KR102290736B1 - 저전압 불량 전지셀 검출을 위한 가압단락 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 저전압 불량 전지셀의 검출을 위한 가압단락 검사장치는 전극 단자를 포함하는 전극 조립체 및 전해액이 충진된 전지셀에서 저전압 불량을 선별하기 위한 가압단락 검사장치로서, 복수의 전지셀이 탑재되고 가압되는 활성화 지그(100); 및 상기 가압된 전지셀의 전류 검사를 진행하는 검사 장비(200);를 포함한다.
본 발명에 따른 가압단락 검사장치를 이용함으로써 종래의 검사 방법으로 검출되기 어려운 스택-폴딩형 전지셀 내부에 발생하는 미세 결함을 정확하게 검출할 수 있는 이점이 있으며, 활성화 지그를 개조한 검사 장치를 이용함으로써 다수의 전지셀을 동시에 검사하는 것이 가능한 이점이 있다.

Description

저전압 불량 전지셀 검출을 위한 가압단락 검사장치{Pressure short testing device for detecting a low voltage battery cell}

본 발명은 저전압 불량 전지셀 검출을 위한 가압단락 검사장치에 관한 것으로, 구체적으로 조립 시 발생할 수 있는 분리막 결함에 의해 유발되는 저전압 불량을 선별할 수 있는 가압단락 검사장치에 관한 것이다.

화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격이 상승하고, 환경오염에 대한 관심이 증폭되면서 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있고, 특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있다.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는데, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막에 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell) 등의 단위셀들을 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다.

또한 이차전지는 전극 조립체가 전지 용기에 수납된 상태에서 액체 전해질인 전해액을 주입하고, 전지 용기를 실링함으로써 제조된다.

제조가 완료된 이차전지는 조립 공정, 제조 공정 또는 사용 중에 다양한 원인에 의하여 다양한 불량이 발생할 수 있다. 이 중 제조가 완료된 전지가 자가방전율 이상의 전압강하 거동을 보이는 현상을 저전압이라 한다.

이러한 저전압 불량 현상은 대표적으로 전지 내부에 위치하는 금속 이물에 기인한 경우가 많은데, 대표적으로 양극 내 금속 이물이 존재하게 되면 금속 이물은 음극에서 덴드라이트(dendrite)로 성장하게 되고, 이러한 덴드라이트는 이차전지의 내부 단락(쇼트)을 야기한다. 결과적으로 이차전지의 내부 단락은 이차전지의 고장, 손상, 발화 등의 원인이 된다.

특히, 저전압 불량 현상은 이차 전지 조립 시에도 발생하곤 한다. 저전압을 유발하는 조립 결함(defect)의 유형으로는 분리막 찢김, 분리막 접힘, 분리막 뚫림 등의 분리막 손상이 있다. 이 같은 분리막 손상은 전지의 제조 공정 중 셀 바디의 4개의 코너부에서 주로 발생된다.

위와 같은 결함들은 내부 단락, 즉 양극과 음극이 접촉하는 쇼트를 일으킬 수 있음에도 불구하고, 분리막의 두께에 의하여 현재는 닿지 않은 상태이나, 언제든 쇼트가 발생할 수 있는 상황이므로 해당 부위를 가압함으로써 내부 단락시켜 불량을 선별하는 것이 필요하다.

이러한 조립 공정 상의 결함(defect)에 대해서는 일반적으로 비전(Vision) 검사를 통해서 검출하고 이로써 전지셀의 불량을 결정하였으나, 스택-폴딩형 전지셀의 경우 스택-폴딩(Stacking & Folding) 공정 특성 상 폴딩 공정 중에 발생하는 조립 결함은 폴딩 셀 내부에 결함이 생김으로 인해 비전 검사를 통해 불량 선별이 어려운 문제가 있다.

한편, 종래 금속 이물에 기인한 쇼트의 검출을 위해서는 밭 전(田)자 형태의 지그를 사용해왔다. 이 지그에 전지셀을 수납한 후, 셀의 바디 부분을 가압하면서 하이팟(HI-POT) 검사를 통해 저전압을 검출하는 방식을 이용한다. 하지만 현재 사용하는 밭 전(田) 자의 지그의 경우는 셀을 누르는 압력이 약하여 조립 공정에서 발생 가능한 분리막 결함 부위의 쇼트를 발생시킬 수 없어 정확한 검사가 어려운 문제가 있다.

