KR102132980B1 - Impact tester for secondary battery - Google Patents

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KR102132980B1
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주식회사 엘지화학
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Abstract

이차전지 평가 후 안전성을 강화할 수 있고 작업 효율이 향상된 충돌 시험 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 충돌 시험 장치는 안전도어를 사이에 둔 시료실과 후처리실; 상기 시료실에 구비된 이차전지의 충격 시험부; 및 충격 시험 후의 이차전지를 상기 충격 시험부로부터 상기 후처리실로 수거하는 수거부를 포함한다. After the secondary battery evaluation, it is possible to enhance the safety and to provide a collision test device with improved work efficiency. The collision test apparatus according to the present invention includes a sample chamber with a safety door and a post-treatment chamber; An impact test unit of the secondary battery provided in the sample chamber; And a collection unit for collecting the secondary battery after the impact test from the impact test unit to the post-treatment chamber.

Description

이차전지 충돌 시험 장치{Impact tester for secondary battery}Impulse tester for secondary battery

본 발명은 이차전지의 안전성을 평가하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지 평가 후 안전성을 강화할 수 있고 작업 효율이 향상된 충돌 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for evaluating the safety of a secondary battery, and more particularly, to a collision test apparatus capable of enhancing safety and improving work efficiency after evaluating a secondary battery.

모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.As technology development and demand for mobile devices, electric vehicles, hybrid vehicles, power storage devices, and uninterruptible power supplies increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, for batteries that can meet various demands. A lot of research is going on.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 이차전지의 안전성을 향상시키는 데 있다. 특히 리튬 이차전지는 사용하는 재료의 특성상 발화 및 폭발의 위험성으로 인한 안전사고도 발생하고 있다. 리튬 이차전지는 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열로 인해 전해질 분해 반응과 열폭주 현상이 발생할 경우 전지 내부의 압력이 급격히 상승하여 전지의 폭발이 유발될 수 있다. One of the main research tasks in this secondary battery is to improve the safety of the secondary battery. In particular, lithium secondary batteries are also experiencing safety accidents due to the risk of ignition and explosion due to the nature of the materials used. When a lithium secondary battery has an electrolyte decomposition reaction and a thermal runaway due to heat generation due to internal short circuit, overcharge, overdischarge, etc., the pressure inside the battery may rise rapidly, causing an explosion of the battery.

특히, 리튬 이차전지의 내부 단락은 외부로부터 이차전지로의 충격에 의해서 일어날 수 있다. 이 때 단락된 양극판과 음극판에서는 각 전극판에 저장되어 있던 높은 전기 에너지가 순식간에 도전되므로 과충전이나 과방전과 같은 다른 안전 사고와 달리 폭발의 위험이 높다. 폭발은 단순히 이차전지가 파손되는 것 이외에 사용자에게 치명적인 피해를 가할 수 있으므로 이차전지 설계자는 단락에 의한 폭발 현상으로부터 안전성을 확보할 수 있도록 다양한 측면에서 이차전지 설계 기술을 개발할 필요가 있다.In particular, the internal short circuit of the lithium secondary battery may be caused by an impact from the outside to the secondary battery. At this time, in the shorted positive electrode plate and the negative electrode plate, the high electrical energy stored in each electrode plate is quickly challenged, so unlike other safety accidents such as overcharging and overdischarging, there is a high risk of explosion. Explosion can cause fatal damage to the user in addition to the damage of the secondary battery, so the secondary battery designer needs to develop secondary battery design technology in various aspects so as to secure safety from an explosion caused by a short circuit.

이차전지의 성능을 높이는 것은 내재 에너지량을 증가하는 것이고, 그만큼 사고의 잠재 가능성이 높아지는 바, 적절한 시험 규격에 의한 전지 성능 및 안전성의 평가가 필요하다. 새로운 설계 기술이 적용되어 양산된 이차전지는 내부 단락으로 인한 폭발 방지 설계가 얼마나 잘 이루어졌는지 평가하는 안전성 평가 시험을 거치게 된다. 이차전지의 안전성 항목 중 내부 단락시의 발열 거동을 평가하는 전지 평가 시험은, 미국의 UL에서 제정한 단체규격 UL 1642, UL 2054, 일본에서 IEC 61960-1 규격을 국제부합화한 JIS C8711 등과 같은 국가규격 등에 정의되어 있다.Increasing the performance of the secondary battery increases the amount of intrinsic energy, and thus the potential for accidents increases. Therefore, evaluation of battery performance and safety by appropriate test standards is necessary. The secondary battery produced by applying the new design technology undergoes a safety evaluation test to evaluate how well the explosion-proof design due to an internal short circuit has been achieved. Among the safety items of secondary batteries, the battery evaluation test for evaluating the heat generation behavior during internal short circuit is the same as UL 1642, UL 2054, the collective standard established by UL in the United States, and JIS C8711, which internationally conforms to IEC 61960-1 in Japan. It is defined in national standards.

