하는 가이드부(130)와, 상부에 가이드부(130)가 결합되고 지지유닛(300)에 고정되는 제1 기저부(140), 및 지지유닛(300)과 파지부(210) 사이에 개재되는 제1 절연부(150)를 더 포함할 수 있다.
가이드부(130)는 하면이 지지유닛(300)에 고정되고 상면에 한 쌍의 파지부(210)가 이동가능하게 결합되는 복수의 가이드레일(131)을 구비하는 것으로, 한 쌍의 파지부(210)가 상호 접근 또는 이격되게 가이드하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 가이드레일(131)은 복수 개가 지지유닛(300)의 상면에 고정되게 마련되고 상호 평행되게 배치될 수 있다. 도 3 또는 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 가이드부(130)는 후술하는 제1 기저부(140)와 한 쌍의 파지부(210) 사이에 배치되어 한 쌍의 파지부(210)가 상호 접근 또는 이격되는 경우에 한 쌍의 파지부(210)의 이동을 안내할 수 있다.
도 3 또는 도 4의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1 기저부(140)는 상부에 가이드부(130)가 결합되고 지지유닛(300)에 고정되는 것으로, 안착유닛(100)을 지지유닛(300)에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 제1 절연부(150)는 지지유닛(300)과 파지부(210) 사이에 개재되는 것으로, 열이나 광을 차단하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 제1 절연부(150)는 지지유닛(300)과 제1 기저부(140) 사이에 배치되거나, 제1 기저부(140)와 파지부(210) 사이에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900) 일실시예의 홀더부(320) 사시도와 평면도이다.
지지유닛(300)은, 안착유닛(100)의 하부에 위치되며 안착유닛(100)을 지지하는 지지부(310), 및 지지부(310) 위에 배치되며 안착유닛(100)과 결합되는 홀더부(320)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치는 안착유닛(100)과 홀더부(320)를 결합시키는 결합부(400)를 더 포함하며, 홀더부(320)는 결합부(400)가 관통되는 복수 개의 제1 홀(321), 양극탭부(110)와 결합되는 전선(50)이 관통되는 제2 홀(322), 및 음극탭부(120)와 결합되는 전선(50)이 관통되는 제3 홀(323)을 포함하고, 양극탭부(110)와 결합되는 전선(50)은 제2 홀(322)을 통해 홀더부(320) 하측으로 배치되고, 음극탭부(120)와 결합되는 전선(50)은 제3 홀(323)을 통해 홀더부(320) 하측으로 배치될 수 있다.
지지유닛(300)은 안착유닛(100)을 지지하는 역할을 하는 것으로, 지지부(310)와 홀더부(320)를 포함할 수 있다. 도 2의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 지지부(310)는 안착유닛(100)의 하부에 위치되며 안착유닛(100)과 후술하는 홀더부(320)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 제1 기저부(140)는 지지부(310)의 상면에 결합되거나 홀더부(320)에 결합되어 안착유닛(100)을 지지유닛(300)에 고정시킬 수 있다.
도 2 또는 도 5의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 홀더부(320)는 지지부(310) 위에 배치되어 안착유닛(100)과 결합되는 것으로, 안착유닛(100)을 지지하는 역할을 할 수 있으며, 제1 내지 제3 홀(321, 322, 323)을 포함할 수 있다. 제1 홀(321)은 후술하는 결합부(400)가 관통되는 것으로, 복수 개가 배치될 수 있다. 제2 홀(322)은 양극탭부(110)와 결합되는 전선(50)이 관통되는 홀이고, 제3 홀(323)은 음극탭부(120)와 결합되는 전선(50)이 관통되는 홀이다. 일례로, 양극탭부(110)와 결합되는 전선(50)은 제2 홀(322)을 통해 홀더부(320) 하측으로 배치되어 충방전기와 연결될 수 있고, 음극탭부(120)와 결합되는 전선(50)은 제3 홀(323)을 통해 홀더부(320) 하측으로 배치되어 충방전기와 연결될 수 있다.