한국 공개 특허 10-2016-0068244호와 10-2014-0138383호에는 전극조립체의 불량 유무 선별을 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 구체적으로 베이스 플레이트 상에 전극조립체를 위치하고, 전극조립체의 상면을 지그로 가압하고 동시에 내부 단락을 유도하기 위해 전류를 인가하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 제안기술은 단일 전지셀에 대한 장치 및 방법에 대한 것으로 단시간에 많은 양의 셀을 검사하는 것이 어려운 문제가 있고, 전류를 인가하여 전극조립체의 단락 여부를 측정하는 원리에 대해 구체적으로 기재하고 있지 않다는 한계점이 있다. 그리고 전해액이 주액되지 않은 전극조립체를 가압하는 경우 기계적 강성이 높아 압력에 대한 양극과 음극의 계면 접촉이 어려워 정확한 불량 판별이 어려운 문제가 있었다.

또한 종래에는 불량 검사를 위해 전압 측정을 통한 전압 강하 값에 기초하여 불량 여부를 판단하는 기술이 주로 이용되어 왔다. 그러나 이러한 검사 결과를 알기 위해서는 최소 30분 이상의 시간이 소요되는 등의 문제가 있었다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대량의 전지셀에 대하여 신속 정확한 저전압 불량 선별을 위한 검출 방법 및 장치의 개발이 필요하다.

한국 공개 특허 10-2016-0068244호 한국 공개 특허 10-2014-0138383호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 기존의 저전압 불량 선별 방법으로 검출하기 어려웠던 이물 외의 조립 공정상에서 발생하는 분리막 결함에 의한 저전압 불량을 선별하기 위한 것으로, 다수의 미 충전 전지셀을 대상으로 짧은 시간 이내에 저전압 불량 전지를 검출하는 지그 가압 방식의 가압단락 검사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가압 단락 검사를 위해 종래 사용하는 활성화 지그를 개조함으로 추가적인 설비 제작이 필요하지 않고, 생산 속도를 방해하지 않고 한번에 다수의 전지셀을 검사할 수 있는 가압단락 검사장치를 제공하는 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저전압 불량 전지셀의 검출을 위한 가압단락 검사장치는, 전극 단자를 포함하는 전극 조립체 및 전해액이 충진된 전지셀에서 저전압 불량을 선별하기 위한 가압단락 검사장치로서, 복수의 전지셀이 탑재되고 가압되는 활성화 지그; 및 상기 가압된 전지셀의 전류 검사를 진행하는 검사 장비; 를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 저전압 불량은 분리막 찢김, 분리막 접힘 또는 분리막 뚫림에 의한 분리막 결함에 기인하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 활성화 지그는, 각각의 전지셀과 로드셀 및 스프링이 탑재되는 복수의 플레이트(plate); 상기 플레이트의 일면에 압력을 가하는 가압 지그(pressure jig); 플레이트에 가해진 압력을 측정하는 로드셀(load cell); 및 압력을 완화시키는 스프링(spring)(160); 을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 플레이트 중 전지셀을 가압하는 플레이트의 적어도 일면에는, 가압패드(pressure pad)가 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 가압패드는 전지셀의 양측 단부에 대응하는 부위를 가압하는 것일 수 있고, 상기 가압패드는 사각 링 형상으로써, 전지셀 바디부의 가장자리를 가압하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 플레이트의 일측은 가압 지그와 맞닿아 있고, 타측은 로드셀이 탑재된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 로드셀은 최외각 플레이트 및 이와 인접한 플레이트 사이에 탑재된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 스프링은 전지셀이 탑재되는 플레이트와 로드셀이 탑재된 플레이트 사이; 및 전지셀이 탑재되는 플레이트와 가압 지그와 맞닿은 플레이트 사이; 에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 가압 지그는 플레이트의 전면부를 가압하기 위해 평면 형태이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 가압 지그에 의한 가압력은 1 MPa 내지 5MPa일 수 있고, 더욱 바람직하게는 2.83 내지 3.34MPa일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 검사 장비는, 전지셀에 전압을 인가하는 전원(210); 및 누설 전류를 측정하는 전류 측정 장치; 를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원의 인가 전압은 검사 대상 전지셀의 개방 회로 전압(OCV) 내지 개방 회로 전압 + 500㎶일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전류 측정 장치는 2 내지 10초간 측정된 누설 전류의 평균값이 기준값을 상회할 때에 저전압 불량으로 선별하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 저전압 불량 전지셀의 검출을 위한 지그 가압 방식의 가압 단락 검사장치는, 용량 당 전압 변화율의 큰 미충전 셀 또는 SOC 10% 이하인 셀을 대상으로 검사하는바, 인가 전압에 빠르게 도달할 수 있어, 수 초 내지는 수 십초 이내에 저전압 불량 전지셀을 검출할 수 있으므로, 분리막 파손 여부를 손쉽고도 신속하게 검사할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 검사장치는 종래의 검사 방법으로는 검출하기 어려웠던, 폴딩 공정에서 발생하는 수 내지 수십㎟의 미세 수준의 결함을 정확하게 검출할 수 있는 이점이 있다.

