KR102160339B1 - Apparatus for real-time collecting inner gas in pouch type secondary electric cell while charging and discharging and method thereof - Google Patents

Apparatus for real-time collecting inner gas in pouch type secondary electric cell while charging and discharging and method thereof Download PDF

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Abstract

이차전지 발생가스 포집장치가 개시된다. 상기 이차전지 발생가스 포집장치는, 파우치형의 전지가 장착되는 지그로서: 상부면이 개방된 직육면체 형상의 지그바디부와; 상기 지그바디부의 상부에 탈착가능하게 결합하며, 상기 지그바디부와 함께 상기 전지가 장착되는 공간에 진공을 형성하는 지그탑부를 포함하는, 상기 지그; 상기 지그탑부의 상부에서 상기 전지에 홈을 형성시키는 펀칭부; 상기 지그바디부의 일측이나 타측에서 상기 전지로부터 확산된 가스를 수용가능한 매니폴드부로 연결하는 연결부; 및 상기 지그바디부의 일 측면에 구비되는 충방전 단자들로서, 상기 전지의 양극 및 음극단자들이 상기 충방전 단자들에 접촉하여 충방전기로 하여금 상기 전지가 충방전될 수 있는 상기 충방전 단자들;을 포함한다.Disclosed is an apparatus for collecting secondary battery generated gas. The secondary battery-generating gas collecting device includes: a jig in which a pouch-type battery is mounted: a jig body having a rectangular parallelepiped shape with an open top surface; The jig, which is detachably coupled to an upper portion of the jig body portion and includes a jig top portion configured to form a vacuum in a space in which the battery is mounted together with the jig body portion; A punching portion forming a groove in the battery above the jig-top portion; A connection part connecting the gas diffused from the battery to an acceptable manifold part at one or the other side of the jig body part; And charge/discharge terminals provided on one side of the jig body, wherein positive and negative terminals of the battery contact the charge/discharge terminals to cause a charge/discharger to charge/discharge the battery. Include.

Description

충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 실시간 포집장치 및 포집방법{APPARATUS FOR REAL-TIME COLLECTING INNER GAS IN POUCH TYPE SECONDARY ELECTRIC CELL WHILE CHARGING AND DISCHARGING AND METHOD THEREOF}[APPARATUS FOR REAL-TIME COLLECTING INNER GAS IN POUCH TYPE SECONDARY ELECTRIC CELL WHILE CHARGING AND DISCHARGING AND METHOD THEREOF}

본 출원은 2018.07.09. 출원된 한국특허출원 10-2018-0079183호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application was filed on July 9, 2018. It claims the benefit of priority based on the applied Korean Patent Application No. 10-2018-0079183, and all contents disclosed in the documents of the Korean patent application are included as part of this specification.

본 발명은 충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지그바디부와 지그탑부를 형성하여 파우치형 타입의 이차전지를 수용하고, 수용된 파우치형 타입의 이차전지를 충방전하면서 이차전지에 구멍을 뚫어 배출된 이차전지의 가스를 실시간으로 포집하여 분석할 수 있도록 하는 이차전지 발생가스 포집장치로서, 이차전지의 표면의 온도를 모니터링하면서 포집장치 내부의 압력 변화를 측정할 수 있는 이차전지 발생가스 포집장치 및 그에 따른 포집방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch-type secondary battery-generating gas collection device and a collection method for both charging and discharging, and more specifically, a jig body portion and a jig top portion are formed to accommodate a pouch-type secondary battery, and the received pouch-type secondary battery This is a secondary battery-generated gas collection device that allows real-time collection and analysis of the secondary battery gas discharged by making a hole in the secondary battery while charging and discharging the battery.The pressure change inside the collection device while monitoring the temperature of the surface of the secondary battery It relates to a secondary battery generated gas collection device capable of measuring and a collection method according thereto.

일반적으로, 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Li-ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion Polymer Battery) 등이 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있고, 리튬 이차전지에는 폴리머형 전지, 원형 전지, 각형 전지 등이 포함된다.In general, a secondary battery is a battery that can be used repeatedly through a discharge and charging process in the reverse direction to convert chemical energy into electrical energy, and the types include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries. ) Battery, lithium-metal battery, lithium-ion battery, and lithium-ion polymer battery. Among these secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate have been commercialized and widely used, and lithium secondary batteries include polymer-type batteries, circular batteries, and prismatic batteries.

그러나, 종래의 리튬 이차전지는 고온에서 노출되었을 때 발화/폭발할 위험성이 있다. 또한, 과충전, 외부단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우에도, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발화/폭발의 위험성이 있다. 한 예로서, 전해액 전극 사이의 반응 결과, 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되어, 일정 압력 이상에서 리튬 이차전지가 폭발할 수 있다.However, the conventional lithium secondary battery has a risk of ignition/explosion when exposed to high temperatures. In addition, even when a large current flows within a short time due to overcharging, external shorting, nail penetration, local crush, etc., there is a risk of ignition/explosion as the battery is heated by IR heat generation. As an example, as a result of the reaction between the electrolyte electrodes, gas is generated and the internal pressure of the battery rises, and the lithium secondary battery may explode above a certain pressure.

리튬 이차전지 내에서 반응에 따라 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, CnH2n-2 (n=2~5), CnH2n (n=2~5), CnH2n+2(n=1~5)인 탄화수소 및 기타 유기가스종 등의 다양한 종류의 가스가 발생할 수 있다. 이산화탄소 등과 같은 내부 발생 가스는 조건에 따라 충전되면서 다시 원래의 물질로 돌아갈 수 있는 가역적인 것도 있지만 대개는 전지 내에서 기체 상태로 남아 내압을 높이고, 전지가 부풀어 오르도록 하는 스웰링 현상을 유발시킨다. 스웰링이 일어난 전지는 두께가 커져 전지가 장착되도록 설계된 전자전기 기기에 잘 장착될 수 없거나, 불룩하게 튀어나온 외관 때문에 불량으로 판단되어 상품으로서의 가치를 잃게 된다.Depending on the reaction in the lithium secondary battery, hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, C n H 2n-2 (n=2~5), C n H 2n (n=2~5), C n H 2n+2 Various types of gases such as hydrocarbons and other organic gas species (n=1~5) can be generated. There are some reversible gases such as carbon dioxide that can return to the original material while being charged according to conditions, but usually remain in a gaseous state in the battery, increasing the internal pressure, and causing a swelling phenomenon that causes the battery to swell. A battery in which swelling has occurred may not be well mounted in an electronic/electrical device designed to be mounted due to an increased thickness, or it may be judged as defective due to a bulging appearance and thus lose its value as a product.

따라서, 이차전지 내에서 발생하는 가스를 포집하여 정확하게 분석하는 것이 매우 중요하다. 리튬이온전지의 작동시에 다양한 가스가 발생하며 발생가스의 조성 및 함량에 대한 정보는 전지소재의 개발, 전지제조공정 최적화, 전지 불량원인의 파악 등에 있어 유용하게 이용된다.Therefore, it is very important to collect and accurately analyze gas generated in the secondary battery. Various gases are generated during operation of a lithium-ion battery, and information on the composition and content of the generated gas is usefully used in the development of battery materials, optimization of battery manufacturing processes, and identification of the cause of battery failure.