결합부(400)는 안착유닛(100)과 홀더부(320)를 결합시키는 역할을 할 수 있다. 일례로, 나사가 제1 기저부(140)와 홀더부(320)의 제1 홀(321)을 통과하여 제1 기저부(140)와 홀더부(320)를 결합할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900) 다른 실시예의 안착유닛(100) 평면도와 작동상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900) 다른 실시예에 소형의 인시추 코인셀(10)이 안착된 상태를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 일례에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)는 안착부(200), 양극탭부(110), 음극탭부(120), 핑거부(170), 제2 기저부(180), 제2 절연부(190), 지지유닛(300), 결합부(400) 등을 포함할 수 있다. 다만, 양극탭부(110), 음극탭부(120), 지지유닛(300), 결합부(400) 등에 대하여는 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)에 대한 설명이 유추 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안착부(200)는, 일측에 인시추 코인셀(10)이 안착되도록 단차지게 형성된 제2 안착홈(251)이 마련되며, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)가 각각 결합되며, 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지하도록 일측 끝단부를 중심으로 상호 접근되게 회동되는 한 쌍의 회동부(250), 및 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 일측 끝단부에 형성된 적어도 하나의 제2 삽입홈(252)에 삽입결합되어 미는 힘에 의해 한 쌍의 회동부(250)를 상호 접근되게 회동시키는 제2 스프링부(260)를 포함할 수 있다.
안착부(200)는 라만 스펙트럼 분석을 위한 대상물질인 인시추 코인셀(10)을 안착시키는 역할을 하는 것으로, 회동부(250)와 제2 스프링부(260)를 포함할 수 있다. 도 6 또는 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 회동부(250)는 각각 제2 안착홈(251)을 형성하여 인시추 코인셀(10)이 안착되도록 하고 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지하도록 일측 끝단부를 중심으로 상호 접근되게 회동되도록 하는 역할을 할 수 있다. 도 6 또는 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 회동부(250)의 인시추 코인셀(10)이 슬라이딩 삽입되는 타측은 원형의 인시추 코인셀(10)의 삽입을 용이하게 하기 위해 끝단부가 라운딩지게 형성될 수 있다.
제2 안착홈(251)은 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 일측에 오목하게 단차지게 형성되는 것으로, 인시추 코인셀(10)이 안착될 수 있다. 일례로, 인시추 코인셀(10)은 회동부(250)의 제2 안착홈(251)에 안착되며, 한 쌍의 회동부(250)는 상호 접근되게 이동된 후 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다. 제2 스프링부(260)는 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 일측 끝단부에 형성된 제2 삽입홈(252)에 삽입결합되어 미는 힘에 의해 한 쌍의 회동부(250)를 상호 접근되게 회동시키는 역할을 할 수 있다.
일례로, 한 쌍의 회동부(250)는 인시추 코인셀(10)의 크기에 대응하여 능동적으로 상호 접근 또는 이격되어 인시추 코인셀(10)을 파지하기 위해, 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 면에 적어도 하나의 제2 삽입홈(252)이 형성되며 제2 삽입홈(252)에 제2 스프링부(260)가 삽입 결합될 수 있다. 사용자가 한 쌍의 회동부(250)를 상호 이격되게 한 후 인시추 코인셀(10)을 한 쌍의 회동부(250)의 제2 안착홈(251)에 안착시키거나 한 쌍의 후술하는 핑거부(170)에 슬라이딩 삽입하면 제2 스프링부(260)의 미는힘에 의해 한 쌍의 회동부(250)는 회전축(171)을 중심으로 상호 접근되는 방향으로 회동되어 한 쌍의 회동부(250) 또는 한 쌍의 핑거부(170)가 인시추 코인셀(10)에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다. 이처럼, 안착유닛(100)은 제2 스프링부(260)에 의해 한 쌍의 회동부(250)가 상호 접근 또는 이격되어 인시추 코인셀(10)의 크기에 대응하여 인시추 코인셀(10)을 안정적으로 파지할 수 있다. 도 6 또는 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 한 쌍의 회동부(250)는 일측 끝단부를 관통하여 지지유닛(300) 또는 후술하는 제2 기저부(180)에 결합된 회전축(171)을 중심으로 상호 접근되게 회동된 후 인시추 코인셀(10)의 양측면에 밀착되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다. 일례로, 한 쌍의 회동부(250)는 후술하는 제2 기저부(180)의 상부에 회동가능하게 마련되고 일측 끝단부를 중심으로 회동되어 인시추 코인셀(10)을 파지할 수 있다.