그리고 본 발명의 검사 장치는 다수의 전지셀을 활성화시키는 활성화 지그를 개조하여 이용함으로 다수의 전지셀의 가압 단락 검사가 가능하게 하여 검사시간을 단축할 수 있는 이점이 있다. 또한 활성화 지그의 이용으로 인해 추가적인 설비 제작을 필요로 하지 않으며, 검사 이후에 가압패드를 제거한 이후 바로 활성화 공정(지그 포메이션)을 실시하는 것이 가능하여 전지 생산 속도를 방해하지 않는 효과를 발휘한다.

도 1은 전지의 충방전 용량(SOC)에 따른 전압 및 전압 변화율을 나타낸 그래프이다.
도 2은 전지셀 가압에 의한 내부 단락 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 활성화 지그의 가압패드가 부착된 다양한 실시예 및 본 발명의 가압 단락 검사 개념을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 가압단락 검사장치(1)를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 활성화 지그(100)를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 활성화 지그(100)에 압력이 가해진 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 9은 본 발명의 전류 검사를 진행하는 검사 장비(200)를 포함하는 가압단락 검사장치(1)를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 10 은 본 발명의 가압단락 검사장치에 의해 측정한 시간에 따른 누설전류 그래프이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시양태에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 및 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 「포함한다」고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하다.

본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 「약」, 「실질적으로」 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로서 사용되고 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 「이들의 조합(들)」의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

본원 명세서 전체에서 「A 및/또는 B」의 기재는 「A 또는 B 또는 이들 모두」를 의미한다.

이하, 본 발명의 지그 가압 방식의 가압 단락 검사 방법에 이용되는 가압 단락 검사장치에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 가압단락 검사장치(1)의 모식도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 지그(100)의 모식도이다. 도 6,7을 참고하면 가압단락 검사장치(1)는 복수의 전지셀이 탑재되고 가압되는 활성화 지그(100); 및 상기 가압된 전지셀의 전류 검사를 진행하는 검사 장비(200); 를 포함하는 구조로 구성된다.

구체적으로, 상기 활성화 지그(100)는, 각각의 전지셀과 로드셀 및 스프링이 탑재되는 복수의 플레이트(120); 상기 플레이트의 일면에 압력을 가하는 가압 지그(130); 플레이트에 가해진 압력을 측정하는 로드셀(150); 및 압력을 완화시키는 스프링(160)을 포함한다.

본 발명의 복수의 플레이트는, 플레이트 사이 마다 전지셀, 로드셀 또는 스프링이 개재되어 있다. 구체적으로 복수의 플레이트가 하부의 베이스 플레이트(미도시) 상에 수직 일렬로 정렬 배치되어 있으며, 배치된 플레이트 사이에 전지셀, 로드셀 또는 스프링이 위치할 수 있다. 구체적으로 한 쌍의 최외곽 플레이트 중 일측은 로드셀이 탑재되어 있고, 다른 일측은 가압 지그와 맞닿아 있으며 중심부는 전지셀들이 탑재된 형태이다.

상기 플레이트 중에서 전지셀을 가압하는 플레이트는, 적어도 일면에 가압패드(140)가 부착될 수 있다. 상기 가압패드는 전지셀에서 분리막 찢김, 분리막 접힘, 분리막 ?躍껐? 같은 분리막 손상의 발생이 예상되는 부위를 더욱 효과적으로 가압하기 위해 부착하는 것으로, 본 발명의 가압 단락 검사를 위해 활성화 지그에 탈착하였다가, 검사가 완료된 이후에는 후속 공정을 위해 가압패드를 탈거할 수도 있다.

로드셀(150)은 최외각 플레이트 및 이와 인접한 플레이트 사이에 탑재되는 것으로 압력을 감지하는 장비이다. 구체적으로 로드셀은 가압 지그에 의해 플레이트 사이마다 존재하는 전지셀에 압력이 가해질 때 압력을 kgf 단위로 측정하여 적절한 수준의 압력을 가할 수 있도록 한다. 즉, 전지셀이 물리적으로 손상되지 않는 압력을 선정하도록 가압력을 측정하는 역할이다. 가압력이 지나치게 높은 경우, 전지셀 내의 전극이 탈리되거나 전지 용기의 외관이 손상될 수 있는 문제가 있으며, 가압력이 낮은 경우에는 양극과 음극이 서로 닿지 않아 내부 단락이 일어나지 않으므로 정확한 결함 검사가 이루어지지 않는다.

가압 지그(130)는 로드셀이 위치하지 않는 최외곽 플레이트와 맞닿아 위치한다. 가압 지그는 인접한 플레이트의 일면에 압력을 가하는 장비이다. 구체적으로 가압 지그는 플레이트 사이마다 위치한 전지셀을 가압함으로써 전지셀 내의 단락을 유도한다. 가압 지그의 형태는 평면 형태인 것이 바람직하며, 크기는 플레이트의 평면에 대응하는 것일 수 있다.