상기 이차전지 평가 시험들 중 대표적인 것이 이차전지 표면으로 무거운 물체를 낙하시켜 내부 단락을 유발한 후 안전성이 보증될 수 있는지를 확인하는 충돌 시험이다. 그런데 종래의 규격서에는 낙하시키는 물체의 높이, 무게 및 낙하 속도 등에 관한 사항만 간단하게 정하고 있어 기존의 충돌 시험 장치는 이차전지 위에 무거운 물체를 낙하시키기 위한 최소한의 구조로만 되어 있는 실정이다. A representative one of the secondary battery evaluation tests is a collision test that checks whether safety can be guaranteed after a heavy object is dropped on the surface of the secondary battery to cause internal short circuit. However, only the matters related to the height, weight, and dropping speed of the object to be dropped are simply determined in the conventional standard, so the existing collision test apparatus has only a minimum structure for dropping a heavy object on the secondary battery.

충돌 시험 후 이차전지 내부에 단락 발생시, 시험한 이차전지 온도가 상온이 될 때까지 기다렸다가 다음 이차전지에 대한 시험을 진행해야 한다. 실험한 이차전지가 안정화되지 않고 불안정한 상태에서 수거를 하면 발화/폭발 위험이 존재하기 때문에 매번 시험 후 다음 시험까지는 대기 시간이 필요하다. 충분한 대기 시간을 확보하지 못하여 불안정한 이차전지를 작업자가 직접 수거하는 경우 발화 및 폭발의 위험성으로 인한 안전사고가 일어날 수 있다. If a short circuit occurs inside the secondary battery after the collision test, wait until the tested secondary battery temperature reaches room temperature before proceeding to the test for the next secondary battery. If the secondary battery tested is not stabilized and collected in an unstable condition, there is a risk of ignition/explosion, so a waiting time is required after each test until the next test. If the operator collects an unstable secondary battery by failing to secure sufficient waiting time, a safety accident may occur due to the risk of ignition and explosion.

이와 같이 기존 충돌 시험 장치에서는 시험 후 안전성의 확보가 어렵고 작업 시간이 많이 걸려 비효율적이고 수작업으로 인해 작업 효율이 저하될 뿐 아니라 인건비로 인해 제품의 제조 원가가 상승되는 문제도 있으며, 충돌 시험 장치에서 샘플 정체 현상이 발생되어 후속 작업이 늦어지는 문제도 있다.As described above, it is difficult to secure safety after the test, and it takes a lot of work time, resulting in inefficiency and reduced work efficiency due to manual labor, and also increases the manufacturing cost of the product due to labor costs. There is also a problem that congestion occurs and the subsequent work is delayed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차전지 평가 후 안전성을 강화할 수 있고 작업 효율이 향상된 충돌 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a collision test apparatus that can enhance safety and improve work efficiency after evaluation of a secondary battery.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention can be realized by means of the appended claims and combinations thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충돌 시험 장치는 안전도어를 사이에 둔 시료실과 후처리실; 상기 시료실에 구비된 이차전지의 충격 시험부; 및 충격 시험 후의 이차전지를 상기 충격 시험부로부터 상기 후처리실로 수거하는 수거부를 포함한다. Collision test apparatus according to the present invention for achieving the above object is a sample chamber with a safety door and a post-treatment chamber; An impact test unit of the secondary battery provided in the sample chamber; And a collection unit for collecting the secondary battery after the impact test from the impact test unit to the post-treatment chamber.

상기 충격 시험부는 이차전지를 재치하는 재치대; 상기 재치대 양측에 장착되는 한쌍의 샤프트; 및 상기 샤프트를 따라 상승 및 하강 구동할 수 있는 환봉(road)을 포함할 수 있다. The impact test unit is mounted on the secondary battery; A pair of shafts mounted on both sides of the mount; And a rod capable of driving upward and downward along the shaft.

상기 충격 시험부는 상기 환봉이 이차전지에 낙하하거나 상기 환봉을 이차전지에 교차하여 놓고 상부에서 중량물을 낙하시키는 것일 수 있다.The impact test unit may be that the round bar falls on the secondary battery or the cross bar is placed on the secondary battery to drop a heavy object from the top.