도 2 또는 도 6의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)는 한 쌍의 회동부(250)의 측면에 각각 결합될 수 있으며, 양극탭부(110)와 음극탭부(120)는 홀더부(320)를 관통하여 지지부(310) 아래로 배치되는 전선(50)과 결합되어 충방전기에 연결될 수 있다.
안착유닛(100)은 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 면에 마련되어 인시추 코인셀(10)을 파지하는 한 쌍의 핑거부(170)와, 상부에 회동부(250)가 결합되고 지지유닛(300)에 고정되는 제2 기저부(180), 및 지지유닛(300)과 제2 기저부(180) 사이에 개재되는 제2 절연부(190)를 더 포함할 수 있다.
핑거부(170)는 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 면에 마련되어 인시추 코인셀(10)을 파지하는 역할을 할 수 있다. 도 6 또는 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 한 쌍의 회동부(250) 각각의 상호 대향되는 면에는 인시추 코인셀(10)을 파지하는 별개의 한 쌍의 핑거부(170)가 배치될 수 있다. 핑거부(170)의 일단은 회전축(171)에 권취되며 타단은 인시추 코인셀(10)의 측면에 밀착될 수 있다. 일례로, 한 쌍의 핑거부(170)는 인시추 코인셀(10)이 슬라이딩 삽입되는 경우에 인시추 코인셀(10)의 형상에 대응하여 변형이 가능하도록 가요성 및 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 이는 회동부(250)에 형성된 제2 안착홈(251)의 크기보다 작은 소형의 인시추 코인셀(10)을 파지하여야 하는 경우에 별개로 배치된 한 쌍의 핑거부(170)가 소형 인시추 코인셀(10)의 양측면을 견고하게 파지하도록 하기 위함이다.
도 6 또는 도 7의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제2 기저부(180)는 상부에 회동부(250)가 결합되고 지지유닛(300)에 고정되는 것으로, 안착유닛(100)을 지지유닛(300)에 고정시키는 역할을 할 수 있다. 제2 절연부(190)는 지지유닛(300)과 제2 기저부(180) 사이에 개재되는 것으로, 열이나 광을 차단하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 제2 절연부(190)는 지지유닛(300)과 제2 기저부(180) 사이에 배치되거나, 제2 기저부(180)와 회동부(250) 사이에 배치될 수 있다.
