KR102350440B1 - Detection method of defect position of seporator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리막의 결함 위치를 탐지하는 방법에 관한 것이다.
이와 관련하여, 본 발명에서는, 전기장의 인가 여부에 따라 물성이 변화하는 전기 유변 유체(electrorheological fluid, ER fluid)를 이용하여, 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 신뢰도로 그 결함의 위치를 판단할 수 있는 방법론을 제시한다.The present invention relates to a method for detecting a defect location in a separator.
In this regard, in the present invention, by using an electrorheological fluid (ER fluid) whose physical properties change depending on whether or not an electric field is applied, it is possible not only to determine whether a defect exists in the separation membrane, but also to determine the defect of the defect with high reliability. A methodology for judging the location is presented.

Description

분리막의 결함 위치 탐지 방법 {DETECTION METHOD OF DEFECT POSITION OF SEPORATOR}Method of detecting the location of defects in the separator {DETECTION METHOD OF DEFECT POSITION OF SEPORATOR}

본 발명은 분리막의 결함 위치를 탐지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a defect location in a separator.

최근, 모바일 기기 등 소형 전자 기기에 대한 수요가 증가함과 동시에, 전기 자동차(electric vehicle, EV) 등 대형 전자 기기에 대한 관심이 높아지면서, 전자 기기의 전원인 이차 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, as the demand for small electronic devices such as mobile devices increases and interest in large electronic devices such as electric vehicles (EVs) increases, research on secondary batteries, which are power sources of electronic devices, is actively conducted. have.

이차 전지의 특성을 좌우하는 구성 요소 중 하나로, 분리막을 들 수 있다. 구체적으로, 분리막은 전기화학 반응에 참여 하지 않는 절연성을 가지므로, 양극과 음극 사이에 위치하며, 전지의 단락을 방지하는 기능을 한다. One of the components that influence the characteristics of a secondary battery is a separator. Specifically, since the separator has insulating properties that do not participate in the electrochemical reaction, it is positioned between the positive electrode and the negative electrode, and functions to prevent short circuit of the battery.

이러한 분리막에 결함이 존재할 경우, 그 결함 위치에서 전지의 단락이 유발될 수 있다. 이에, 전지의 조립 전, 분리막의 결함 존재 여부, 나아가 그 결함의 위치를 파악하여, 단락의 유발 가능성 및 그 유발 위치를 예측할 필요가 있다. 나아가, 전지의 조립 후 보관 성능 저하 등의 현상이 발생한다면, 이의 원인을 파악하기 위해 분리막 내에서 단락 위치를 확인해야 할 필요 또한 존재한다. When a defect exists in such a separator, a short circuit of a battery may be induced at the defect location. Therefore, before assembling the battery, it is necessary to determine the presence or absence of a defect in the separator, and furthermore, the location of the defect to predict the possibility of causing a short circuit and the location of the defect. Furthermore, if a phenomenon such as a decrease in storage performance occurs after assembling the battery, there is also a need to check the location of a short circuit in the separator to determine the cause.

다만, 현재까지 알려진 방법들로는, 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을지언정, 그 결함의 위치를 파악하는 것 자체가 불가하거나, 낮은 신뢰도로 그 결함의 위치를 파악할 수 있을 뿐이다.However, with methods known so far, although it is possible to determine whether a defect exists in the separation membrane, it is impossible to determine the location of the defect itself, or it is only possible to determine the location of the defect with low reliability.

본 발명에서는, 전기장의 인가 여부에 따라 물성이 변화하는 전기 유변 유체(electrorheological fluid, ER fluid)를 이용하여, 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 신뢰도로 그 결함의 위치를 판단할 수 있는 방법론을 제시한다.In the present invention, by using an electrorheological fluid (ER fluid) whose physical properties change depending on whether an electric field is applied or not, it is possible to determine the presence of defects in the separator as well as to determine the location of the defects with high reliability. A possible methodology is presented.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 절연성 유체 및 상기 절연성 유체에 무질서하게 분산된 전도성 입자들로 이루어진 전기 유변 유체;가 담지된 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시키는 단계; 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계; 상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계; 및 상기 배열의 위치를 파악하는 단계;를 포함하는, 분리막의 결함 위치 탐지 방법을 제공한다.Specifically, in one embodiment of the present invention, an insulating fluid and an electric rheological fluid composed of conductive particles disorderly dispersed in the insulating fluid; preparing a substrate on which the substrate is supported; stacking an insulating separator on the substrate; applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction; forming a regular arrangement of conductive particles in a partial region of the substrate by the application of the electric field; and determining the location of the arrangement; provides a method for detecting a defect location of a separator, including a.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성됨을 확인함으로써 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 배열의 위치를 파악함으로써 높은 신뢰도로 상기 분리막 결함의 위치를 판단할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by confirming that a regular arrangement of conductive particles is formed in a partial region of the substrate, it is possible to determine whether a defect in the separator exists, as well as to determine the location of the arrangement with high reliability. The location of the defect can be determined.