상기 수거부는 상기 안전도어를 마주보고 상기 시료실 일측에 마련되는 슬립 바인 것이 바람직하다. Preferably, the collection part is a slip bar provided on one side of the sample chamber facing the safety door.

충격 시험 후 상기 환봉을 상승시키고 상기 안전도어를 개방하며 상기 슬립 바가 상기 일측에서부터 상기 이차전지를 밀어 상기 후처리실로 운반하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.After the impact test, it is preferable to further include a control unit to raise the round bar, open the safety door, and allow the slip bar to push the secondary battery from the one side and transport it to the post-treatment chamber.

본 발명의 충돌 시험 장치는 시료실과 후처리실을 구비하여, 시험이 완료된 불안정 이차전지를 시료실에서 방치하지 않고 시험 완료 후 즉시 후처리실로 수거할 수 있다.The collision test apparatus of the present invention is provided with a sample chamber and a post-treatment chamber, so that the unstable secondary battery, which has been tested, can be collected in the post-treatment chamber immediately after completion of the test without leaving the sample chamber.

시험 완료 후 충돌 시험부에서 시험 후 이차전지를 즉시 수거할 수 있으므로 다음 시험 대상인 이차전지의 대기 시간없이 충돌 시험을 연속성있게 수행할 수 있어 시간 효율성이 증대되고 충돌 시험 작업 효율이 향상된다.After the test is completed, the secondary battery can be immediately collected after the test at the collision test section, so that the collision test can be continuously performed without waiting time of the secondary battery, which is the next test object, which increases the time efficiency and improves the collision test work efficiency.

또한, 안정화되지 않은 시험 후의 이차전지를 작업자가 직접 수거하지 않고 후처리실에 수납하여 조치할 수 있으므로 안전성이 확보된다. 신속하고 정확하게 이차전지 수거가 가능하며, 수작업으로 인해 발생되는 안전사고를 차단하고 인건비를 줄여 제조원가를 낮출 수 있다. In addition, safety is secured because the secondary battery after the unstabilized test can be stored in a post-treatment room without being directly collected by an operator. It is possible to quickly and accurately collect secondary batteries, cut safety accidents caused by manual work, and reduce labor costs to reduce manufacturing costs.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 시험 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 충돌 시험 장치에서 시료실에 구비될 수 있는 충돌 시험부의 사시도이다.
도 3은 도 1의 충돌 시험 장치에서 충돌 시험 직후의 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3과 같은 충돌 시험 이후 이차전지를 수거하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4와 같은 이차전지 수거 과정을 도 1의 충돌 시험 장치 측면에서 보여주는 도면이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below, and thus the present invention is described in such drawings. It should not be interpreted as being limited to.
1 is a schematic diagram of a collision test apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a crash test unit that may be provided in a sample room in the crash test device of FIG.
3 is a perspective view schematically showing a state immediately after the crash test in the crash test apparatus of FIG. 1.
4 is a perspective view schematically illustrating a process of collecting a secondary battery after a collision test as shown in FIG. 3.
5 is a view showing the secondary battery collection process as in FIG. 4 from the side of the collision test apparatus of FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms to describe his or her invention in the best way. Based on the principle that it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and can replace them at the time of this application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 시험 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a collision test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 충돌 시험 장치(100)는 안전도어(200)를 사이에 둔 시료실(300)과 후처리실(400)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the collision test apparatus 100 according to the present invention includes a sample chamber 300 and a post-treatment chamber 400 with a safety door 200 interposed therebetween.

시료실(300)에는 충격 시험부(310)가 구비되어 있다. 충격 시험 후의 이차전지를 충격 시험부(310)로부터 후처리실(400)로 수거하는 수거부(320)가 포함될 수 있는데, 수거부(320)는 시료실(300)에 구비될 수도 있고 후처리실(400)에 구비될 수도 있다. 본 실시예에서는 수거부(320)가 시료실(300)에 구비되는 경우를 예로 들었다. The sample chamber 300 is provided with an impact test unit 310. A collection unit 320 for collecting the secondary battery after the impact test from the impact test unit 310 to the post-treatment chamber 400 may be included. The collection unit 320 may be provided in the sample chamber 300 or may be provided in the post-treatment chamber ( 400). In this embodiment, the case where the collection part 320 is provided in the sample room 300 is exemplified.

