KR102257852B1 - 전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀 - Google Patents

전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀 Download PDF

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Abstract

전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀이 개시된다. 전극 탈 부착 장치는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 포함되는 전극 탈 부착 장치에 있어서, 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부, 상기 전극 연결부에 설치되며, 자성 재료로 구성되는 자성부 및 상기 자성부와 결합되어 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하는 덮개부를 포함한다.

Description

전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀{APPARATUS OF ATTACHMENT AND DETACHMENT ELECTRODES AND ELECTROCHEMICAL CELL FOR MEASUREMENT OF ELECTRODES'S PROPERTIES INCLUDING THE APPARATUS}
본 발명은 전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극의 기계적 거동 및 전기화학적 거동을 측정하기 위한 전극 탈 부착 장치 및 이를 포함하는 전기화학셀에 관한 것이다.
배터리나 전기화학용 장치의 성능 및 안정성의 극대화를 위해 전극의 정확한 특성 파악이 중요하다. 전극의 특성 파악을 위해서는 전해질이 주입된 셀에 전극을 조립한 전기화학셀을 구성하고, 전극에 레이저 빔을 조사하여 전극의 휨을 관찰할 수 있다.
한편 전극의 특성을 효과적으로 관찰하기 위해서는 셀과 전극의 조립이 용이해야 하며, 전극의 탈 부착이 편리해야 한다. 특히, 글로브박스(glove box)에서 셀과 전극을 조립하는 경우, 판상 전극이나 연성 전극의 조립에 어려움이 있다.
본 발명의 일측면은 자성을 이용하여 판상 전극 또는 연성 전극의 탈 부착이 용이한 전극 탈 부착 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 탄성체를 이용하여 연성 전극의 탈 부착이 용이한 전극 탈 부착 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 전극의 탈 부착이 용이한 전극 탈 부착 장치를 포함하여 셀과 전극 조립의 효율성을 높이고, 전극의 전기화학적 거동 또는 기계적 거동과 같은 특성 측정이 동시에 가능한 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전극 탈 부착 장치는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 포함되는 전극 탈 부착 장치에 있어서, 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부, 상기 전극 연결부에 설치되며, 자성 재료로 구성되는 자성부 및 상기 자성부와 결합되어 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하는 덮개부를 포함한다.
한편, 상기 덮개부는, 상기 자성부와 대응되는 형상의 자성 재료로 형성되며, 상기 자성부에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 자성부와 결합되어 상기 전극을 고정할 수 있다.
또한, 상기 전극 연결부는, 상기 전극과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈을 포함하여 상기 전극 홈에 상기 전극이 설치될 수 있다.
또한, 상기 자성부는, 상기 전극 홈의 양측에 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 덮개부는, 상기 전극 홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 전극 홈과 마주하도록 배치되는 경우, 상기 자성부와 대응되는 위치로 돌출되며 자성 재료로 구성되는 돌출부를 포함하여, 상기 전극 홈에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 돌출부에 의해 상기 자성부와 결합되어 상기 전극을 고정할 수 있다.
또한, 상기 덮개부는, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극으로의 물질 전달을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 물질 전달 홀을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 전극 탈 부착 장치는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 포함되는 전극 탈 부착 장치에 있어서, 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극과 마주하도록 배치되는 덮개부 및 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 사이에 위치하는 상기 전극이 고정될 수 있도록 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 각각의 외측면을 탄성적으로 가압하는 탄성부를 포함한다.
한편, 상기 전극 연결부는, 상기 전극과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈을 포함하여 상기 전극 홈에 상기 전극이 설치될 수 있다.
또한, 상기 덮개부는, 상기 전극 홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 외측면에 상기 전극 연결부의 외측면으로 연장 형성되어 상기 탄성부의 적어도 일부가 삽입 결합되는 탄성부 결합턱을 포함하여, 상기 전극 홈에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 탄성부 결합턱에 삽입 결합되는 상기 탄성부에 의해 상기 전극 연결부와 밀착 고정될 수 있다.