종래의 전지발생가스 포집장치의 경우, 파우치타입의 전지의 가스포집을 위하여 공기압에 의해 작동되는 개폐 실린더, 승하강 가이드와 같은 매우 복잡한 구성을 가지고 있으며, 이에 중대형 이차전지에만 적용될 수 있다는 문제점이 있었다.In the case of a conventional battery-generated gas collecting device, it has a very complex configuration such as an opening and closing cylinder operated by pneumatic pressure and an elevating guide for gas collection of a pouch-type battery, and thus there is a problem that it can be applied only to medium and large secondary batteries. .

또한, 종래기술은 이차전지를 뚫기 위해, 핸들을 회전하여야 하였으므로 조작성 및 신속성이 저하되며, 지그바디의 내부공간이 협소하여 스웰링이 일어난 전지에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.In addition, in the prior art, since the handle must be rotated in order to penetrate the secondary battery, operability and speed are deteriorated, and there is a problem that it is difficult to apply to a battery in which swelling occurs due to the narrow internal space of the jig body.

리튬이온 전지의 충전 및 방전 시 전지 내부에 발생한 가스의 분석에 있어서, 일정한 전압으로 충전 또는 방전한 셀을 밀폐된 공간에 넣고 개방하여 가스를 채취하여 분석하는 방식에 따르면, 가스의 발생시점이나 충방전 중 가스조성의 변화 등의 관찰은 어려운 점이 있기 때문에, 이를 파악하기 위해서는 다수의 전지를 각각 다른 전압으로 충전 또는 방전 후 가스를 채취하여 분석하고 있어 비용상의 낭비가 있을 뿐만 아니라, 전지간의 편차가 생긴다는 등의 문제점이 있을 수 있다.In the analysis of gas generated inside the battery during charging and discharging of a lithium-ion battery, according to the method of collecting and analyzing the gas by placing the cell charged or discharged at a constant voltage into an enclosed space, Since it is difficult to observe changes in gas composition during discharge, in order to understand this, a number of batteries are charged or discharged at different voltages, and then gas is collected and analyzed. There may be problems such as occurring.

그에 따라, 단일전지 중에서도 파우치형 전지의 충전 또는 방전 중에 발생하는 가스를 실시간으로 채취하여 분석할 수 있는 장치를 제공하는 방안이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method of providing a device capable of collecting and analyzing gas generated during charging or discharging of a pouch type battery among single cells in real time.

또한, 보다 정밀한 분석을 위하여, 전지의 표면 온도를 측정하고 전지가 장착된 지그 내부의 압력을 측정하면서 실시간으로 전지에서 발생하는 가스를 분석할 수 있는 장치를 제공하는 방안이 요구된다.In addition, for more precise analysis, there is a need for a method of providing a device capable of analyzing gas generated from a battery in real time while measuring the surface temperature of the battery and measuring the pressure inside the jig in which the battery is mounted.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지그 내에 수용된 파우치형 타입의 이차전지를 충방전하면서 이차전지에 구멍을 뚫어 배출된 이차전지의 가스를 실시간으로 포집하여 분석할 수 있도록 하는 이차전지 발생가스 포집장치로서, 이차전지의 표면의 온도를 모니터링하면서 포집장치 내부의 압력 변화를 측정할 수 있는, 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법 제공을 그 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art described above, and while charging and discharging a pouch-type secondary battery housed in a jig, it is possible to collect and analyze the gas of the secondary battery discharged by making a hole in the secondary battery in real time. An object of the present invention is to provide a secondary battery-generated gas collection device and a collection method capable of measuring a pressure change inside the collection device while monitoring the temperature of the surface of the secondary battery.

전술한 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는:In order to solve the above-described problem, the secondary battery generated gas collection device according to the present invention:

파우치형의 전지가 장착되는 지그로서:As a jig on which a pouch-type battery is mounted:

상부면이 개방된 직육면체 형상의 지그바디부와;A jig body having a rectangular parallelepiped shape with an open top surface;

상기 지그바디부의 상부에 탈착가능하게 결합하며, 상기 지그바디부와 함께 상기 전지가 장착되는 공간에 진공을 형성하는 지그탑부를 포함하는, 상기 지그;The jig, which is detachably coupled to an upper portion of the jig body portion and includes a jig top portion configured to form a vacuum in a space in which the battery is mounted together with the jig body portion;

상기 지그탑부의 상부에서 상기 전지에 홈을 형성시키는 펀칭부;A punching portion forming a groove in the battery above the jig-top portion;

상기 지그바디부의 일측이나 타측에서 상기 전지로부터 확산된 가스를 수용가능한 매니폴드부, 포집관, 또는 가스분석장치로 연결하는 연결부; 및A connection part connecting to a manifold part, a collection pipe, or a gas analysis device capable of receiving the gas diffused from the battery at one side or the other side of the jig body part; And

상기 지그바디부의 일 측면에 구비되는 충방전 단자들로서, 상기 전지의 양극 및 음극단자들 각각이 상기 충방전 단자들에 각각 접촉하여 충방전기로 하여금 상기 전지가 충방전될 수 있는 상기 충방전 단자들;Charge/discharge terminals provided on one side of the jig body, wherein each of the positive and negative terminals of the battery contacts the charge/discharge terminals to cause a charge/discharger to charge and discharge the battery. ;

를 포함할 수 있다.It may include.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는, 상기 전지의 표면 온도를 측정할 수 있는 열전대를 더 포함하고, 상기 열전대는 상기 지그바디부의 하부에 구비되고, 상기 열전대의 일 단부는 상기 전지 표면의 온도를 측정할 수 있도록 상기 지그바디부의 하부 표면상으로 노출되어 상기 전지의 하부면과 접촉될 수 있다.In addition, the secondary battery generated gas collection device according to the present invention further includes a thermocouple capable of measuring a surface temperature of the battery, the thermocouple is provided under the jig body, and one end of the thermocouple is the battery In order to measure the temperature of the surface, it may be exposed on the lower surface of the jig body and contacted with the lower surface of the battery.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에서, 상기 열전대 아래에 열전대 지지 스프링이 구비되어, 상기 열전대 지지 스프링에 의하여 상기 열전대의 일단부가 상기 전지의 하부면과 접촉될 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, a thermocouple support spring is provided under the thermocouple, and one end of the thermocouple may be in contact with the lower surface of the battery by the thermocouple support spring.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는: 상기 연결부에 연결되어 상기 지그와 매니폴드부, 포집관, 또는 가스분석장치와의 연결을 개방(open) 또는 폐쇄(close)할 수 있는 개폐 밸브; 및 상기 지그 내부의 압력을 측정하는 압력계; 를 더 포함할 수 있다.In addition, the secondary battery generated gas collection device according to the present invention is: an opening and closing capable of opening or closing the connection between the jig and the manifold part, the collection pipe, or the gas analysis device by being connected to the connection part. valve; And a pressure gauge measuring the pressure inside the jig. It may further include.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에서, 상기 압력계는 상기 연결부와 상기 개폐 밸브 사이에 연결될 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collection apparatus according to the present invention, the pressure gauge may be connected between the connection part and the on/off valve.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에서, 상기 지그의 내부는 단열재로 이루어질 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, the inside of the jig may be made of a heat insulating material.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에서, 상기 충방전 단자들의 상기 지그 내부로 돌출되는 일단부에 각각 홈이 구비되어 상기 홈에 상기 전지의 양극 및 음극 단자들이 각각 삽입될 수 있고,In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, a groove is provided at one end of the charge/discharge terminals protruding into the jig, so that the positive and negative terminals of the battery can be inserted into the groove, respectively,