상기 가압 지그에 의한 가압력은, 전극조립체의 두께, 파우치의 두께, 가압 시간, 분리막의 물성 등을 고려해, 적절한 수치가 선택될 수 있을 것이나, 1 내지 5MPa인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.83 내지 3.34MPa인 것이 좋다. 가압력이 1MPa 미만인 경우 적절한 압력이 전지셀에 부여되지 못하여 결함 검출이 어려우며, 5MPa 초과인 경우 전지셀에 손상을 줄 수 있다.

상기 스프링(160)은 압력을 완화시키는 역할을 하며, 중심부 플레이트 사이에 탑재된 전지셀들이 압력을 고루 받도록 완화시키기 위해 양 말단 플레이트와 인접한 플레이트에 사이에 위치한다. 즉, 스프링은 로드셀이 탑재된 플레이트와 인접한 플레이트 사이; 및 가압 지그와 맞닿아 있는 플레이트와 인접한 플레이트 사이에 위치한다.

본 발명의 가압단락 검사장치(1)는, 위와 같이 전지셀을 가압하여 분리막이 손상된 부분의 양극과 음극이 물리적으로 접촉하도록 함으로써 양극과 음극의 통전을 유도하고, 이 같은 전지셀에 소정 범위의 정전압을 인가하게 되면, 단락된 전지셀에서 상기 인가된 전압을 유지하기 위해 누설전류가 발생하게 되며, 이 같이 단락된 전지셀의 측정 전류값이 상기 누설전류로 인해 정상 셀의 전류값 보다 클 수밖에 없으므로, 정전압을 인가한 후 측정된 전류값이 소정의 기준 전류값을 초과한 전지셀을 불량으로 판정하는 데에 바탕을 두고 있다.

본 발명의 가압단락 검사장치(1)는, SOC가 10% 이하로써 방전 상태에 가까운 전지셀을 대상으로 검사하는 데에 특징이 있다.

도 1은 특정 전지셀을 0.02C의 C-rate로 방전시킨 경우의 SOC에 따른 전압 및 용량당 전압 변화율을 도시한 그래프로써, 이를 참조하면 SOC가 10% 이하인 영역에서 용량당 전압 변화율(dV/dSOC)이 다른 구간과 달리 현저히 크다는 사실을 확인할 수 있다. 이는 SOC가 10% 이하인 전지셀에 전압을 인가하는 경우에, 인가 전압에 도달하는 시간이 비약적으로 단축되는 것을 의미한다. 따라서 본 발명의 단락 검사는, 전지셀에 정전압을 인가할 경우 수 초 내지는 수십 초 이내에 인가 전압에 도달하므로, 전압을 인가한 후 수 초 내지는 수십 초 이내에 측정된 전류값으로부터 전지셀의 불량 여부를 판별할 수 있게 되는 바, 불량 셀의 검출에 필요한 시간을 획기적으로 단축시킨 효과가 있다.

이에 본 발명의 가압단락 검사장치에 의한 저전압 불량 전지셀의 설별은, 1차 포메이션(Formation) 공정 이전에 수행되는 것이 바람직하다. 상기 포메이션 공정이란 방전 상태의 전지셀을 충전시켜 활성화시키는 공정으로 SOC 10~40% 정도로 전지셀을 충전시킬 수 있으나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 포메이션 공정의 형태가 사용될 수 있다.

1차 포메이션 공정 이전에 본 발명의 검사를 수행하는 데에는, 전술한 바와 같이 불량 셀의 검출에 필요한 시간을 대폭 단축하기 위한 것이나, 그 외에 미세한 분리막 결함까지도 검출하기 위한 이유도 있다.

즉, 1차 포메이션 공정 과정에서 전지셀을 충전하게 되면, 전극의 계면에 전기적 부도체적 성질을 가지는 SEI 피막 및 가스가 형성되는데 이는 양극과 음극의 접촉 저항의 증가를 야기하여 미세한 분리막 결함의 검출을 어렵게 한다. 따라서, 본 발명의 검사 방법은, 1차 포메이션 공정 이전에 수행되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 가압단락 검사는, 프리 에이징 단계 또는 프리 에이징에 의해 전해액의 웨팅이 충분하게 된 시점에 수행되는 것이 특징이다. 전술한 바와 같이 본 발명의 가압단락 검사는, 가압을 통해 분리막 결함이 있는 부위에서 양극과 음극이 물리적으로 접촉되도록 하는바, 전해액이 전극/분리막/바인더에 충분히 흡수되어야 이들의 기계적 강성이 감소되어 양극과 음극의 계면 접촉에 훨씬 유리하다. 따라서 프리 에이징 단계 중 또는 프리 에이징이 완료된 시점에서 본 발명의 검사 방법을 수행할 경우 미세한 분리막 결함에 의한 불량을 검출하는 데에 더욱 효과적인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 갖는 활성화 지그(100)를 통해 지그 가압이 진행된다. 본 발명의 검사장치는 다량의 전지셀의 가압이 가능한 활성화 지그(100)를 이용하므로, 종래 단일 셀을 가압하여 저전압 불량을 검사하는 것과 대비하여, 한번에 다수의 셀 검사를 가능하게 함으로써, 시간과 비용 측면에서 효율적이다.