또한, 상기 덮개부는, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극으로의 물질 전달을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 물질 전달 홀을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀은 전극이 설치되는 전극 탈 부착 장치, 내부에 전해질이 채워지고, 상기 전극 탈 부착 장치에 설치되는 전극이 내부에 위치하도록 상기 전극 탈 부착 장치가 조립되며, 상기 전극의 특성을 측정하기 위한 레이저 빔을 내부로 투과시키는 유리를 포함하는 테프론 박스 및 상기 전극 탈 부착 장치를 회전시킬 수 있도록 마련되어 상기 전극 탈 부착 장치에 의해 상기 테프론 박스 내부에 조립되는 전극의 일면을 상기 유리와 평행하게 정렬시키는 정렬 장치를 포함한다.
한편, 상기 전극 탈 부착 장치는, 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부, 상기 전극 연결부에 설치되며, 자성 재료로 구성되는 자성부 및 상기 자성부와 결합되어 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하는 덮개부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극 탈 부착 장치는, 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극과 마주하도록 배치되는 덮개부 및 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 사이에 위치하는 상기 전극이 고정될 수 있도록 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 각각의 외측면을 탄성적으로 가압하는 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테프론 박스의 기밀을 유지할 수 있도록 상기 전극 탈 부착 장치 및 상기 테프론 박스를 조립하는 스웨즈락을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 탈 부착 장치는 자성 또는 탄성체를 이용함으로써 전극의 탈 부착이 용이하므로, 이를 이용한 전극의 전기화학적 거동 또는 기계적 거동과 같은 특성 측정에 있어서 정확성 및 효율성 향상을 도모할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 전극 탈 부착 장치는 판상 전극이나 연성 전극의 탈 부착이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀을 보여주는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명의 전극 탈 부착 장치는 자성 또는 탄성체를 이용하여 전극을 탈 부착할 수 있다.
본 발명의 전극 탈 부착 장치는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀의 일 구성으로 포함되어 전해질이 채워지는 전기화학셀에 전극을 조립할 수 있으며, 전극으로 외부 전기 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 전극 탈 부착 장치는 자탈 부착이 탄성체를 이용함으로써 전극의 탈 부착이 용이하고, 판상 전극이나 연성 전극의 탈 부착이 가능한 구조를 채택함으로써 전극의 전기화학적 거동 또는 기계적 거동과 같은 특성 측정에 있어서 정확성 및 효율성 향상을 도모할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(110)는 판상 전극(10)의 탈 부착을 위한 장치로, 전극 연결부(111), 자성부(113) 및 덮개부(115)를 포함한다.
판상 전극(10)은 실리콘, 금 및 전극물질 등으로 구성되는 일반적인 단단한 판 형상의 전극으로, 예를 들면, 금이 증착된 실리콘 판일 수 있다.
전극 연결부(111)는 자성부(113) 및 덮개부(115)의 설치 공간을 제공할 수 있으며, 자성부(113) 및 덮개부(115)에 의해 판상 전극(10)이 탈 부착될 수 있다.
전극 연결부(111)는 금속으로 구성될 수 있으며, 일예로 SUS304 재료로 구성될 수 있다.
전극 연결부(111)는 판상 전극(10)과 외부 측정 장비를 연결하여, 판상 전극(10)으로 전기 신호를 전달할 수 있다. 외부 측정 장비는 판상 전극(10)으로 전기 신호를 인가하고, 전류 및 전압 등을 측정하여 판상 전극(10)의 전기화학적 거동을 측정할 수 있을 것이다.
자성부(113)는 전극 연결부(111)에 설치되어, 판상 전극(10)의 설치 공간을 제공할 수 있다.
자성부(113)는 판상 전극(10)과 대응되는 판 형상으로 형성되고, 자성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 자성부(113)는 SUS430 재료로 구성되는 판 형상일 수 있다.
덮개부(115)는 자성부(113)와 자성에 의해 결합되어 전극 연결부(111)에 설치될 수 있다.