상기 홈에 삽입된 전지의 단자와 상기 지그의 충방전 단자를 소형 나사를 통해 밀착시킬 수 있는 것일 수 있다.The terminal of the battery inserted into the groove and the charge/discharge terminal of the jig may be in close contact with each other through a small screw.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법은:In addition, the secondary battery generated gas collection method according to the present invention:

파우치형의 전지를 지그에 장착하는 단계; Mounting the pouch-shaped battery to the jig;

지그바디부의 연결부에 매니폴드부, 포집관, 또는 가스분석장치를 연결하여 결합하는 단계; Connecting and coupling a manifold part, a collection pipe, or a gas analysis device to a connection part of the jig body part;

지그 내부를 진공으로 형성하는 단계; Vacuum forming the inside of the jig;

충방전 단자에 충방전 장치를 연결하는 단계; Connecting a charging/discharging device to a charging/discharging terminal;

펀칭부를 작동하는 단계; 및 Operating the punching unit; And

상기 전지로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계;Collecting gas diffused from the battery;

를 포함할 수 있다.It may include.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법에서, 상기 전지로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계는 상기 충방전 단자들을 통해 상기 전지를 충방전하면서 상기 전지로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the method for collecting gas generated from the secondary battery according to the present invention, the step of collecting the gas diffused from the battery includes collecting the gas diffused from the battery while charging and discharging the battery through the charge/discharge terminals. I can.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법에서, In addition, in the secondary battery generated gas collection method according to the present invention,

상기 확산된 가스를 포집하는 단계는 열전대를 통해 상기 전지의 표면 온도를 측정하는 단계 및 압력계를 통해 상기 지그의 내부 압력을 측정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The step of collecting the diffused gas may include at least one of measuring a surface temperature of the battery through a thermocouple and measuring an internal pressure of the jig through a pressure gauge.

본 발명에 따르면, 파우치형 전지에서 발생하는 가스를 실시간으로 채취하여 분석함에 있어서, 충방전을 용이하게 할 수 있다.According to the present invention, charging and discharging can be facilitated in collecting and analyzing gas generated from a pouch-type battery in real time.

또한, 전지의 표면 온도를 측정하고 전지가 장착된 지그 내부의 압력을 측정하면서 실시간으로 전지에서 발생하는 가스를 분석할 수 있으므로, 파우치형 이차전지의 내부 발생 가스를 보다 정밀하게 분석할 수 있다.In addition, since the gas generated from the battery can be analyzed in real time while measuring the surface temperature of the battery and the pressure inside the jig in which the battery is mounted, the gas generated inside the pouch-type secondary battery can be analyzed more precisely.

또한, 파우치형 전지에서 발생하는 가스를 실시간으로 채취하여 분석함에 있어서, 전지 표면의 온도를 측정함으로 전지의 열적거동을 함께 연구할 수 있으며, 압력계를 통해 발생하는 가스의 총량을 보다 용이하게 알 수 있는 장점이 있다.In addition, in collecting and analyzing the gas generated from the pouch-type battery in real time, the thermal behavior of the battery can be studied together by measuring the temperature of the battery surface, and the total amount of gas generated through a pressure gauge can be more easily known. There is an advantage.

도 1은 본 발명에 따른 충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 포집장치가 매니폴드부에 연결된 상태를 나타낸 개념도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 포집장치의 단면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 포집장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치의 충방전단자를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 충방전 장치, 온도모니터링 장치, 압력 모니터링 장치가 연결된 경우를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 충방전 겸용 파우치형 이차전지 발생가스 포집방법을 나타내는 블록도이다.1 is a conceptual diagram showing a state in which a pouch-type secondary battery generating gas collecting device for both charging and discharging according to the present invention is connected to a manifold.
2A is a cross-sectional view of a pouch-type secondary battery generating gas collecting device for both charging and discharging according to the present invention.
2B is a plan view of a pouch-type secondary battery generating gas collecting device for both charging and discharging according to the present invention.
3 shows a charge/discharge terminal of the apparatus for collecting gas generated from secondary batteries according to the present invention.
4 is a schematic diagram of a pouch-type secondary battery according to the present invention.
5 illustrates a case in which a charging/discharging device, a temperature monitoring device, and a pressure monitoring device are connected to the secondary battery-generated gas collecting device according to the present invention.
6 is a block diagram showing a method of collecting gas generated by a pouch-type secondary battery for both charging and discharging according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The terms or words used in the specification and claims are not limited to their usual or dictionary meanings, and the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various equivalents that can replace them at the time of application It should be understood that there may be water and variations. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치가 매니폴드부에 연결된 상태를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a state in which a gas collecting device for secondary battery generation according to the present invention is connected to a manifold.

도 1을 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(100)는 이차전지 내부의 가스분석을 위해 이차전지 발생가스 포집장치(100)를 통해 가스를 포집하고, 매니폴드부(10)와 연결된 포집관(13)에 포집하여 이를 가스분석장치(미도시)에 연결하여 분석하게 된다. 또는 매니폴드부(10)에 가스분석장치를 직접 연결하여 이차전지 발생가스 포집장치(100)에서 포집되는 가스를 분석할 수도 있다. 또는, 매니폴드부(10)를 통하지 않고 이차전지 발생가스 포집장치(100)에 가스분석장치를 직접 연결하여 이차전지 발생가스 포집장치(100)에서 포집되는 가스를 분석할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the secondary battery-generated gas collection device 100 according to the present invention collects gas through the secondary battery-generated gas collection device 100 for gas analysis inside the secondary battery, and the manifold unit 10 ) Is collected in the collecting pipe 13 connected to the) and connected to a gas analysis device (not shown) for analysis. Alternatively, a gas analysis device may be directly connected to the manifold part 10 to analyze the gas collected by the secondary battery-generated gas collection device 100. Alternatively, a gas analysis device may be directly connected to the secondary battery-generated gas collection device 100 without passing through the manifold unit 10 to analyze the gas collected by the secondary battery-generated gas collection device 100.

진공펌프(11)는 이차전지 발생가스 포집장치(100) 또는 매니폴드부(10)의 미리 설정된 위치에 연결되어, 이차전지가 장착된 이차전지 발생가스 포집장치(100)를 진공상태로 형성한다. 이후, 펀칭부를 통해 이차전지를 뚫어 가스를 포집한 후 가스분석장치를 통해 가스를 분석하게 된다.The vacuum pump 11 is connected to a pre-set position of the secondary battery-generated gas collection device 100 or the manifold unit 10 to form the secondary battery-generated gas collection device 100 equipped with a secondary battery in a vacuum state. . Thereafter, gas is collected by piercing the secondary battery through the punching unit, and then the gas is analyzed through a gas analyzer.

가스분석장치는 질량분석기나 크로마토그래피에 의해 분석되는 것으로, 이에 한정되지 않고 가스분석의 정확성 또는 정밀성을 높이기 위해 다른 분석장치나 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다.The gas analyzer is analyzed by mass spectrometry or chromatography, and is not limited thereto, and other analysis devices or methods may be used to increase the accuracy or precision of gas analysis.