시료실(300)은 외부와 내부를 차단하여, 혹시 모를 이차전지의 발화나 폭발시 작업자와 그 주변을 보호하도록 하기 위해 구비된다. 만일, 시료실(300) 내에서 이차전지의 충돌 시험에 따른 이차전지가 폭발되거나 유독가스가 발생할 경우, 시료실(300)의 외부로 유독가스가 누출되지 않도록 시료실(300)의 일면에는 여닫이 또는 미닫이가 가능한 도어(미도시)를 설치하여 충돌 시험간 시료실(300) 내부를 밀폐시키는 것이 바람직하다. 유독가스의 배출 및 정화를 위한 구성도 더 구비되면 좋다. 내부 관찰이 용이하도록 관찰창을 별도로 구비하거나 시료실(300) 전체를 투명 케이스화할 수도 있다. The sample chamber 300 is provided to block the outside and the inside to protect the worker and the surroundings in case of ignition or explosion of the secondary battery. If, in the sample chamber 300, the secondary battery according to the collision test of the secondary battery explodes or generates toxic gas, a casement is opened on one side of the sample chamber 300 to prevent toxic gas from leaking outside the sample chamber 300. Alternatively, it is preferable to install a door (not shown) capable of sliding to seal the interior of the sample chamber 300 between collision tests. The configuration for the emission and purification of toxic gases may also be provided. The observation window may be separately provided to facilitate the internal observation, or the entire sample chamber 300 may be made into a transparent case.

후처리실(400)도 외부와 내부를 차단하여, 혹시 모를 이차전지의 발화나 폭발시 작업자와 그 주변을 보호하도록 한다. 만일, 후처리실(400) 내에서 시험 후의 이차전지가 폭발되거나 유독가스가 발생할 경우, 후처리실(400)의 외부로 유독가스가 누출되지 않도록 후처리실(400)의 일면에는 여닫이 또는 미닫이가 가능한 도어(미도시)를 설치하여 내부를 밀폐시키는 것이 바람직하다. 유독가스의 배출 및 정화를 위한 구성도 더 구비되면 좋다. 내부 관찰이 용이하도록 관찰창을 별도로 구비하거나 후처리실(400) 전체를 투명 케이스화할 수도 있다. The post-treatment chamber 400 also blocks the outside and the inside to protect the worker and the surroundings in case of ignition or explosion of the secondary battery. If, in the post-treatment chamber 400, the secondary battery after the test explodes or generates toxic gas, a door that can be opened or closed on one side of the post-treatment chamber 400 to prevent toxic gas from leaking out of the post-treatment chamber 400 It is preferable to install (not shown) to seal the inside. The configuration for the emission and purification of toxic gases may also be provided. The observation window may be separately provided to facilitate internal observation, or the entire post-treatment chamber 400 may be made into a transparent case.

후처리실(400)은 충격 시험부(310)가 포함되는 시료실(300)보다는 작은 크기로 구비할 수 있다. 충돌 시험 장치(100)의 풋 프린트를 고려하여 시료실(300)과 후처리실(400) 크기를 설계할 수 있다. The post-treatment chamber 400 may be provided in a smaller size than the sample chamber 300 in which the impact test unit 310 is included. The size of the sample chamber 300 and the post-treatment chamber 400 may be designed in consideration of the footprint of the collision test apparatus 100.

한편, 충격 시험부(310), 안전도어(200) 및 수거부(320) 구동을 위해 적절한 제어부(500)가 각 구성 부분에 대하여 별도로 혹은 통합적으로 더 포함될 수 있다. 본 실시예에서는 제어부(500)가 통합적으로 충격 시험부(310), 안전도어(200) 및 수거부(320) 구동을 담당하는 경우를 예로 들었다. 제어부(500)는 통상 컴퓨터로서, 이들을 구동 및 제어하는 소프트웨어를 내장하고, 각종 데이터값을 설정 및 메모리시키기 위한 것이다. Meanwhile, an appropriate control unit 500 for driving the impact test unit 310, the safety door 200, and the collection unit 320 may be further included separately or integrally for each component. In this embodiment, the case where the control unit 500 is in charge of driving the impact test unit 310, the safety door 200, and the collection unit 320 as an example is exemplified. The control unit 500 is a computer, and is built in software for driving and controlling them, and for setting and memory various data values.

모니터와 계측장비 등도 충돌 시험 장치(100)에 더 포함될 수 있다. 이들은 통상의 상용제품을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 모니터를 통하여 현재 작업진행 상황, 테스트 수량 등의 정보를 살펴볼 수 있도록 할 수 있고, 계측장비는 필요한 경우 이차전지에 연결하여 이차전지의 특성(전류, 전압, 저항)을 시험하여 그 결과 값을 제어부(500)에 보내도록 할 수 있다. A monitor and measurement equipment may also be included in the collision test apparatus 100. They can use ordinary commercial products, for example, through a monitor, it is possible to look at information such as the current work progress, test quantity, etc., and measurement equipment can be connected to a secondary battery if necessary, and the characteristics of the secondary battery ( Current, voltage, and resistance) to test and send the result value to the control unit 500.