덮개부(115)는 판상 전극(10)과 대응되는 판 형상으로 형성되고, 자성부(113)와 결합될 수 있는 자성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 덮개부(115)는 판 자석일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(111)의 판상 전극(10) 탈 부착 방법에 대해 설명하면, 판상 전극(10)의 일 측을 자성부(113)와 맞닿도록 배치하고, 덮개부(115)를 판상 전극(10)의 타 측에 맞닿도록 배치하는 경우, 자성부(113) 및 덮개부(115)가 자성에 의해 결합되어, 자성부(113) 및 덮개부(115) 사이에 위치하는 판상 전극(10)이 고정되며, 결과적으로는 판상 전극(10)은 전극 연결부(111)에 부착될 수 있다. 그리고 판상 전극(10)이 전극 연결부(111)에 부착된 상태에서 자성부(113)와 결합된 덮개부(115)를 제거하는 경우, 판상 전극(10) 또한 자성부(113)로부터 자연스럽게 탈착될 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(120)는 연성 전극(20)의 탈 부착을 위한 장치로, 전극 연결부(121), 자성부(123) 및 덮개부(125)를 포함한다.
연성 전극(20)은 실제 배터리 평가에 널리 사용되는 연성을 가진 전극으로, 예를 들면, 순수 리튬 재료로 구성되는 전극일 수 있다.
전극 연결부(121)는 자성부(123) 및 덮개부(125)의 설치 공간을 제공할 수 있으며, 자성부(123) 및 덮개부(125)에 의해 연성 전극(20)이 탈 부착될 수 있다.
전극 연결부(121)는 연성 전극(20)과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈(121_1)을 포함할 수 있다. 연성 전극(20)은 이러한 전극 홈(121_1)에 삽입 설치될 수 있으며, 자성부(123) 및 덮개부(125)에 의해 전극 홈(121_1)으로부터 탈착되는 것이 방지될 것이다.
전극 연결부(121)는 금속으로 구성될 수 있으며, 일예로 SUS304 재료로 구성될 수 있다.
전극 연결부(121)는 연성 전극(20)과 외부 측정 장비를 연결하여, 연성 전극(20)으로 전기 신호를 전달할 수 있다. 외부 측정 장비는 연성 전극(20)으로 전기 신호를 인가하고, 전류 및 전압 등을 측정하여 연성 전극(20)의 전기화학적 거동을 측정할 수 있을 것이다.
자성부(123)는 전극 연결부(121)에 설치될 수 있다. 자성부(123)는 두 개 마련되어, 전극 홈(121_1)의 길이 방향을 따라 양측에 각각 설치될 수 있다.
자성부(123)는 판 형상으로 형성되고, 자성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 자성부(123)는 SUS430 재료로 구성되는 판 형상일 수 있다.
덮개부(125)는 자성부(123)와 자성에 의해 결합되어 전극 연결부(121)에 설치될 수 있다. 덮개부(125) 및 자성부(123)가 결합되는 경우, 전극 홈(121_1)이 폐쇄되어 연성 전극(20)은 전극 홈(121_1)에 삽입 설치된 상태로 고정될 수 있을 것이다.
덮개부(125)는 자성부(123)와 결합될 수 있도록 전극 홈(121_1)과 대응되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 덮개부(125)는 SUS304 재료로 구성되는 판 형상일 수 있다.
덮개부(125)는 전극 홈(121_1)과 대응되는 판 형상으로 형성되되, 전극 홈(121_1)과 마주하도록 배치되는 경우, 자성부(123)와 대응되는 위치로 돌출되며, 자성 재료로 구성되는 돌출부(125_3)를 포함할 수 있다.
돌출부(125_3)는 자성부(123)와 대응되도록 두 개 마련되고, 판 형상으로 형성되며, 자성부(123)와 결합될 수 있는 자성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 돌출부(125_3)는 판 자석일 수 있다.
덮개부(125)는 전극 홈(121_1)과 대응되는 판 형상으로 형성되되, 적어도 하나의 물질 전달 홀(125_2)을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 물질 전달 홀(125_2)에 의해 전극 홈(121_1)이 폐쇄되더라도 전극 홈(121_1)에 삽입 설치된 연성 전극(20)으로의 물질, 일예로, 이온 및 전해질 등의 전달이 가능하다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(120)의 연성 전극(20) 탈 부착 방법에 대해 설명하면, 연성 전극(20)을 전극 홈(121_1)에 삽입하고, 돌출부(125_3)가 자성부(123)에 맞닿도록 덮개부(125)를 배치하는 경우, 자성부(123) 및 덮개부(125)가 자성에 의해 결합되어 전극 홈(121_1)이 폐쇄되므로, 연성 전극(20)은 전극 홈(121_1)에 삽입된 상태로 고정되며, 결과적으로는 연성 전극(20)은 전극 연결부(121)에 부착될 수 있다. 그리고 연성 전극(20)이 전극 연결부(121)에 부착된 상태에서 자성부(123)와 결합된 덮개부(125)를 제거하는 경우, 전극 홈(121_1)이 개방되어 연성 전극(20)을 전극 홈(121_1)으로부터 용이하게 탈착할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(130)는 연성 전극(20)의 탈 부착을 위한 장치로, 전극 연결부(131), 덮개부(135) 및 탄성부(133)를 포함한다.