도 2a는 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치를 정면에서 바라본 경우의 단면도이며, 도 2b은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치를 상면에서 바라본 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치의 충방전단자를 도시한다.2A is a cross-sectional view of the secondary battery-generated gas collection device according to the present invention as viewed from the front, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the secondary battery-generated gas collection device according to the present invention. 3 shows a charge/discharge terminal of the apparatus for collecting gas generated from a secondary battery according to the present invention.

도 2a 및 도 2b을 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(100)는, 파우치형의 전지(200)가 장착되는 직육면체 형상의 지그바디부(110); 상기 지그바디부(110)의 상부에 탈착가능하게 결합하며, 상기 지그바디부(110)와 함께 상기 전지(200)가 장착되는 공간에 진공을 형성하는 지그탑부(120); 상기 지그탑부(120)의 상부에서 상기 전지(200)에 홈을 형성시키는 펀칭부(130); 상기 지그바디부(110)의 일측면에 구비되고 상기 전지(200)로부터 확산된 가스를 수용가능한 매니폴드부(10)로 연결하는 연결부(140); 상기 전지(200)의 전극과 접촉할 수 있고 상기 전지(200)에 전기적으로 연결되어 상기 전지(200)를 충방전할 수 있도록 된 충방전 단자들(150); 상기 전지(200)의 표면 온도를 측정할 수 있는 열전대(thermocouple)(160); 상기 연결부(140)에 구비되고 지그 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력계(180)를 포함한다.2A and 2B, the secondary battery generating gas collecting apparatus 100 according to the present invention includes: a jig body 110 having a rectangular parallelepiped shape to which a pouch-shaped battery 200 is mounted; A jig-top part 120 detachably coupled to an upper portion of the jig body part 110 and forming a vacuum in a space in which the battery 200 is mounted together with the jig body part 110; A punching part 130 forming a groove in the battery 200 at an upper portion of the jig top part 120; A connection part 140 provided on one side of the jig body part 110 and connecting the gas diffused from the battery 200 to a manifold part 10 capable of receiving the gas; Charging and discharging terminals 150 that can contact the electrode of the battery 200 and are electrically connected to the battery 200 to charge and discharge the battery 200; A thermocouple 160 capable of measuring the surface temperature of the battery 200; It includes a pressure gauge 180 provided in the connection part 140 and capable of measuring the pressure inside the jig.

지그바디부(110)는 직육면체 형상으로 형성되며, 상면이 개구되어 지그바디부(110)로 형성되는 공간의 내부에 전지(200)가 안착되는 되는 것으로서, 지그바디부(110)의 상부는 지그탑부(120)와 결합하게 되어 지그를 형성한다. 이 때, 지그바디부(110)의 폭과 길이는 지그탑부(120)의 폭과 길이에 대응되도록 형성될 수 있으나, 파우치형 전지(200)의 크기를 고려하여 다양한 크기로 지그바디부(110)와 지그탑부(120)의 형상 및 크기를 조절할 수 있음은 물론이다.The jig body part 110 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the upper surface of the jig body part 110 is opened so that the battery 200 is seated in the space formed by the jig body part 110, and the upper part of the jig body part 110 is It is combined with the top part 120 to form a jig. At this time, the width and length of the jig body part 110 may be formed to correspond to the width and length of the jig top part 120, but the jig body part 110 has various sizes in consideration of the size of the pouch-type battery 200. ) And the shape and size of the jig-top part 120 can of course be adjusted.

지그는 금속 재질로 이루어질 수 있고, 예를 들면, 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 재질로 제작될 수 있고, 절연을 위해 아노다이징을 통해 피막을 형성하여 사용할 수도 있다. 또는, 공업용 플라스틱의 재질로 제작될 수도 있다. The jig may be made of a metal material, for example, stainless steel (SUS), aluminum (Al), titanium (Ti), or may be made of a material such as an alloy thereof, and a film is formed through anodizing for insulation. It can also be formed and used. Alternatively, it may be made of an industrial plastic material.

그러나, 지그 내부 공간(즉, 지그바디부(110)와 지그탑부(120)가 결합되어 내부에 전지(200)를 장착할 수 있는 공간)의 내부 표면(A)은 단열재의 재질로 되어 있을 수 있다. 단열재로서, 베이클라이트(bakelite)를 사용할 수 있고, 또는 펄라이트, 실리카 등의 무기질 단열재 또는 발포폴리우레탄, 베이클라이트와 같은 유기질 단열재 재질을 사용할 수도 있다. However, the inner surface (A) of the inner surface of the jig (that is, the space in which the jig body portion 110 and the jig top portion 120 are combined and the battery 200 can be mounted) may be made of an insulating material. have. As the insulating material, bakelite may be used, or inorganic insulating materials such as pearlite and silica, or organic insulating materials such as foamed polyurethane and bakelite may be used.

지그탑부(120)와 지그바디부(110)는 너트, 볼트와 같은 체결장치(122)에 의해 고정될 수 있으며, 결합면인 지그바디부(110)의 상면과 지그탑부(120)의 하면에는 지그바디부(110)와의 결합 시 기밀성을 유지하기 위한 기밀부(121)가 형성된다.The jig top portion 120 and the jig body portion 110 may be fixed by a fastening device 122 such as a nut and a bolt, and the upper surface of the jig body portion 110 and the lower surface of the jig top portion 120, which is a bonding surface, An airtight part 121 for maintaining airtightness when combined with the jig body part 110 is formed.

기밀부(121)는 지그바디부(110)의 상면에 형성된 기밀부 결합홈(111)과 결합하여 기밀성을 가질 수 있다. 또한, 기밀부 결합홈(111)이 형성되지 않고 미리 설정된 두께를 가진 기밀부(121)가 지그탑부(120)의 하면이나 지그바디부(110)의 상면에 형성되고 체결장치(122)를 통해 지그바디부(110)와 지그탑부(120)를 체결함으로써 기밀성이 더욱 향상되도록 하는 것도 물론 가능하다.The airtight part 121 may have airtightness by combining with the airtight part coupling groove 111 formed on the upper surface of the jig body part 110. In addition, an airtight portion coupling groove 111 is not formed, and an airtight portion 121 having a preset thickness is formed on the lower surface of the jig top portion 120 or the upper surface of the jig body portion 110 and through the fastening device 122 It is of course possible to further improve airtightness by fastening the jig body portion 110 and the jig top portion 120.

펀칭부(130)는, 지그탑부(120)의 수용홈(123)에서 왕복운동하는 본체(136); 상기 본체(136)에 연결된 로드(132); 상기 로드(132)의 왕복운동을 가이드하며, 상기 본체(136)의 일측방향 이동을 제한하는 스탑퍼로 작용하는 가이드(134); 상기 본체(136)에 연결된 펀칭팁(139);을 포함한다.The punching unit 130 may include a main body 136 that reciprocates in the receiving groove 123 of the jig-top unit 120; A rod 132 connected to the main body 136; A guide 134 that guides the reciprocating movement of the rod 132 and acts as a stopper for limiting the movement of the main body 136 in one direction; Includes; a punching tip 139 connected to the main body 136.

로드(132)는 펀칭헤드(131)에 연결되며, 펀칭헤드(131)를 누름으로써, 로드(132) 및 본체(136)가 이동하면서, 펀칭팁(139)은 전지(200)에 홈을 형성하면서 가스를 분출시키게 된다.The rod 132 is connected to the punching head 131, and by pressing the punching head 131, the rod 132 and the main body 136 move, and the punching tip 139 forms a groove in the battery 200. As you do, you will emit gas.