충격 시험부(310)는 UL 1642, UL 2054, JIS C8711 등과 같은 규격 또는 전지제조사의 자체규격에 맞게 구비될 수 있다. The impact test unit 310 may be provided in accordance with standards such as UL 1642, UL 2054, JIS C8711, or its own standards.

도 2는 도 1의 충돌 시험 장치(100)에서 시료실(300)에 구비될 수 있는 충돌 시험부(310)의 한 예를 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating an example of a collision test unit 310 that may be provided in the sample chamber 300 in the collision test apparatus 100 of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 일 예로, 충격 시험부(310)는 이차전지를 재치하는 재치대(330), 재치대(330) 양측에 장착되는 한쌍의 샤프트(340), 및 샤프트(340)를 따라 상승 및 하강 구동할 수 있는 환봉(road, 350)을 포함한다. 환봉(350)의 상하 방향 이동을 위하여, 샤프트(340)에는 만입형 레일(미도시)이 구성되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 2, as an example, the impact test unit 310 along the mounting table 330 for mounting the secondary battery, a pair of shafts 340 mounted on both sides of the mounting table 330, and the shaft 340 It includes a round rod (road, 350) that can drive up and down. In order to move the round bar 350 in the vertical direction, the shaft 340 may be configured with an indented rail (not shown).

이러한 충격 시험부(310)는 환봉(350)이 시험 대상의 이차전지(360)에 낙하하거나 환봉(350)을 이차전지(360)에 교차하여 놓고 상부에서 중량물을 낙하시키는 것일 수 있다. The impact test unit 310 may be that the round rod 350 falls on the secondary battery 360 to be tested or the round rod 350 is crossed on the secondary battery 360 to drop a heavy object from the top.

예를 들어, JIS C8711 규격에 의할 경우, 평평한 재치대(330)에 이차전지(360)를 올려 놓고, 환봉(350)은 직경 8mm로 하고 중량물(미도시)은 9kg으로 하여, 이차전지(360) 중앙부에 환봉(350)을 직각으로 올려 놓는다. 이차전지(360)로부터 60cm의 높이에서 중량물을 낙하시켜 폭발 및 발화 여부를 체크한다.For example, in accordance with JIS C8711 standard, the secondary battery 360 is placed on a flat mounting table 330, the round bar 350 is 8 mm in diameter, and the weight (not shown) is 9 kg, and the secondary battery ( 360) Place the round bar 350 at a right angle in the center. The weight is dropped at a height of 60 cm from the secondary battery 360 to check for explosion and ignition.

예를 들어, UL 1642, UL 2054 규격에 의할 경우, 평평한 재치대(330)에 팩 형태의 이차전지(360)를 올려 놓고, 환봉(350)은 직경 16mm로 하고 중량물(미도시)은 9.1kg으로 하여, 이차전지(360) 길이 방향으로 환봉(350)을 올려 놓고. 이차전지(360)로부터 61 ± 2.5cm의 높이에서 중량물을 낙하시켜 폭발 및 발화 여부를 체크한다.For example, according to UL 1642 and UL 2054 standards, a secondary battery 360 in the form of a pack is placed on a flat mounting table 330, the round bar 350 is 16 mm in diameter and the weight (not shown) is 9.1. In kg, place the round bar 350 in the longitudinal direction of the secondary battery 360. The weight is dropped from the secondary battery 360 at a height of 61 ± 2.5 cm to check for explosion and ignition.

본 실시예에서 시험 대상인 이차전지(360)는 원통형 전지이다. 이차전지는 보통 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형(권취형)과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. In the present embodiment, the secondary battery 360 to be tested is a cylindrical battery. Secondary batteries are classified into cylindrical batteries and rectangular batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or square metal can, and pouch-shaped batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case. do. In addition, the electrode assembly embedded in the battery case is a power planter capable of charging and discharging consisting of a stacked structure of a cathode/separator/cathode, and a jelly-roll type wound through a separator between an anode and a cathode of a long sheet type coated with an active material. (Winding type) and a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are classified into a stacked type sequentially stacked with a separator interposed therebetween.