연성 전극(20)은 실제 배터리 평가에 널리 사용되는 연성을 가진 전극으로, 예를 들면, 순수 리튬 재료로 구성되는 전극일 수 있다.
전극 연결부(131)는 덮개부(135) 및 탄성부(133)의 설치 공간을 제공할 수 있으며, 덮개부(135) 및 탄성부(133)에 의해 연성 전극(20)이 탈 부착될 수 있다.
전극 연결부(131)는 연성 전극(20)과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈(131_1)을 포함할 수 있다. 연성 전극(20)은 이러한 전극 홈(131_1)에 삽입 설치될 수 있으며, 덮개부(135) 및 탄성부(133)에 의해 전극 홈(131_1)으로부터 탈착되는 것이 방지될 것이다.
전극 연결부(131)는 금속으로 구성될 수 있으며, 일예로, SUS304 재료로 구성될 수 있다.
전극 연결부(131)는 연성 전극(20)과 외부 측정 장비를 연결하여 연성 전극(20)으로 전기 신호를 전달할 수 있다. 외부 측정 장비는 연성 전극(20)으로 전기 신호를 인가하고, 전류 및 전압 등을 측정하여 연성 전극(20)의 전기화학적 거동을 측정할 수 있을 것이다.
덮개부(135)는 후술하는 탄성부(133)에 의해 전극 연결부(131)와 결합될 수 있다. 덮개부(135) 및 전극 연결부(131)가 결합되는 경우, 전극 홈(131_1)이 폐쇄되어 연성 전극(20)은 전극 홈(131_1)에 삽입 설치된 상태로 고정될 수 있을 것이다.
덮개부(135)는 전극 홈(131_1)을 폐쇄할 수 있도록 전극 홈(131_1)과 대응되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 덮개부(135)는 SUS304 재료로 구성되는 판 형상일 수 있다.
덮개부(135)는 전극 홈(131_1)과 대응되는 판 형상으로 형성되되, 외측면에 후술하는 탄성부(133)의 적어도 일부가 삽입 결합되는 탄성부 결합턱(135_3)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 탄성부 결합턱(135_3)은 두 개 마련되어, 전극 홈(131_1)의 길이 방향을 따라 양측에 각각 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 탄성부 결합턱(135_3)에 결합되는 탄성부(133) 또한 두 개 마련됨은 물론이다.
탄성부 결합턱(135_3)은 전극 연결부(131)의 외측면으로 연장 형성될 수 있다. 즉 전극 연결부(131) 또한 외측면에 탄성부(133)의 적어도 일부가 삽입 결합되는 탄성부 결합턱(131_3)을 포함할 수 있다. 탄성부 결합턱(135_3)은 덮개부(135)가 전극 홈(131_1)과 맞닿도록 배치되는 경우 덮개부(135)로부터 전극 연결부(131)로 이어질 것이다. 덮개부(135)는 이러한 탄성부 결합턱(135_3, 131_3)에 삽입 결합되는 탄성부(133)의 탄성력에 의해 전극 연결부(131)와 밀착 고정될 수 있다.
덮개부(135)는 전극 홈(131_1)과 대응되는 판 형상으로 형성되되, 적어도 하나의 물질 전달 홀(135_2)을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 물질 전달 홀(135_2)에 의해 전극 홈(131_1)이 폐쇄되더라도 전극 홈(131_1)에 삽입 설치된 연성 전극(20)으로의 물질, 일예로, 이온 및 전해질 등의 전달이 가능하다.
탄성부(133)는 탄성이 있는 재료로 구성되며, 예를 들면, 탄성 링일 수 있다.