도 1은, 상기 일 구현예에 따라 분리막의 결함 위치를 탐지하는 방법을 설명하는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a method of detecting a defect location of a separator according to the embodiment.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. As used throughout this specification, the terms "about," "substantially," and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and are intended to enhance the understanding of this application. To help, precise or absolute figures are used to prevent unfair use by unconscionable infringers of the stated disclosure. The term “step of” or “step of” to the extent used throughout this specification does not mean “step for”.

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.In this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It means to include one or more selected from the group consisting of.

위와 같은 정의를 기반으로, 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들은 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Based on the above definition, embodiments of the present invention will be described in detail. However, these are presented as examples, and the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

앞서 지적한 바와 같이, 분리막에 결함이 존재할 경우, 그 결함 위치에서 전지의 단락이 유발될 수 있다. 이에, 전지의 조립 전, 분리막의 결함 존재 여부, 나아가 그 결함의 위치를 파악하여, 단락의 유발 가능성 및 그 유발 위치를 예측할 필요가 있다. 나아가, 전지의 조립 후 보관 성능 저하 등의 현상이 발생한다면, 이의 원인을 파악하기 위해 분리막 내에서 단락 위치를 확인해야 할 필요 또한 존재한다. As pointed out above, if a defect exists in the separator, it may cause a short circuit of the battery at the defect location. Therefore, before assembling the battery, it is necessary to determine the presence or absence of a defect in the separator, and furthermore, the location of the defect to predict the possibility of causing a short circuit and the location of the defect. Furthermore, if a phenomenon such as a decrease in storage performance occurs after assembling the battery, there is also a need to check the location of a short circuit in the separator to determine the cause.

다만, 현재까지 알려진 방법들로는, 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을지언정, 그 결함의 위치를 파악하는 것 자체가 불가하거나, 낮은 신뢰도로 그 결함의 위치를 파악할 수 있을 뿐이다.However, with methods known so far, although it is possible to determine whether a defect exists in the separation membrane, it is impossible to determine the location of the defect itself, or it is only possible to determine the location of the defect with low reliability.

예컨대, 저저압이 발생되어 단락 여부가 의심되는 전지에 대하여, 냉동시켜 저항을 측정하는 방법(이하, '냉동 저항 측정법'이라 함)이 알려져 있다. For example, a method of measuring resistance by freezing a battery suspected of having a short circuit due to generation of a low low pressure (hereinafter referred to as a 'freezing resistance measuring method') is known.

구체적으로, 해당 전지를 액화 질소에 넣어, 그 전지 내부의 전해액을 냉각하여 고화시키면, 더 이상 전해액에 의한 이온 전도성은 발생되지 않는다. 이 상태에서 전지의 저항을 측정하였을 때, KΩ 단위 이하의 저항이 측정된다면, 해당 전지의 내부 단락은 발생하고, 분리막에 결함이 생겨 내부단락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. Specifically, when the battery is put in liquid nitrogen and the electrolyte inside the battery is cooled and solidified, ion conductivity by the electrolyte is no longer generated. When the resistance of the battery is measured in this state, if the resistance is measured in units of KΩ or less, it can be determined that an internal short circuit of the battery has occurred and an internal short circuit has occurred due to a defect in the separator.

그에 반면, 동일한 방법으로 전지의 저항을 측정하였을 때, MΩ 단위 이상의 저항이 측정된다면, 내부 단락이 발생하지 않았다고 추론할 수 있다. 이로부터, 해당 전지의 양극과 음극 사이에 금속이물 등의 저항체가 존재하거나 분리막의 결함으로 양-음극이 접촉된 상태임을 파악할 수 있다. On the other hand, when the resistance of the battery is measured in the same way, if the resistance in the MΩ unit or more is measured, it can be inferred that no internal short circuit has occurred. From this, it can be understood that a resistor such as a metal foreign material exists between the positive electrode and the negative electrode of the battery or that the positive electrode and the negative electrode are in contact due to a defect in the separator.

다만, 상기 냉동 저항 측정법 그 자체만으로는, 전지 내 단락 발생 여부를 파악할 수 있을지언정, 그 단락의 위치를 판단하는 것은 불가하다. 이에, 상기 냉동 저항 측정법으로 전지 내 단락 발생 여부를 파악한 이후, 분리막을 샘플링하여 그 단락의 위치를 별도로 판단할 필요가 있다. However, although the refrigeration resistance measurement method itself can determine whether or not a short circuit has occurred in the battery, it is impossible to determine the location of the short circuit. Accordingly, it is necessary to separately determine the location of the short circuit by sampling the separator after determining whether a short circuit has occurred in the battery by the refrigeration resistance measurement method.