그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. 젤리-롤형 전극조립체는 주로 원통형 전지와 각형 전지에 사용되는 바, 도 2에는 젤리-롤형 전극조립체를 포함하고 있는 원통형 전지가 시험 대상인 경우를 제시하였다.Among them, the jelly-roll electrode assembly has advantages of easy manufacturing and high energy density per weight. The jelly-roll type electrode assembly is mainly used for cylindrical cells and prismatic cells, and FIG. 2 shows a case where a cylindrical cell including a jelly-roll type electrode assembly is a test object.

원통형 전지는 젤리-롤형 전극조립체를 원통형 케이스에 수납하고, 원통형 케이스 내에 전해액을 주입한 후에, 케이스의 개방 상단에 전극 단자(예를 들어, 양극 단자)가 형성되어 있는 탑 캡을 결합하여 제작한다. 권심(젤리-롤의 중심부)에는 원통형의 센터 핀이 삽입되어 있다. 센터 핀은 일반적으로 소정의 강도를 부여하기 위해 금속 소재로 이루어져 있으며 전극조립체를 고정 및 지지하는 작용과 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로서 작용한다. 충격 시험시 외부충격이 인가되었을 때, 만약 이러한 센터 핀이 변형이 되어 분리막을 뚫고 전극에 접촉되면 내부 단락을 유발할 수 있다. 이러한 내부 단락에 의해 발화 혹은 폭발이 발생하면 불량품으로 판정하고 불량품을 검사하여 단락 원인을 분석하고, 그것이 센터 핀에 의한 것이라면 센터 핀에 대한 개선 등 차후 공정 및 제품 설계에 수정을 가하는 식으로 충돌 시험 결과를 이용한다. Cylindrical cells are manufactured by storing a jelly-roll electrode assembly in a cylindrical case and injecting electrolyte into the cylindrical case, then combining a top cap with an electrode terminal (eg, a positive electrode terminal) formed on the open top of the case. . A cylindrical center pin is inserted in the core (the center of the jelly-roll). The center pin is generally made of a metal material in order to impart a predetermined strength, and serves as a path for fixing and supporting the electrode assembly and for discharging gas generated by internal reactions during charge and discharge and operation. When an external shock is applied during the impact test, if the center pin is deformed and penetrates the separator and contacts the electrode, an internal short circuit may occur. If an ignition or explosion occurs due to this internal short circuit, it is judged as a defective product, and the defective product is analyzed to analyze the cause of the short circuit. Use the results.

도 3은 도 1의 충돌 시험 장치(100)에서 충돌 시험 직후의 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view schematically showing a state immediately after the crash test in the crash test apparatus 100 of FIG. 1.

도 3에 도시한 바와 같이, 충돌 시험 후 이차전지(360') 위에 환봉(350)이 위치하고 있다. 안전도어(200)는 폐쇄된 상태이다. 도시한 바와 같이, 수거부(320)는 안전도어(200)를 마주보고 시료실(300) 일측에 마련되는 슬립 바인 것이 바람직하다. 3, after the collision test, the round bar 350 is positioned on the secondary battery 360'. The safety door 200 is closed. As illustrated, the collection part 320 is preferably a slip bar provided on one side of the sample room 300 facing the safety door 200.

도 4는 도 3과 같은 충돌 시험 이후 이차전지를 수거하는 과정을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 측면도이다.4 is a perspective view schematically illustrating a process of collecting a secondary battery after a collision test as in FIG. 3, and FIG. 5 is a side view.

도 4 및 도 5를 참조하면, 충격 시험 후 환봉(350)을 상승시키고 안전도어(200)를 개방하며 슬립 바와 같은 수거부(320)가 시료실(300) 일측에서부터 이차전지(360')를 밀어 후처리실(400)로 운반하도록 한다. 환봉(350)은 수거부(320)의 동선 상에 놓여지지 않도록 충분히 상방으로 상승시킬 필요가 있다. 4 and 5, after the impact test, the round bar 350 is raised, the safety door 200 is opened, and the collection part 320, such as a slip bar, is provided with a secondary battery 360' from one side of the sample chamber 300. Push to transport to the post-treatment chamber 400. The round bar 350 needs to be raised upward sufficiently so as not to be placed on the copper wire of the collection part 320.