탄성부(133)는 전극 연결부(131) 및 덮개부(135) 각각의 외측면을 탄성적으로 가압할 수 있다. 탄성부(133)는 전극 연결부(131) 및 덮개부(135)의 외측면에 연장 형성되는 탄성부 결합턱(131_3, 135_3)에 삽입 결합되어, 전극 연결부(131) 및 덮개부(135) 각각의 외측면을 가압함으로써 전극 연결부(131) 및 덮개부(135)를 밀착 고정시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 탈 부착 장치(130)의 연성 전극(20) 탈 부착 방법에 대해 설명하면, 연성 전극(20)을 전극 홈(131_1)에 삽입하고, 전극 홈(131_1)에 맞닿도록 덮개부(135)를 배치하여 전극 연결부(131) 및 덮개부(135)의 외측에 각각 형성되는 탄성부 결합턱(131_3, 135_3)을 이은 뒤, 탄성부 결합턱(131_3, 135_3)에 탄성부(133)를 삽입 결합하는 경우, 탄성부(133)에 의해 전극 연결부(131) 및 덮개부(135)가 밀착 고정되어 전극 홈(131_1)이 폐쇄되므로, 결과적으로는 연성 전극(20)은 전극 연결부(131)에 부착될 수 있다. 그리고 연성 전극(20)이 전극 연결부(131)에 부착된 상태에서 탄성부 결합턱(131_3, 135_3)에 삽입 결합된 탄성부(133)를 제거하여 전극 연결부(131)로부터 덮개부(135)를 제거하는 경우, 전극 홈(131_1)이 개방되어 연성 전극(20)을 전극 홈(131_1)으로부터 용이하게 탈착할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀(1000)은 전극 탈 부착 장치(100), 테프론 박스(Teflon box)(300), 정렬 장치(500) 및 스웨즈락(Swagelok)(700)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀(1000)은 스웨즈락(Swagelok) 조립 방식을 채택하여 내부 용액이 새어 나가지 않으며, 외부 물질의 전달이 차단되는 몸체를 구성하고, 몸체에 전해질 및 전극을 채워 넣을 수 있다.
이러한 전기화학셀(1000)을 이용하여 광학적 방법으로 전극의 기계적 거동을 관찰하거나, 전극에 전기 신호를 인가하여 전기화학적 거동을 관찰할 수 있을 것이다.
전극 탈 부착 장치(100)는 측정 대상 전극을 탈 부착할 수 있다. 전극 탈 부착 장치(100)는 전극의 탈 부착 공간을 제공하고, 탈 부착된 전극을 테프론 박스(300)에 조립할 수 있으며, 외부 측정 장비와 연결되어 전극으로 외부 전기 신호를 전달할 수 있다.
이러한 전극 탈 부착 장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 전극 탈 부착 장치(110, 120, 130) 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 따르면 전극 탈 부착 장치(100)는 자성 또는 탄성력을 이용하여 전극의 탈 부착이 용이하고, 판상 전극뿐만 아니라 연성 전극의 탈 부착이 가능한 구조를 채택함으로써 전기화학셀(1000)을 이용한 전극의 특성 측정의 정확성 및 효율성 향상에 기여할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 상술한 것으로 대체한다.
테프론 박스(300)는 전해질 및 두 개의 전극이 채워지는 몸체를 구성할 수 있다. 즉 테프론 박스(300)의 내부에는 전해질 및 전극 탈 부착 장치(100)에 설치되는 전극이 위치할 수 있을 것이다.
예를 들면, 도 4에 도시된 것처럼 테프론 박스(300)의 상측 및 하측에 각각 전극 탈 부착 장치(100)가 조립될 수 있다. 이때 전극 탈 부착 장치(100)는 전극이 설치되어 고정된 상태이다.
테프론 박스(300) 및 전극 탈 부착 장치(100)는 스웨즈락(700)에 의해 조립될 수 있다. 스웨즈락(700)은 일반적으로 튜브 및 배관 연결과 실링에 사용되는 구조로, 외부 공기의 유입을 막을 수 있다. 테프론 박스(300)는 이러한 스웨즈락(700)에 의해 전극 탈 부착 장치(100)가 조립되어 기밀 상태를 유지할 수 있을 것이다. 즉 테프론 박스(300)의 내부에 채워지는 전해질의 외부 유출을 방지하고, 내부로의 외부 공기 또는 외부 물질의 유입을 차단할 수 있다.