본 발명은 포메이션 공정에 사용되는 활성화 지그를 활용할 수 있는바, 활성화 지그를 이용해 본 발명의 검사 방법을 수행할 때에는 가압패드를 활성화 지그의 플레이트에 부착하였다가, 본 발명의 검사 방법을 완료한 이후에는 후속 공정의 수행을 위해 활성화 지그에서 가압패드를 탈거하여 연속적으로 포메이션 공정을 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 기존의 활성화 설비를 사용하여 가압단락 검사를 진행하는 것이 가능한바, 기존 설비의 개조와 같은 추가적인 설비 제작을 필요로 하지 않으며, 생산 속도를 방해하지 않고 한번에 다수의 셀을 검사하는 것이 가능한 이점이 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 지그(100)에 의해 전지셀을 가압하는 과정을 나타낸 모식도로써, 이를 참조하면 상기 플레이트(120) 사이마다 전지셀(110)이 장착되면, 가압 지그(130)의 동작에 의해 가압 플레이트(120)를 전진시켜서 가압 플레이트(120) 사이의 간격이 감소하여, 전지셀(110)이 동시에 가압되도록 한다. 이러한 가압으로 인해 전지셀은 내부의 분리막 손상 시 분리막이 양극 및 음극 사이를 절연시키지 못하게 된다.

이 때 가압력은 1MPa 내지 5MPa 이하, 바람직하게는 2.83 내지 3.34MPa를 부여하는 것이 바람직하다. 가압력이 1MPa 미만인 경우 적절한 압력이 전지셀에 부여되지 못하여 결함 검출이 어려우며, 5MPa 초과인 경우 전지셀에 손상을 줄 수 있다.

상기 활성화 지그(100)를 이용해 전지셀을 가압함에 있어서, 상기 가압 플레이트(120)에 가압패드(140)를 부착해 전지셀을 가압할 수 있다. 가압패드(140)는 전지셀 내부 결함 부위만을 효과적으로 가압할 수 있고, 전지셀에 직접적인 손상을 가하지 않도록 하는 기능을 한다.

상기 가압패드는 전지셀의 바디 코너 가장자리 즉, 모서리 부분을 가압할 수 있는 가압 플레이트의 대응 부위에 부착되는 것이 바람직하다. 이는 전지셀 바디의 4개의 코너부에서 분리막 결함이 주로 발생하기 때문에, 분리막 결함 가능성이 높은 부위를 효과적으로 가압하기 위함이다. 이 같은 가압 플레이트에 가압패드를 부착해 전지셀을 가압함으로써, 조립 공정에서 발생 가능한 분리막 찢김, 분리막 접힘, 분리막 뚫림 등이 발생한 결함 부위를 효과적으로 가압하고 노출된 전극의 단락을 유도할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압패드의 가압 부위를 나타낸 모식도로, 이를 참조하면, 가압패드가 전지셀에 접촉되는 부위는 전지셀의 바디부의 일부 면적으로써, 분리막 손상 발생 빈도가 높은 바디 코너 가장자리 부분이다. 도 3 내지 도 5는 가압패드가 플레이트의 일면에만 부착된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트의 양면에 부착될 수도 있다.

상기 가압패널이 전지셀에 접촉되는 부분은 도 3과 같이 전지셀 바디부의 양 끝단의 전극 단자가 위치하는 부위에, 소정의 폭(d)을 가지면서 전극 단자가 연장되어 있는 방향과 직교하는 방향, 즉 전지셀의 폭방향으로 연장된 형태일 수 있으며, 이와는 달리 도 4와 같이 전지셀 바디부의 길이 방향으로 연장된 형태일 수 있고, 또한 이와는 달리 도 5와 같이 소정의 폭(d)을 가지면서 정중앙부에 공극이 형성된 사각 링의 형상을 가질 수도 있을 것이다.

또한, 가압패널의 한 쪽 면에서는 도 3 내지 도 5에 도시된 형태의 가압패드가 부착되고, 다른 한 쪽 면에는 전지셀 바디부의 전체면적을 가압할 수 있는 직육면체의 형상을 가진 가압패드가 부착될 수도 있다.

가압패드의 형태나 크기는 검사 대상 전지셀의 크기, 분리막 결함의 크기 및 발생 위치에 따라 형상과 면적이 결정될 것이나, 본 발명의 실시예에서는 일정한 폭(d)을 가지는 직육면체의 형상을 가진다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 가압패드는 가압패드는 일정한 폭(d)을 가지는 길다란 직육면체의 형상을 가질 수 있다.