도면에서 안전도어(200)는 시료실(300) 쪽으로 상방을 향해 들어 올려지고 하방을 향해 내려지는 여닫이 방식으로 도시하였으나, 후처리실(400) 쪽으로 상방을 향해 들어 올려지고 하방을 향해 내려지는 여닫이 방식 혹은 시료실(300)과 후처리실(400) 사이에서 수직으로 상승 또는 하강하는 미닫이 또는 슬라이딩 방식으로도 구현될 수 있다.In the drawing, the safety door 200 is shown as a casement method that is lifted upward toward the sample chamber 300 and lowered downward, but is a casement method or sample that is lifted upward toward the post-treatment chamber 400 and lowered downward. It may also be implemented by a sliding or sliding method vertically rising or falling between the seal 300 and the post-treatment chamber 400.

도 5에 자세히 그린 바와 같이, 재치대(330) 단부가 후처리실(400) 안으로까지 연장되도록 구성하고 그 단부에 경사를 주면, 수거부(320)가 후처리실(400) 내부까지 들어가지 않아도 이차전지(360')가 후처리실(400) 안으로 미끄러져 들어갈 수 있어 입구에 쌓이는 일이 없다. 이차전지(360')가 후처리실(400)로 수납된 이후에는 안전도어(200)를 다시 폐쇄하고 다음 충돌 시험을 준비하는 상태가 된다. 도 1에 도시한 제어부(500)가 이러한 일련의 과정이 가능하도록 충격 시험부(310), 안전도어(200) 및 수거부(320) 구동을 담당할 수 있다. As illustrated in detail in FIG. 5, if the end of the mounting table 330 is configured to extend into the post-processing chamber 400 and an inclination is applied to the end, the collecting unit 320 is not secondary to the inside of the post-processing chamber 400. The battery 360' can slide into the post-treatment chamber 400, so there is no accumulation at the entrance. After the secondary battery 360' is stored in the post-processing chamber 400, the safety door 200 is closed again and is ready for the next collision test. The control unit 500 shown in FIG. 1 may be in charge of driving the impact test unit 310, the safety door 200, and the collection unit 320 to enable such a series of processes.

후처리실(400)에서는 시험한 이차전지(360')가 안정화될 때까지 보관하였다가 일정량이 쌓이면 한꺼번에 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 후처리실(400)에 이차전지(360')의 수량이 지정된 수량만큼 모이면 자동으로 그 수량만큼을 배출할 수 있도록 할 수 있다. 대신에 일정 시간 또는 시일이 경과 후 배출할 수도 있다. In the post-treatment chamber 400, the tested secondary battery 360' can be stored until it stabilizes, and when a certain amount is accumulated, it can be discharged all at once. For example, when the quantity of the secondary battery 360' is collected in the post-treatment chamber 400 as much as the specified quantity, it is possible to automatically discharge the quantity. Instead, it can be discharged after a certain period of time or after a certain period of time.

한편, 후처리실(400)은 공간을 여러 개로 구획, 예를 들어 슬롯화하고, 이차전지(360') 상태에 따라 분류하여 지정 슬롯에 자동으로 수납하도록 수거부(320) 구동을 조절하게끔 제어부(500)를 구성할 수도 있다. 예를 들어 비발화, 비폭발의 양품 전지와, 발화 혹은 폭발한 불량품 전지를 나누어 따로따로 수납하는 것이다. 이렇게 구성하면 나중에 양품 전지와 불량품 전지를 선별하는 과정을 생략할 수 있고, 하나의 슬롯에 모아 둔 불량품 전지만을 따로 일거에 수거할 수 있기 때문에 단락이 유발된 전지들을 분해하여 검사하기가 한결 수월하게 되므로, 불량 원인 분석 및 대처에 인건비와 시간을 줄일 수 있다. On the other hand, the post-processing chamber 400 divides the space into multiple spaces, for example, slots, sorts them according to the secondary battery 360' state, and controls the collection unit 320 to automatically store in the designated slot. 500). For example, a non-ignited, non-explosive good battery and a ignited or explosive defective battery are divided and stored separately. With this configuration, the process of selecting good and bad batteries can be omitted later, and only bad batteries collected in one slot can be collected separately, making it easier to disassemble and inspect the batteries that caused the short circuit. Therefore, it is possible to reduce labor cost and time for analyzing and coping with the cause of the defect.