본 발명은 안착유닛(100)을 이용하여 용이하고 신속하게 인시추 코인셀(10)을 안착시키고, 결합부(400)를 이용해 안착유닛(100)을 지지유닛(300)에 결합한 후 광을 조사하여 충방전 중에 인시추 코인셀(10)의 반응메커니즘을 관찰할 수 있는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치(900)에 관한 것이다. 인시추 코인셀(10)이 충방전되는 동안 광을 조사하여 인시추 코인셀(10) 충방전 중 발생하는 라만 스펙트럼을 검출 분석하여 인시추 코인셀(10)의 구조변화 및 반응 매커니즘을 실시간으로 측정 관찰할 수 있으며, 이를 통해 이차전지의 반응 및 열화 메커니즘을 이해하여 더욱 안정적이며 우수한 특성을 갖는 이차전지를 개발할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
10 : 인시추 코인셀 50 : 전선
100 : 안착유닛 110 : 양극탭부
120 : 음극탭부 130 : 가이드부
131 : 가이드레일 140 : 제1 기저부
150 : 제1 절연부 170 : 핑거부
180 : 제2 기저부 190 : 제2 절연부
200 : 안착부 210 : 파지부
211 : 제1 안착홈 212 : 제1 삽입홈
220 : 제1 스프링부 250 : 회동부
251 : 제2 안착홈 252 : 제2 삽입홈
260 : 제2 스프링부 300 : 지지유닛
310 : 지지부 320 : 홀더부
321 : 제1 홀 322 : 제2 홀
323 : 제3 홀 400 : 결합부
900 : 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치

Claims (10)

  1. 광 투과창이 형성된 인시추 코인셀이 안착되는 안착유닛; 및
    상기 안착유닛을 지지하는 지지유닛;을 포함하며,
    상기 안착유닛은,
    상기 인시추 코인셀이 안착되는 안착부;
    상기 안착부의 일측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 양극에 연결된 양극탭부;
    상기 안착부의 타측에 결합되고 상기 인시추 코인셀의 음극에 연결된 음극탭부; 및
    한 쌍의 회동부 각각의 상호 대향되는 면에 마련되어 상기 인시추 코인셀을 파지하기 위한 한 쌍의 핑거부;를 포함하며,
    상기 안착부는,
    각각의 일측 끝단부에 관통되어 상기 지지유닛에 결합되는 한 쌍의 회전축을 중심으로 회동되며, 상기 양극탭부 및 상기 음극탭부과 각각 결합되며, 각각의 상호 대향되는 면에 오목하게 단차지게 형성된 제2 안착홈이 마련되는 한 쌍의 회동부; 및
    한 쌍의 상기 회동부 각각의 상호 대향되는 일측 끝단부에 형성된 적어도 하나의 제2 삽입홈에 삽입결합되어 미는 힘에 의해 한 쌍의 상기 회동부를 각각 한 쌍의 상기 회전축을 중심으로 상호 접근되게 회동시키는 제2 스프링부;를 포함하며,
    상기 회동부는,
    상기 인시추 코인셀이 슬라이딩 삽입되는 타측의 끝단부가 라운딩지게 형성되며,
    상기 핑거부는,
    일단이 상기 회전축에 권취되고, 상기 인시추 코인셀의 측면 형상에 대응하여 변형이 가능하도록 가요성 및 탄성을 갖는 재질로 형성되며,
    상기 인시추 코인셀을 한 쌍의 상기 회동부 및 한 쌍의 상기 핑거부 사이에 순차적으로 슬라이딩 삽입하는 경우,
    상기 핑거부는,
    상기 회동부를 통해 전달되는 상기 제2 스프링부의 미는 힘으로 인해 상기 인시추 코인셀의 측면 형상에 대응하는 형상으로 변형되어 상기 인시추 코인셀의 측면을 감싸면서 파지하는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안착유닛은,
    상부에 상기 회동부가 결합되고 상기 지지유닛에 고정되는 제2 기저부; 및
    상기 지지유닛과 상기 제2 기저부 사이에 개재되는 제2 절연부;를 더 포함하는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지유닛은,
    상기 안착유닛의 하부에 위치되며 상기 안착유닛을 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부 위에 배치되며 상기 안착유닛과 결합되는 홀더부;를 포함하는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안착유닛과 상기 홀더부를 결합시키는 결합부를 더 포함하며,
    상기 홀더부는 상기 결합부가 관통되는 복수 개의 제1 홀, 상기 양극탭부와 결합되는 전선이 관통되는 제2 홀, 및 상기 음극탭부와 결합되는 전선이 관통되는 제3 홀을 포함하고,
    상기 양극탭부와 결합되는 전선은 상기 제2 홀을 통해 상기 홀더부 하측으로 배치되고, 상기 음극탭부와 결합되는 전선은 상기 제3 홀을 통해 상기 홀더부 하측으로 배치되는 라만 스펙트럼 분석용 인시추 코인셀 지지장치.
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