테프론 박스(300)는 내부로 레이저 빔을 투과시킬 수 있도록 일 측면에 유리(Glass)(310)를 포함할 수 있다. 전극의 특성을 관찰하기 위해 널리 사용되는 광학적 방법은 레이저 빔을 전극에 인가하고, 전극으로부터 반사되는 레이저 빔의 변화로부터 전극의 곡률, 응력 등을 분석함으로써 전극의 휨과 같은 기계적 거동 및 전기화학적 거동을 관찰하는 방식이다. 본 실시예에서 테프론 박스(300)는 유리(310)를 포함하여 레이저 빔을 전극이 위치하는 내부로 투과시킬 수 있으며, 전극에 의한 레이저 빔의 변화의 관찰이 가능하다.
테프론 박스(300)는 유리(310)의 연결 부분에 설치되는 오링(O-ring)(315)을 포함하여, 유리(310)의 연결 부분에 의한 테프론 박스(300)의 내부에 채워지는 전해질의 외부 유출을 방지하고, 내부로의 외부 공기 또는 외부 물질의 유입을 차단할 수 있다.
정렬 장치(500)는 전극 탈 부착 장치(100)에 의해 테프론 박스(300) 내부에 조립되는 전극을 일방향으로 정렬 및 고정시킬 수 있도록 마련될 수 있다.
광학적 방법은 전극의 뒷면에 레이저 빔을 조사하는 방법으로, 테프론 박스(300) 내부에 조립되는 전극의 뒷면이 유리(310)와 평행하게 배치되어야 한다. 따라서 정렬 장치(500)는 전극 탈 부착 장치(100)에 설치된 전극의 뒷면이 유리(310)와 평행하게 배치될 수 있도록 전극 탈 부착 장치(100)를 회전시킬 수 있으며, 그 상태에서 스웨즈락(700)에 의해 전극 탈 부착 장치(100) 및 테프론 박스(300)가 조립될 수 있을 것이다.
예를 들면, 정렬 장치(500)는 핀 및 정렬 판으로 구성될 수 있다. 정렬 판은 핀의 통과를 위한 핀 통과 홈이 일직선상으로 형성되며, 테프론 박스(300)에서 유리(310)가 설치되는 면과 마주하는 면의 외측에 설치되되, 핀 통과 홈이 테프론 박스(300)의 중심점을 지나도록 설치될 수 있다. 또한 전극 탈 부착 장치(100)는 핀의 통과를 위한 핀 통과 홀이 형성될 수 있다. 전극 탈 부착 장치(100)는 스웨즈락(700)에 조립되는 경우 스웨즈락(700)으로부터 노출되는 적어도 일부분에 핀 통과 홀이 형성될 수 있으며, 이러한 핀 통과 홀은 전극 탈 부착 장치(100)에서 전극의 설치 위치의 중심점과 동일 선상에 형성될 수 있다. 따라서 핀을 전극 탈 부착 장치(100)에 형성된 핀 통과 홀을 통과시키고, 정렬 판에 형성된 핀 통과 홈에 안착하도록 하는 경우, 전극 탈 부착 장치(100)는 핀에 의해 자연스럽게 회전되어 핀 통과 홀과 동일 선상에 설치되는 전극이 유리(310)와 평행하게 배치될 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 특성 측정을 위한 전기화학셀(1000)은 전극의 기계적 거동뿐만 아니라 전기화학적 거동의 동시 측정이 가능하며, 전극의 탈 부착 및 셀의 조립이 용이하므로 전극 특성 측정의 정확함 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 전기화학셀
100: 전극 탈 부착 장치
300: 테프론 박스
310: 유리
315: 오링
500: 정렬 장치
700: 스웨즈락

Claims (14)

  1. 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 포함되는 전극 탈 부착 장치에 있어서,
    상기 전극의 일측이 설치되도록 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부;
    상기 전극 연결부에 설치되며, 자성 재료로 구성되는 자성부; 및
    상기 자성부와 결합되어 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하는 덮개부를 포함하되,
    상기 전극은, 판 형상으로 형성되고,
    상기 덮개부는, 상기 판 형상의 전극과 대응되는 판 형상으로 형성되고, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하도록 상기 전극의 타측에 맞닿도록 배치되며, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극으로의 물질 전달을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 물질 전달 홀이 관통 형성되며,
    상기 전극 연결부는, 상기 전극과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈을 포함하여 상기 전극 홈에 상기 전극이 설치되고,
    상기 자성부는, 상기 전극 홈의 양측으로 상기 전극 연결부에 각각 설치되며,