이때 상기 폭(d)은 최소 2cm의 길이를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2 내지 4cm이다. 가압패드의 폭이 2cm 미만의 길이를 갖는 경우 분리막 결함이 발생 가능한 전지셀의 부위를 충분히 가압하지 못하게 되어 결함 검출의 한계가 있다.

상기 가압패드는 1 내지 10 mm의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 3 내지 9mm, 더욱 바람직하게는 5 내지 8mm의 두께를 가질 수 있다. 여기서 두께는 플레이트로부터 전지셀 까지의 간격에 대응되는 가압패드의 길이로 정의될 수 있다. 가압패드의 두께가 지나치게 얇은 경우 결함 부위에 효과적으로 가압하는데 바람직하지 않고, 두께가 지나치게 두꺼운 경우 전지셀의 가장자리가 손상될 수 있다.

가압패드의 길이는 검사대상 전지셀의 폭 또는 검사대상 전지셀의 길이에 대응되는 크기이면 족하다. 도 3을 참조하면 가압패드의 길이란, 전지셀의 폭에 대응되는 길이이고, 도 4를 참조하면 가압패드의 길이가 전지셀의 길이에 대응되는 길이이다.

또한 가압패드의 소재는 특별히 한정되지 않으나, 경도가 너무 낮은 재질은 늘어나면서 셀 파우치를 늘려 외관을 손상시킬 수 있고, 경도가 너무 높은 재질은 분리막 손상 영역에서 양극과 음극이 접촉하게 하기에 효과적이지 않다. 따라서 탄성이 있는 천연 고무 또는 합성 고분자 소재가 바람직하며, 구체적으로 폴리우레탄계 고분자 소재가 전지셀을 효과적으로 가압할 수 있어 바람직하다.

도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장비(200)가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 상기 검사 장비(200)는, 상기 가압된 전지셀의 전류 검사를 진행하는 장비로 전지셀에 전압을 인가하는 전원(210); 과 누설전류를 측정하는 전류 측정 장치(220); 를 포함한다.

전원(210)은 다수의 전지셀에 전압을 인가하기 위해 전압을 생성하는 전압 생성부와 각 전지셀의 전극 리드와 연결되어 전압 생성부로부터 공급된 전압을 각 전지셀에 인가하도록 연결하는 접속 단자 등을 구비할 수 있다.

전류 측정 장치(220)는 전원(210)에 의해 전압이 인가된 전지셀에 흐르는 누설전류를 측정한다. 전지셀에 전압을 인가한 이후 전류 측정 장치(220)는 누설전류를 직접 측정함으로써 전지셀의 내부 단락 발생 유무를 판별할 수 있어, 불량 전지셀을 검출하게 된다.

상기 인가 전압의 범위는 이전 단계에서 측정된 전지셀의 개방 회로 전압 내지 상기 개방 회로 전압 + 500㎶ 일 수 있고, 바람직하게는 개방 회로 전압 내지 상기 개방 회로 전압 + 50㎶일 수 있으며, 가장 바람직하기로는 개방 회로 전압 내지 상기 개방 회로 전압 + 20㎶이다. 인가 전압의 값이 개방 회로 전압 + 500㎶를 초과하게 되면, 전지셀이 충전되는 효과가 일어나 용량 당 전압 변화율이 작아지는 결과 시간에 따른 전류의 그래프 계형이 달라진다거나 초기에 전류가 크게 상승하여 전류가 안정화되는데 시간이 오래 소요되므로, 바람직하지 않다.

상기와 같이 전지셀에 정전압을 인가하면, 가압에 의하여 내부 단락이 발생한 전지셀의 경우 인가 전압을 유지하기 위해 더 많은 전류를 필요로 하게 되므로, 정상의 전지셀과 비교해 더욱 큰 누설전류 값을 가지게 된다. 따라서 본 발명의 검사장치는, 측정된 누설전류가 소정의 기준치를 상회하는 전지셀을 분리막 결함에 의한 불량 전지셀로 선별해낼 수 있는 것이다.

상기 누설전류는 2 내지 10초간 측정된 누설전류의 평균값을 이용한다. 구체적으로, 2 내지 10초간 측정된 전류 평균값과 설정된 기준값을 비교하여 분리막 결함에 의한 불량 전지셀 선별이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에서는 0.08mA를 불량 기준값으로 정하여, 누설전류 평균값이 0.08mA를 초과하는 전지셀을 불량 전지셀로 검출한 결과 100%에 가까운 정확도를 나타내었다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 가압 지그에 의해 가해지는 압력이 증가하는 경우, 양품 전지셀과 불량 전지셀 간의 전류값 차이는 0.1mA 이상으로 증가하는 경우도 있었다.