펀칭부(130)는 펀칭부 고정핀(138)에 의해 지그탑부(120)의 일측 상부에 고정된다.The punching part 130 is fixed to an upper part of one side of the jig top part 120 by a punching part fixing pin 138.

본체(136)는 로드(132)와 연결된 부분은 펀칭팁(139)과 연결된 부분보다 그 직경이 크도록 형성되어, 본체(136)와 연결된 펀칭팁(139)이 왕복하여 다시 돌아올 때, 이차전지 발생가스 포집장치의 외부로 본체와 로드가 돌출되지 않도록 본체(136)의 외경보다 내경이 작은 가이드(134)에 의해 멈춰지게 된다.The main body 136 is formed to have a larger diameter than the portion connected to the punching tip 139 at the portion connected to the rod 132, and when the punching tip 139 connected to the main body 136 reciprocates and returns again, the secondary battery The main body and the rod are stopped by the guide 134 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the main body 136 so that the main body and the rod do not protrude to the outside of the generated gas collecting device.

본체(136)의 외주면에는 기밀성을 향상시키기 위한 기밀부(135)가 형성되며, 기밀부(135)는 예를 들어 고무재질의 O-ring으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.An airtight portion 135 for improving airtightness is formed on the outer circumferential surface of the main body 136, and the airtight portion 135 may be formed of, for example, an O-ring made of rubber, but is not limited thereto.

펀칭부(130)는 상기 본체(136)의 외주면에 형성되되, 상기 본체(136)를 탄력적으로 지지하는 스프링(137)을 더 포함한다.The punching part 130 further includes a spring 137 formed on the outer circumferential surface of the main body 136 and elastically supporting the main body 136.

스프링(137)은 미리 설정된 강성(스프링 상수)와 미리 설정된 길이에 따라 펀칭팁(139)의 이동거리를 제한하도록 하며, 이에 펀칭팁(139)은 예를 들어 2mm로 이동할 수 있도록 이동거리가 제한될 수 있으나 전지(200)의 단락이 발생하지 않는다면 이에 한정되지 않는다.The spring 137 limits the moving distance of the punching tip 139 according to a preset stiffness (spring constant) and a preset length, and thus the punching tip 139 is limited so that the moving distance can be moved to, for example, 2 mm. However, it is not limited thereto as long as the short circuit of the battery 200 does not occur.

이에, 펀칭팁(139)은 가이드(134)로부터의 스프링(137)의 최대 압축거리만큼 최대로 이동할 수 있다. 도 4를 참조하면, 펀칭팁(139)은 파우치형 전지(200)의 양극 및 음극단자(230a, 230b)가 형성되지 않는 부분인 펀칭위치(270)를 펀칭하게 된다. Accordingly, the punching tip 139 can move to the maximum by the maximum compression distance of the spring 137 from the guide 134. Referring to FIG. 4, the punching tip 139 punches a punching position 270 that is a portion of the pouch-type battery 200 in which the positive and negative terminals 230a and 230b are not formed.

또한, 지그바디부(110)의 전지(200)가 장착되는 공간의 상면에는 펀칭팁(139)이 수용될 수 있는 수용홈(112, 도 2b 참조)을 더 포함할 수 있다. 이에, 본 발명에 따르면, 펀칭팁(139)이 전지(200)의 일부를 관통하도록 하여 가스를 용이하게 분출하도록 하면서도, 펀칭팁(139)이 전지(200)를 관통한 후 수용홈(112)에 의해 파손이 방지되도록 할 수 있다. 펀칭팁(139)은 SUS, 강선(피아노선)등을 가공하여 사용할 수도 있으며, 텅스텐을 침형태로 가공하여 사용할 수도 있다.In addition, the upper surface of the space in which the battery 200 of the jig body unit 110 is mounted may further include a receiving groove 112 (see FIG. 2B) in which the punching tip 139 can be accommodated. Accordingly, according to the present invention, while the punching tip 139 penetrates a part of the battery 200 so that gas is easily ejected, the receiving groove 112 after the punching tip 139 penetrates the battery 200 Can be prevented by The punching tip 139 may be used by processing SUS, steel wire (piano wire), or the like, or may be used by processing tungsten into a needle shape.

이러한 본 발명에 따르면, 펀칭팁(139)은 스프링(137)의 강성 및 스프링(137)의 길이에 따라 이동거리가 제한됨은 물론 수용홈(112)에 의해 수용될 수 있어 과도한 힘의 작용에 의한 파손이 방지될 수 있다.According to the present invention, the punching tip 139 can be accommodated by the receiving groove 112 as well as the movement distance is limited according to the stiffness of the spring 137 and the length of the spring 137 by the action of excessive force. Breakage can be prevented.

펀칭팁(139)의 단부의 직경은 상기 전지(200) 커버의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 전지(200)에 구멍을 뚫을 때, 단락 방지를 위해 펀칭팁(139)의 두께는 전지커버의 두께보다 작은 1mm 이내로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이에, 본 발명에 따르면, 전지의 쇼트(단락)을 방지할 수 있으며, 원터치로 펀칭부를 작동시켜 신속하게 가스를 포집할 수 있다. The diameter of the end of the punching tip 139 may be formed smaller than the thickness of the cover of the battery 200. That is, when drilling a hole in the battery 200, the thickness of the punching tip 139 may be formed to be less than 1 mm less than the thickness of the battery cover to prevent short circuit, but is not limited thereto. Accordingly, according to the present invention, a short circuit (short circuit) of the battery can be prevented, and gas can be quickly collected by operating the punching unit with one touch.

또한, 지그는 충방전 단자들(150)을 더 포함할 수 있다. 충방전 단자들(150)에 전지(200)의 양극 및 음극단자들(230)이 접촉되어 충방전 장치(310, 도 5 참조)로 하여금 전지(200)가 충방전될 수 있도록 한다. 지그바디부(110)의 전지가 장착되는 공간에 파우치형 전지(200)가 장착되는 경우, 파우치형 전지(200)의 양극 및 음극단자들(230)이 지그바디부(110)의 일 측면으로 향하게 된다. 그에 따라, 충방전 단자들(150)은 예를 들어 지그바디부(110)의 일 측면에 구비될 수 있다. 또한, 충방전 단자들(150)이 지그바디부(110)의 일 측면을 관통하여 구비되어 있어 충방전 단자들(150)의 각각의 일단부는 지그 내부로 노출되어 파우치형 전지(200)의 양극 및 음극단자들(230)과 접촉할 수 있고, 충방전 단자들(150)의 각각의 타단부는 지그 외부의 충방전 장치(310)에 연결될 수 있다. In addition, the jig may further include charge/discharge terminals 150. The positive and negative terminals 230 of the battery 200 are in contact with the charging/discharging terminals 150 so that the charging/discharging device 310 (refer to FIG. 5) can charge and discharge the battery 200. When the pouch-type battery 200 is mounted in the space in which the battery of the jig body part 110 is mounted, the positive and negative terminals 230 of the pouch-type battery 200 are moved to one side of the jig body part 110. Is directed. Accordingly, the charge/discharge terminals 150 may be provided on one side of the jig body 110, for example. In addition, since the charging/discharging terminals 150 are provided through one side of the jig body part 110, each end of the charging/discharging terminals 150 is exposed to the inside of the jig, so that the positive electrode of the pouch-type battery 200 And the negative terminals 230 may be in contact, and the other ends of each of the charge/discharge terminals 150 may be connected to the charging/discharging device 310 outside the jig.