    상기 덮개부는, 상기 전극 홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 전극 홈과 마주하도록 배치되는 경우, 상기 자성부와 대응되는 위치로 돌출되며 자성 재료로 구성되는 돌출부를 포함하여, 상기 전극 홈에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 돌출부에 의해 상기 자성부와 결합되어 상기 전극을 고정하는 전극 탈 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개부는,
    상기 자성부와 대응되는 형상의 자성 재료로 형성되며, 상기 자성부에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 자성부와 결합되어 상기 전극을 고정하는 전극 탈 부착 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀에 포함되는 전극 탈 부착 장치에 있어서,
    상기 전극의 일측이 설치되도록 상기 전극의 설치 공간을 제공하고, 상기 전극과 대응되는 형상으로 형성되는 전극 홈을 포함하여 상기 전극 홈에 상기 전극이 설치되는 전극 연결부;
    상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극과 마주하도록 배치되는 덮개부; 및
    상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 사이에 위치하는 상기 전극이 고정될 수 있도록 링 형상으로 형성되어 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 각각의 외측면을 감싸며 탄성적으로 가압하는 탄성부를 포함하되,
    상기 전극은, 판 형상으로 형성되고,
    상기 덮개부는, 상기 판 형상의 전극과 대응되는 판 형상으로 형성되고, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하도록 상기 전극의 타측에 맞닿도록 배치되며, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극으로의 물질 전달을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 물질 전달 홀이 관통 형성되고,
    상기 전극 홈과 대응되는 형상으로 형성되고, 외측면에 상기 전극 연결부의 외측면으로 연장 형성되어 상기 탄성부의 적어도 일부가 삽입 결합되는 탄성부 결합턱을 포함하여, 상기 전극 홈에 상기 전극이 위치한 상태에서 상기 탄성부 결합턱에 삽입 결합되는 상기 탄성부에 의해 상기 전극 연결부와 밀착 고정됨을 특징으로 하는 전극 탈 부착 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 전극이 설치되는 전극 탈 부착 장치;
    내부에 전해질이 채워지고, 상기 전극 탈 부착 장치에 설치되는 전극이 내부에 위치하도록 상기 전극 탈 부착 장치가 조립되며, 상기 전극의 특성을 측정하기 위한 레이저 빔을 내부로 투과시키는 유리를 포함하는 테프론 박스; 및
    상기 전극 탈 부착 장치를 회전시킬 수 있도록 마련되어 상기 전극 탈 부착 장치에 의해 상기 테프론 박스 내부에 조립되는 전극의 일면을 상기 유리와 평행하게 정렬시키는 정렬 장치를 포함하되,
    상기 전극은,
    판 형상으로 형성되고,
    상기 전극 탈 부착 장치는,
    상기 전극의 일측이 설치되도록 상기 전극의 설치 공간을 제공하는 전극 연결부; 및
    상기 판 형상의 전극과 대응되는 판 형상으로 형성되고, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극을 고정하도록 상기 전극의 타측에 맞닿도록 배치되며, 상기 전극 연결부에 설치되는 상기 전극으로의 물질 전달을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 물질 전달 홀이 관통 형성된 덮개부를 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전극 탈 부착 장치는,
    상기 전극 연결부에 설치되며, 자성 재료로 구성되고, 상기 덮개부와 결합되는 자성부를 더 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전극 탈 부착 장치는,
    상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 사이에 위치하는 상기 전극이 고정될 수 있도록 상기 전극 연결부 및 상기 덮개부 각각의 외측면을 탄성적으로 가압하는 탄성부를 더 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 테프론 박스의 기밀을 유지할 수 있도록 상기 전극 탈 부착 장치 및 상기 테프론 박스를 조립하는 스웨즈락을 더 포함하는 전극의 특성을 측정하기 위한 전기화학셀.
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