이하, 본 발명의 지그 가압 방식의 가압 단락 검사 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압 단락 검사 방법은,

분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 적층된 전극조립체를 전지 용기에 수납한 후, 전해액을 주입하고 전지 용기를 밀봉한 전지셀을 프리 에이징(pre-aging)하는 단계(S100);

상기 복수의 전지셀을 활성화 지그에 수납하는 단계(S200);

상기 활성화 지그를 가압하는 단계(S300); 및

상기 전지셀을 전류 검사하는 단계(S400); 를 포함한다.

도 2는 가압에 의해 전지셀의 내부 단락을 유발하는 것을 도식화한 것으로, 이를 참조하면, 분리막 결함이 있는 부분에서 가압에 의해 양극과 음극이 직접 접촉해 내부 단락이 유발된다.

본 발명의 가압 단락 검사 방법은, 위와 같이 전지셀을 가압하여 분리막이 물리적으로 손상된 부분의 양극과 음극이 물리적으로 접촉되도록 함으로써 양극과 음극의 통전을 유도하고, 이 같은 전지셀에 소정 범위의 정전압을 인가하게 되면, 단락된 전지셀에서 상기 인가된 전압을 유지하기 위해 누설전류가 발생하게 되며, 이 같이 단락된 전지셀의 측정 전류값이 상기 누설전류로 인해 정상 셀의 전류값 보다 클 수밖에 없으므로, 정전압을 인가한 후 측정된 전류값이 소정의 기준 전류값을 초과한 전지셀을 불량으로 판정하는 데에 바탕을 두고 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시양태에 따라 가압 지그의 가압력을 2.83MPa로 설정해 전지셀을 가압하여 시간에 따른 누설전류의 측정 결과를 나타낸 그래프로써, 참조예는 분리막 손상이 없는 정상 전지셀에 대한 측정결과를, 제조예 1은 분리막 총 찢김 면적이 2.0㎟인 전지셀에 대한 측정결과를, 제조예 2는 분리막 총 찢김 면적이 4.5㎟인 전지셀에 대한 측정결과를, 제조예 3은 분리막 총 찢김 면적이 26.0㎟인 전지셀에 대한 측정결과를 나타내고 있다.

도 10을 참조하면, 참조예 및 제조예 1 내지 3의 전지셀 모두 전압 인가 직후에는 전류가 급격히 증가하였다가, 바로 전류가 일정한 값으로 수렴되며 안정화 되는 그래프 계형을 가지고 있다. 이를 자세히 살펴보면 분리막 결함이 없는 참조예의 전지셀은 부여된 압력과 상관없이 누설전류가 0mA인 것을 알 수 있다. 반면 분리막 찢김의 손상이 있는 제조예 1 내지 3의 전지셀의 경우, 그 누설전류가 0mA를 초과하는 일정한 값으로 안정화되는 양상을 보인다. 이는 분리막 손상이 있는 전지셀이 가압에 의해 내부 단락이 유발되고, 내부 단락에 누설전류가 발생하기 때문인 것으로 보인다.

이하, 본 발명의 전지셀에 대하여 설명한다.

전지셀은 전극과 분리막이 개재된 전극조립체 형태에 따라 분류될 수 있다. 대표적으로는 긴 시트형의 양극과 음극이 분리막에 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정의 크기 단위로 절취한 다수의 양극과 음극을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층하는 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극을 분리막과 함께 개재한 상태로 적층한 바이셀 또는 풀셀 등의 단위셀들을 분리 필름으로 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체가 있다. 이 중, 스택-폴딩형 전극조립체의 경우 전극조립체를 분리 필름으로 권취하는 조립하는 공정에서 작업 상의 부주의나 오류 등의 다양한 원인들로 인하여 분리 필름 또는 분리막이 손상되는 문제점이 발생할 수 있다. 대표적으로 분리막 찢김, 분리막 접힘 및 분리막 뚫림 현상이 있는데, 이러한 분리막 결함은 전극 표면의 일부가 분리막으로부터 노출되는 문제가 발생할 수 있으며, 분리막의 두께에 의해 양극과 음극이 닿지 않은 상태임에도 해당 부위에 가압이 일어나면 내부 단락이 발생할 수 있다. 이러한 분리막 결함은 양극과 음극이 계면에서 접촉하게 됨으로써, 전지 성능 저하, 폭발 등을 초래할 수 있는 위험이 있다.

본 발명의 검사 방법에 의해 검출되는 분리막 찢김의 경우 그 면적이 0 초과 26.0㎟, 바람직하게는 2.0 내지 4.5㎟인 경우에 효과적인 검출이 가능하다.

일반적으로 전지셀은 리튬 이차 전지일 수 있으며 일반적인 리튬 이차 전지는 양극, 음극, 분리막 및 전해액으로 구성되어 있다.