도 2a 및 도 3을 참조하면, 충방전 단자들(150)이 용수철 방식으로 되어 있지는 않아 파우치형 전지(200)를 지그 내부에 장착하는 경우에 전지(200)의 양극 및 음극단자들(230)이 지그 내부로 돌출된 충방전 단자들(150)에 접촉하도록 전지(200)를 장착하여야 한다. 이 때, 도 3의 충방전 단자(150)의 정면도를 참조하면, 지그 내부로 돌출된 충방전 단자(150)의 끝단부에는 홈이 있어, 전지(200)의 단자가 수용될 수 있다. 도 3의 충방전 단자(150)의 상면도를 참조하면, 충방전 단자(150)의 끝단부에 전지(200)의 단자가 수용되면, 소형나사(151)를 돌려 전지(200)의 단자에 완전히 밀착하여, 전지(200)의 단자를 충방전 단자(150)에 고정하면서도 전기적 접속이 이루어질 수 있도록 한다. Referring to FIGS. 2A and 3, when the pouch-type battery 200 is mounted inside the jig because the charging/discharging terminals 150 are not spring-typed, the positive and negative terminals 230 of the battery 200 The battery 200 should be mounted so as to contact the charge/discharge terminals 150 protruding into the jig. In this case, referring to the front view of the charge/discharge terminal 150 of FIG. 3, there is a groove at the end of the charge/discharge terminal 150 protruding into the jig, so that the terminal of the battery 200 may be accommodated. Referring to the top view of the charge/discharge terminal 150 of FIG. 3, when the terminal of the battery 200 is received at the end of the charge/discharge terminal 150, the small screw 151 is rotated to the terminal of the battery 200. Completely in close contact with each other, the terminal of the battery 200 is fixed to the charge/discharge terminal 150 while allowing electrical connection to be made.

충방전 단자(150)는 전기전도도가 높은 금속으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 금, 은, 백금, 로듐 등으로 이루어질 수 있고, 또는 SUS 등의 금속재질에 도금 등의 방법으로 표면에 걸리는 저항이 작아지는 방식으로 제작될 수도 있다. 한편, 충방전 단자(150)와 지그바디부(110)가 접촉하는 부분의 절연을 위해, 절연부(152)로 충방전 단자(150)가 둘러싸여져 있을 수 있으며, 절연부(152)는 공업용 플라스틱의 재질로 제작될 수 있고, 충방전 단자(150)와 지그 사이로 외기가 유입되는 것을 방지하기 위하여, 지그 내부를 밀폐할 수 있는 밀폐부재(153)를 더 포함할 수 있다. 밀폐부재(152)로서는 예를 들면, O-링 등일 수 있다. 충방전 장치(310)는 전지(200)의 양극 및 음극단자들(230)과 전기적으로 연결되어 전지(200)의 충방전을 구동시키는 기능을 수행한다. 충방전 장치는 전원부와 부하부 및 스위칭 회로를 포함하고, 전원부는 전지(200)를 충전하기 위하여 전압 및/또는 전류를 조절하여 전지(200)에 인가하고, 부하부는 전지(200)에 충전된 에너지를 방전하며, 스위칭 회로에 의하여 전원부 및 부하부가 선택적으로 전지(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. The charge/discharge terminal 150 may be made of a metal having high electrical conductivity, for example, gold, silver, platinum, rhodium, etc., or resistance applied to the surface by a method such as plating on a metal material such as SUS It can also be manufactured in this smaller way. Meanwhile, in order to insulate the part where the charge/discharge terminal 150 and the jig body part 110 contact, the charge/discharge terminal 150 may be surrounded by an insulating part 152, and the insulating part 152 is for industrial use. It may be made of a plastic material, and may further include a sealing member 153 capable of sealing the inside of the jig in order to prevent the inflow of outside air between the charging and discharging terminal 150 and the jig. The sealing member 152 may be, for example, an O-ring. The charging/discharging device 310 is electrically connected to the positive and negative terminals 230 of the battery 200 to drive charging and discharging of the battery 200. The charging/discharging device includes a power supply unit, a load unit, and a switching circuit, and the power unit adjusts voltage and/or current to charge the battery 200 and applies it to the battery 200, and the load unit is charged to the battery 200. The energy is discharged, and the power supply unit and the load unit may be selectively electrically connected to the battery 200 by a switching circuit.

또한, 지그는 열전대(160)를 더 포함할 수 있다. 열전대(160)를 통하여 지그 내부에 장착된 전지(200)의 표면 온도를 측정할 수 있다. 열전대(160)는 예를 들어 지그바디부(110)의 하부에 구비될 수 있다. 또한, 열전대(160)는 예를 들어 지그바디부(110)의 하부를 관통하여 구비될 수 있다. 열전대(160)의 일 단부는 전지(200) 표면의 온도를 측정할 수 있도록 지그 내부에 노출되고, 보다 구체적으로는, 예를 들어, 지그바디부(110)의 전지(200)가 장착되는 공간의 상면(즉, 지그바디부(110)의 바닥의 상부 표면, 도 2a 및 도 2b 참조)에 노출되어 전지(200)의 하부면과 접촉할 수 있다. 한편, 열전대(160)의 일 단부는 지그 내부로 돌출되어 전지(200)의 하부면과 접촉할 수 있다. 이 때, 열전대(160)는 열전대의 아래에 구비된 열전대 지지 스프링(161)에 의하여 지지되고, 열전대 지지 스프링(161)에 의하여 지그바디부(110)의 바닥의 상부 표면으로 열전대(160)의 일 단부가 올라오게 되고, 전지(200)가 지그바디부(110)의 바닥에 장착되는 경우에도 열전대 지지 스프링(161)의 힘에 의하여 열전대(160)의 일 단부는 전지(200)에 접촉될 수 있다. In addition, the jig may further include a thermocouple 160. The surface temperature of the battery 200 mounted inside the jig may be measured through the thermocouple 160. The thermocouple 160 may be provided under the jig body 110, for example. In addition, the thermocouple 160 may be provided through, for example, a lower portion of the jig body unit 110. One end of the thermocouple 160 is exposed inside the jig so that the temperature of the surface of the battery 200 can be measured, and more specifically, for example, a space in which the battery 200 of the jig body 110 is mounted Is exposed to the upper surface of (ie, the upper surface of the bottom of the jig body 110, see FIGS. 2A and 2B) to contact the lower surface of the battery 200. Meanwhile, one end of the thermocouple 160 may protrude into the jig to contact the lower surface of the battery 200. At this time, the thermocouple 160 is supported by the thermocouple support spring 161 provided under the thermocouple, and the thermocouple 160 is supported by the thermocouple support spring 161 to the upper surface of the bottom of the jig body part 110. One end of the thermocouple 160 is raised and one end of the thermocouple 160 is brought into contact with the battery 200 by the force of the thermocouple support spring 161 even when the battery 200 is mounted on the bottom of the jig body 110. I can.