이와 같이, 본 발명의 충돌 시험 장치(100)는 시료실(300)과 후처리실(400)을 구비하여, 시험이 완료된 불안정 이차전지(360')를 시료실(300)에서 방치하지 않고 시험 후 즉시 후처리실(400)로 수거할 수 있다. 시험 완료 후 충돌 시험부(310)에서 시험 후 이차전지를 즉시 수거할 수 있으므로 다음 시험 대상인 이차전지의 대기 시간없이 계속적인 충돌 시험을 수행할 수 있어 시간 효율성이 증대되고 충돌 시험 작업 효율이 향상된다. 안정화되지 않은 시험 후의 이차전지(360')를 작업자가 직접 수거하지 않고 후처리실(400)에 수납하여 조치할 수 있으므로 안전성이 확보된다. 신속하고 정확하게 이차전지(360') 수거가 가능하며, 수작업으로 인해 발생되는 안전사고를 차단하고 인건비를 줄여 제조원가를 낮출 수 있다.As described above, the collision test apparatus 100 of the present invention is provided with a sample chamber 300 and a post-treatment chamber 400, and after testing without leaving the unstable secondary battery 360' in which the test is completed in the sample chamber 300 It can be immediately collected in the post-treatment chamber 400. After the test is completed, the secondary battery can be immediately collected after the test in the collision test unit 310, so that the continuous collision test can be performed without waiting time of the secondary battery, which is the next test object, thereby increasing time efficiency and improving collision test work efficiency. . Safety is secured because the secondary battery 360' after the unstabilized test can be stored in the post-treatment chamber 400 without being directly collected by an operator. It is possible to quickly and accurately collect the secondary battery 360', and it can reduce safety costs caused by manual work and reduce labor costs, thereby reducing manufacturing costs.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by a limited number of embodiments and drawings, the present invention is not limited by this, and the technical idea of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described.

100: 충격 시험 장치 200: 안전도어
300: 시료실 310: 충격 시험부
320: 수거부 330: 재치대
340: 샤프트 350: 환봉
360, 360': 이차전지 400: 후처리실
500: 제어부100: impact test device 200: safety door
300: sample chamber 310: impact test unit
320: collection section 330: tact
340: shaft 350: round bar
360, 360': secondary battery 400: post-treatment room
500: control unit

Claims (5)

이차전지 위에 물체를 낙하시켜 내부 단락을 유발한 후 안전성이 보증될 수 있는지를 확인하는 충돌 시험 장치로서,
안전도어를 사이에 둔 시료실과 후처리실;
상기 시료실에 구비된 이차전지의 충격 시험부; 및
충격 시험 후의 이차전지를 상기 충격 시험부로부터 상기 후처리실로 수거하도록, 상기 안전도어를 마주보고 상기 시료실 일측에 마련되는 슬립 바를 포함하고,
상기 시료실과 후처리실 각각은 외부와 내부를 차단하여 밀폐시키는 것이며,
상기 슬립 바는 상기 시료실 일측에서부터 상기 이차전지를 밀어 상기 후처리실로 운반하는 것을 특징으로 하는 충돌 시험 장치.A collision test device that checks whether safety can be guaranteed after an object is dropped on a secondary battery to cause an internal short circuit.
A sample chamber and a post-treatment chamber with a safety door in between;
An impact test unit of the secondary battery provided in the sample chamber; And
A slip bar provided on one side of the sample chamber facing the safety door to collect the secondary battery after the impact test from the impact test unit to the post-treatment chamber,
Each of the sample chamber and the post-treatment chamber is sealed by blocking the outside and the inside,
The slip bar is a collision test device, characterized in that the secondary battery is pushed from one side of the sample chamber to be transported to the post-treatment chamber. 제1항에 있어서, 상기 충격 시험부는
이차전지를 재치하는 재치대;
상기 재치대 양측에 장착되는 한쌍의 샤프트; 및
상기 샤프트를 따라 상승 및 하강 구동할 수 있는 환봉(road)을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 시험 장치.According to claim 1, The impact test unit
A placement table for placing secondary batteries;
A pair of shafts mounted on both sides of the mount; And
Collision test apparatus comprising a rod that can drive up and down along the shaft. 제2항에 있어서, 상기 충격 시험부는 상기 환봉이 이차전지에 낙하하거나 상기 환봉을 이차전지에 교차하여 놓고 상부에서 중량물을 낙하시키는 것을 특징으로 하는 충돌 시험 장치.The impact test unit according to claim 2, wherein the impact test unit drops the weight from the upper portion of the round rod when it falls on the secondary battery or the rod is crossed with the secondary battery. 삭제delete 제2항에 있어서, 충격 시험 후 상기 환봉을 상승시키고 상기 안전도어를 개방하며 상기 슬립 바가 상기 일측에서부터 상기 이차전지를 밀어 상기 후처리실로 운반하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 시험 장치.The collision test apparatus according to claim 2, further comprising a control unit to raise the round bar after the impact test, open the safety door, and allow the slip bar to push the secondary battery from the one side and transport it to the post-treatment chamber. .
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