양극은 예를 들어 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-xO₄ (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO₃, LiMn₂O₃, LiMnO₂ 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li₂CuO₂); LiV₃O₈, LiFe₃O₄, V₂O₅, Cu₂V₂O₇ 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi_1-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn_2-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li₂Mn₃MO₈ (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe₂(MoO₄)₃ 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.

또한 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Li_xFe₂O₃(0=x≤=1), Li_xWO₂(0=x≤=1), Sn_xMe_1-xMe'_yO_z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x=1; 1≤=y≤=3; 1≤=z≤=8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO₂, PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄, Sb₂O₃, Sb₂O₄, Sb₂O₅, GeO, GeO₂, Bi₂O₃, Bi₂O₄, and Bi₂O₅ 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.

전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li₃N, LiI, Li₅NI₂, Li₃N-LiI-LiOH, LiSiO₄, LiSiO₄-LiI-LiOH, Li₂SiS₃, Li₄SiO₄, Li₄SiO₄-LiI-LiOH, Li₃PO₄-Li₂S-SiS₂ 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO₄, LiBF₄, LiB₁₀Cl₁₀, LiPF₆, LiCF₃SO₃, LiCF₃CO₂, LiAsF₆, LiSbF₆, LiAlCl₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, (CF₃SO₂)₂NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.

또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.

본 발명의 가압단락검사장치는, 전지셀을 가압하고, 전류검사를 통해 발생하는 누설 전류 값을 측정함으로써, 분리막 손상에 의해 유발되는 저전압 불량 전지셀을 정확하게 검출/선별이 가능하고, 대량의 전지셀을 한꺼번에 가압할 뿐만 아니라, 수 초 또는 수 십 초 이내로 신속하게 저전압 불량을 선별할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

1: 가압단락 검사장치
10: 양극 집전체
20: 양극 합제
30: 분리막
40; 음극 합제
50: 음극 집전체
60: 가압에 의한 단락 영역
100: 활성화 지그
110: 전지셀(Cell)
120: 플레이트(Plate)
130: 가압 지그(Pressure jig)
140: 가압패드(Pressure pad)
150: 로드셀(Load cell)
160: 스프링(Spring)
200: 검사 장비
210: 전원 (Power system)
220: 전류 측정 장치

Claims (15)

1. 전극 단자를 포함하는 전극 조립체 및 전해액이 충진된 전지셀에서 저전압 불량을 선별하기 위한 가압단락 검사장치로서,
   복수의 전지셀이 탑재되고 가압되는 활성화 지그; 및
   상기 가압된 전지셀의 전류 검사를 진행하는 검사 장비를 포함하고,
   상기 저전압 불량은 분리막 찢김, 분리막 접힘 또는 분리막 뚫림에 의한 분리막 결함에 기인하는 것이고,
   상기 활성화 지그는,
   각각의 전지셀과 로드셀 및 스프링이 탑재되는 복수의 플레이트(plate);
   상기 플레이트의 일면에 압력을 가하는 가압 지그(pressure jig);
   플레이트에 가해진 압력을 측정하는 로드셀(load cell); 및
   압력을 완화시키는 스프링(spring)을 포함하고,
   상기 가압 지그는, 상기 복수의 플레이트들을 전진시켜 플레이트들 사이의 간격이 감소되어 복수의 전지셀들이 동시에 가압되며,
   상기 검사 장비는,
   전지셀에 전압을 인가하는 전원; 및
   누설 전류를 측정하는 전류 측정장치를 포함하는 가압단락 검사장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 플레이트 중 전지셀을 가압하는 플레이트의 적어도 일면에, 가압패드(pressure pad)가 부착되는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 가압패드는 전지셀의 양측 단부에 대응하는 부위를 가압하는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 가압패드는 사각 링 형상으로써, 전지셀 바디부의 가장자리를 가압하는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 플레이트의 일측은 가압 지그와 맞닿아 있고, 타측은 로드셀이 탑재되는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 로드셀은 최외각 플레이트 및 이와 인접한 플레이트 사이에 탑재되는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링은 전지셀이 탑재되는 플레이트와 로드셀이 탑재된 플레이트 사이; 및 전지셀이 탑재되는 플레이트와 가압 지그와 맞닿은 플레이트 사이; 에 위치되는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 지그는 플레이트의 전면부를 가압하기 위해 평면 형태인 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 지그에 의한 가압력은 1 MPa 내지 5MPa 이하인 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 지그에 의한 가압력은 2.83 내지 3.34MPa인 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서, 상기 전원의 인가 전압은 검사 대상 전지셀의 개방 회로 전압(OCV) 내지 개방 회로 전압 + 500㎶인 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 측정 장치는 2 내지 10초간 측정된 누설 전류의 평균값이 기준값을 상회할 때에 저전압 불량으로 선별하는 것을 특징으로 하는 가압단락 검사장치.

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