또한, 펀칭부(130)에 의하여 전지(200)에 펀칭을 할 때에, 열전대 지지 스프링(161)이 구비되지 않은 경우에는 열전대(160)의 일단부가 지그바디부(110)의 바닥의 상부 표면보다 높이 위치하여야 하므로, 전지(200)가 휘거나 바닥으로부터 들려서 정확한 펀칭이 이루어지지지 않을 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 열전대 지지 스프링(161)에 의하여 열전대(160)가 지지됨으로써, 전지(200)가 지그바디부(110)의 바닥에 평평하게 장착될 수 있어, 펀칭부(130)에 의한 펀칭의 정확성을 높일 수 있도록 하였다.In addition, when punching the battery 200 by the punching unit 130, when the thermocouple support spring 161 is not provided, one end of the thermocouple 160 is more than the upper surface of the bottom of the jig body unit 110. Since it must be positioned high, there is a concern that accurate punching may not be performed because the battery 200 is bent or lifted from the bottom. However, according to the present invention, since the thermocouple 160 is supported by the thermocouple support spring 161, the battery 200 can be mounted flat on the bottom of the jig body part 110, so that the punching part 130 It was made to increase the accuracy of punching.

열전대(160)의 타단부는 지그 외부의 온도 모니터링 장치(320)(예를 들면, 측정된 온도를 디스플레이할 수 있는 디스플레이부를 포함하는 온도 디지털 인디케이터, 도 5 참조)에 연결될 수 있다. The other end of the thermocouple 160 may be connected to a temperature monitoring device 320 (eg, a temperature digital indicator including a display unit capable of displaying the measured temperature, see FIG. 5) outside the jig.

도 2b을 참조하면, 지그는 상기 전지(200)로부터 확산된 가스를 수용가능한 매니폴드부(10) 또는 포집관 또는 가스분석장치(미도시)로 연결하는 연결부(140)를 더 포함한다. 연결부(140)는 예를 들어 지그바디부(110)의 일측면에 구비될 수 있다. 연결부(140)에는 개폐 밸브(170)가 연결되어 지그와 매니폴드부(10)의 연결을 개폐 밸브(170)로 개방(open) 또는 폐쇄(close)할 수 있다. Referring to FIG. 2B, the jig further includes a connection part 140 for connecting the gas diffused from the battery 200 to an accommodating manifold part 10 or a collecting pipe or a gas analysis device (not shown). The connection part 140 may be provided, for example, on one side of the jig body part 110. An on-off valve 170 is connected to the connection part 140 to open or close a connection between the jig and the manifold part 10 with the on-off valve 170.

또한, 연결부(140)에는 압력계(180)가 더 연결되어 있을 수 있다. 압력계(180)는 예를 들면 연결부(140)와 개폐 밸브(170) 사이에 연결되어 있을 수 있다. In addition, a pressure gauge 180 may be further connected to the connection part 140. The pressure gauge 180 may be connected between the connection part 140 and the on/off valve 170, for example.

또한, 압력계(180)는 압력 모니터링 장치(330)(예를 들면, 측정된 압력을 디스플레이할 수 있는 디스플레이부를 포함하는 압력 디지털 인디케이터, 도 5 참조)에 연결될 수 있다. 상술한 온도 모니터링 장치(320)와 압력 모니터링 장치(330)는 하나로 통합되어 온도와 압력을 각각 모니터링할 수 있는 장치일 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 사용자의 컴퓨터의 디스플레이로도 모니터링이 가능할 수도 있는 등, 다양하게 변형, 변경하여 구현이 가능하다.Further, the pressure gauge 180 may be connected to the pressure monitoring device 330 (eg, a pressure digital indicator including a display unit capable of displaying the measured pressure, see FIG. 5 ). The temperature monitoring device 320 and the pressure monitoring device 330 described above may be a device that can be integrated into one to monitor temperature and pressure, respectively, or may be monitored by a display of a user's computer as shown in FIG. It can be implemented by various modifications and changes, such as may be possible.

파우치형 전지(200)에 관한 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 전지(200)는 셀 수용부(210), 양극, 분리막 및 음극을 포함하는 셀(220), 양극단자 및 음극단자(230), 단자(230)의 일부 및 전지(200)의 단부를 실링(Sealing)하는 실링부(240, 260) 및 일측 실링부(240)의 단부(b)와 셀(220)의 일단부(a) 사이에 테이퍼진(tapered) 형상으로 형성되는 단면변화부(250)를 포함한다.Referring to FIG. 4 of the pouch-type battery 200, the pouch-type battery 200 according to the present invention includes a cell accommodating part 210, a positive electrode, a cell 220 including a separator and a negative electrode, a positive terminal and a negative terminal. (230), a sealing portion (240, 260) for sealing a portion of the terminal 230 and the end of the battery 200, and an end (b) of one sealing portion 240 and one end of the cell 220 (a) It includes a cross-sectional change portion 250 formed in a tapered (tapered) shape between.

단면변화부(250)의 양극 및 음극단자(230)가 형성되지 않는 부분이 펀칭부(130)의 펀칭팁(139)이 침습하는 펀칭위치(270)가 된다.A portion of the cross-sectional change portion 250 in which the anode and cathode terminals 230 are not formed becomes a punching position 270 where the punching tip 139 of the punching portion 130 invades.

도 6은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법을 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram showing a method for collecting gas generated from a secondary battery according to the present invention.

도 6을 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법은, 파우치형의 전지(200)를 지그에 장착하는 단계(S100); 지그바디부(110)의 연결부(140)에 매니폴드부(10), 포집관(13), 또는 가스분석장치(미도시)를 연결하여 결합하는 단계(S200); 지그 내부를 진공으로 형성하는 단계(S300); 충방전 단자(130)에 충방전 장치를 연결하는 단계(S400); 펀칭부(130)를 작동하는 단계(S500); 및 상기 전지(200)로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계(S600)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the method for collecting secondary battery gas according to the present invention includes the steps of mounting a pouch-type battery 200 on a jig (S100); Connecting and combining the manifold part 10, the collection pipe 13, or the gas analysis device (not shown) to the connection part 140 of the jig body part 110 (S200); Forming the inside of the jig with a vacuum (S300); Connecting a charging/discharging device to the charging/discharging terminal 130 (S400); Operating the punching unit 130 (S500); And collecting the gas diffused from the battery 200 (S600).

상기 전지(200)로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계(S600)는 충방전 단자들(130)을 통해 전지(200)를 충방전하면서 상기 전지(200)로부터 확산되는 가스를 포집하는 단계를 포함한다. 그에 따라, 파우치형 전지의 충전 또는 방전 중에 발생하는 가스를 실시간으로 채취하여 분석할 수 있다. The step of collecting the gas diffused from the battery 200 (S600) includes charging and discharging the battery 200 through charge/discharge terminals 130 and collecting the gas diffused from the battery 200 . Accordingly, gas generated during charging or discharging of the pouch-type battery can be collected and analyzed in real time.

상기 확산된 가스를 포집하는 단계(S600)에서, 가스는 지그바디부(110)와 지그탑부(120)의 사이에 형성된 수용공간으로 확산되어 상기 매니폴드부(10)로 포집된다. 상기 확산된 가스를 포집하는 단계(S600)는 열전대(160)를 통해 전지(200) 표면의 온도를 측정하는 단계(S610) 및 압력계(180)를 통해 지그 내부의 압력을 측정하는 단계(S620) 중 적어도 하나를 포함한다.In the step of collecting the diffused gas (S600), the gas is diffused into an accommodation space formed between the jig body part 110 and the jig top part 120 and is collected by the manifold part 10. The step of collecting the diffused gas (S600) includes measuring the temperature of the surface of the battery 200 through the thermocouple 160 (S610) and measuring the pressure inside the jig through the pressure gauge 180 (S620). It includes at least one of.

상기 펀칭부(130)를 작동하는 단계(S500)는, 펀칭부(130)의 펀칭 헤드(131)가 눌려지는 단계; 펀칭부(130)의 펀칭팁(139)이 미리 설정된 거리만큼 이동되어 상기 전지의 일측에 홈을 형성시키는 단계; 및 상기 펀칭부의 펀칭팁(139)이 원 위치로 복귀하는 단계;를 포함한다.The operation (S500) of the punching unit 130 may include pressing the punching head 131 of the punching unit 130; Forming a groove on one side of the battery by moving the punching tip 139 of the punching unit 130 by a preset distance; And returning the punching tip 139 of the punching portion to its original position.

앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.The above-described embodiment is only a preferred embodiment that enables a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains (hereinafter referred to as a'person in charge') to easily implement the present invention, and the above-described embodiment and accompanying drawings The scope of the present invention is not limited thereto because it is not limited to. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, and it is obvious that parts that can be easily changed by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. .

10: 매니폴드부
100: 이차전지 발생가스 포집장치
110: 지그바디부
120: 지그탑부
130: 펀칭부
140: 연결부
150: 충방전 단자들
160: 열전대
170: 개폐 밸브
180: 압력계
190: 오목부
200: 전지
310: 충방전 장치
320: 온도 모니터링 장치
330: 압력 모니터링 장치10: manifold part
100: secondary battery generated gas collection device
110: jig body
120: jig top
130: punching part
140: connection
150: charge/discharge terminals
160: thermocouple
170: on-off valve
180: pressure gauge
190: recess
200: battery
310: charging and discharging device
320: temperature monitoring device
330: pressure monitoring device

Claims (10)

파우치형의 전지가 장착되는 지그로서:
상부면이 개방된 직육면체 형상의 지그바디부와;
상기 지그바디부의 상부에 탈착가능하게 결합하며, 상기 지그바디부와 함께 상기 전지가 장착되는 공간에 진공을 형성하는 지그탑부를 포함하는, 상기 지그;
상기 지그탑부의 상부에서 상기 전지에 홈을 형성시키는 펀칭부;
상기 지그바디부의 일측이나 타측에서 상기 전지로부터 확산된 가스를 수용가능한 매니폴드부, 포집관, 또는 가스분석장치로 연결하는 연결부; 및
상기 지그바디부의 일 측면에 구비되는 충방전 단자들로서, 상기 전지의 양극 및 음극단자들 각각이 상기 충방전 단자들에 각각 접촉하여 충방전기로 하여금 상기 전지가 충방전될 수 있는 상기 충방전 단자들을 포함하고,
상기 충방전 단자는 일단부가 상기 지그 내부에서 상기 지그 내측 벽으로부터 돌출되고, 타단부가 상기 지그 외부에서 상기 지그 외측 벽으로부터 돌출되도록 상기 지그바디부의 일측 벽을 관통하며,
상기 충방전 단자의 상기 지그 내부로 돌출되는 상기 일단부에 각각 홈이 구비되어 상기 홈에 상기 전지의 양극 또는 음극 단자가 삽입될 수 있고,
상기 홈은 상기 충방전 단자의 길이 방향으로 상기 전지의 양극 또는 음극 단자가 삽입되도록 형성되며,
상기 충방전 단자에서 상기 홈이 형성된 위치에는 상기 충방전 단자의 길이 방향에 수직한 방향으로 상기 충방전 단자를 관통하는 결합 홀이 마련되고, 상기 결합 홀에 나사를 삽입시켜, 상기 홈에 삽입된 전지의 단자와 상기 지그의 충방전 단자를 상기 나사를 통해 밀착시킬 수 있는, 이차전지 발생가스 포집장치.As a jig on which the pouch type battery is mounted:
A jig body having a rectangular parallelepiped shape with an open top surface;
The jig, which is detachably coupled to an upper portion of the jig body, and includes a jig top portion to form a vacuum in a space in which the battery is mounted together with the jig body;
A punching part forming a groove in the battery above the jig-top part;
A connection part connecting to a manifold part, a collection pipe, or a gas analysis device capable of receiving the gas diffused from the battery at one or the other side of the jig body part; And
As charging and discharging terminals provided on one side of the jig body, each of the positive and negative terminals of the battery contacts the charge/discharge terminals, thereby causing a charge/discharger to provide the charge/discharge terminals for charging and discharging the battery. Including,
The charging/discharging terminal passes through one wall of the jig body so that one end protrudes from the inner wall of the jig inside the jig, and the other end protrudes from the outer wall of the jig outside the jig,
A groove is provided at each end portion protruding into the jig of the charge/discharge terminal, so that the positive or negative terminal of the battery may be inserted into the groove,
The groove is formed so that the positive or negative terminal of the battery is inserted in the length direction of the charge/discharge terminal,
In the position where the groove is formed in the charge/discharge terminal, a coupling hole penetrating the charge/discharge terminal in a direction perpendicular to the length direction of the charge/discharge terminal is provided, and a screw is inserted into the coupling hole to be inserted into the groove. A secondary battery generating gas collecting device capable of bringing a battery terminal and a charging/discharging terminal of the jig into close contact with each other through the screw. 제1항에 있어서,
상기 전지의 표면 온도를 측정할 수 있는 열전대를 더 포함하고,
상기 열전대는 상기 지그바디부의 하부에 구비되고, 상기 열전대의 일 단부는 상기 전지 표면의 온도를 측정할 수 있도록 상기 지그바디부의 하부 표면상으로 노출되어 상기 전지의 하부면과 접촉될 수 있는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
Further comprising a thermocouple capable of measuring the surface temperature of the battery,
The thermocouple is provided under the jig body, and one end of the thermocouple is exposed on the lower surface of the jig body so as to measure the temperature of the battery surface to contact the lower surface of the battery. Battery generated gas collection device. 제2항에 있어서,
상기 열전대의 아래에 열전대 지지 스프링이 구비되어, 상기 열전대 지지 스프링에 의하여 상기 열전대의 일단부가 상기 전지의 하부면과 접촉될 수 있는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 2,
A thermocouple support spring is provided under the thermocouple, so that one end of the thermocouple can contact a lower surface of the battery by the thermocouple support spring. 제1항에 있어서,
상기 연결부에 연결되어 상기 지그와 매니폴드부, 포집관, 또는 가스분석장치로의 연결을 개방(open) 또는 폐쇄(close)할 수 있는 개폐 밸브; 및
상기 지그 내부의 압력을 측정하는 압력계;
를 더 포함하는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
An opening/closing valve connected to the connection part to open or close a connection between the jig and the manifold part, the collection pipe, or the gas analysis device; And
A pressure gauge measuring the pressure inside the jig;
A secondary battery generation gas collecting device further comprising a. 제4항에 있어서,
상기 압력계는 상기 연결부와 상기 개폐 밸브 사이에 연결되는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 4,
The pressure gauge is connected between the connection part and the on-off valve, secondary battery generating gas collecting device. 제1항에 있어서,
상기 지그의 내부는 단열재로 이루어진, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
The inside of the jig is made of a heat insulating material, secondary battery generation gas collecting device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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