하나의 방법으로, 샘플링된 분리막 내 미세한 구멍의 위치를 육안으로 찾는 방법이 있다. 그러나, 이러한 육안 관찰에 따르면, 분리막의 오염이 심한 경우 그 위치를 탐지하는 데 어려움이 있고, 신뢰도가 낮은 문제가 있다. As one method, there is a method of visually finding the position of the micropores in the sampled separation membrane. However, according to such visual observation, when the contamination of the separation membrane is severe, it is difficult to detect the location thereof, and there is a problem of low reliability.

다른 하나의 방법으로, XRF 장비를 이용하여, 샘플링된 분리막을 스캔하는 방법이 있다. 이에 따라 스캔된 전 영역 중, 밀도가 특별히 차이나는 위치를 파악하고, 그 위치의 성분을 분석하여, 양-음극 단락을 유발할 수 있는 금속 이물 (Fe, Cr 등)이 검출되는 부분을 탐지할 수 있다. 그러나, 이러한 XRF 분석에 따르면, 샘플링된 분리막의 오염이 심할 경우 스캔에 장시간이 소요되며, 시료의 표면에 존재하는 활물질 성분 (Ni, Co, Mn 등)이나 쇼트를 유발하지 않는 기타 오염물이 검출 될 수 있다. As another method, there is a method of scanning a sampled separation membrane using XRF equipment. Accordingly, it is possible to identify the location where the density is particularly different among the scanned areas, and analyze the components of the location to detect the part where the metal foreign material (Fe, Cr, etc.) that can cause a positive-to-cathode short circuit is detected. have. However, according to this XRF analysis, if the sampled membrane is heavily contaminated, it takes a long time to scan, and active material components (Ni, Co, Mn, etc.) present on the surface of the sample or other contaminants that do not cause a short circuit may be detected. can

그에 반면, 본 발명의 일 구현예에서는, 전기장의 인가 여부에 따라 물성이 변화하는 전기 유변 유체(electrorheological fluid, ER fluid)를 이용하여, 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 신뢰도로 그 결함의 위치를 판단할 수 있는 방법론을 제시한다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, by using an electrorheological fluid (ER fluid) whose physical properties change depending on whether or not an electric field is applied, it is possible not only to determine whether a defect exists in the separator, but also to have high reliability. A methodology that can determine the location of the defect is presented.

일반적으로 전기 유변 유체는, 절연성 유체에 전도성 입자들이 분산된 현탁액(suspension)으로서, 외부에서 강한 전기장이 인가되면 그 유변학적 특성이 변하는 유체를 말한다.In general, an electric rheological fluid is a suspension in which conductive particles are dispersed in an insulating fluid, and refers to a fluid whose rheological properties change when a strong electric field is applied from the outside.

이러한 전기 유변 유체 내 전도성 입자들은, 전기장이 인가되지 않은 상태에서는 뉴튼 입자의 성질을 가져 무질서한 분포를 나타내지만, 전기장이 인가된 상태에서는 분극이 유발되어 전기장의 인가 방향과 평행인 방향으로 사슬 구조의 규칙적인 배열을 나타낼 수 있다. Conductive particles in such an electric rheological fluid have the properties of Newtonian particles in a state where no electric field is applied and show a disordered distribution, but in a state where an electric field is applied, polarization is induced and the chain structure of the It can represent a regular arrangement.

구체적으로, 본 발명에서는, 위와 같은 전기 유변 유체의 특성과 더불어, 분리막이 가지는 기본적인 절연성을 이용하여, 분리막 내 결함의 존재 여부를 파악하면서도, 높은 신뢰도로 상기 분리막 결함의 위치를 판단하는 방법을 일 구현예로 제공한다.Specifically, in the present invention, in addition to the characteristics of the electrorheological fluid as described above, a method of determining the location of the separator defect with high reliability while identifying the presence or absence of a defect in the separator using the basic insulation of the separator is provided. Provided as an embodiment.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 절연성 유체 및 상기 절연성 유체에 무질서하게 분산된 전도성 입자들로 이루어진 전기 유변 유체;를 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시키는 단계; 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계; 상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계; 및 상기 배열의 위치를 파악하는 단계;를 포함하는, 분리막의 결함 위치 탐지 방법을 제공한다.More specifically, in one embodiment of the present invention, an insulating fluid and an electric rheological fluid composed of conductive particles disorderly dispersed in the insulating fluid; preparing a substrate comprising; stacking an insulating separator on the substrate; applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction; forming a regular arrangement of conductive particles in a partial region of the substrate by the application of the electric field; and determining the location of the arrangement; provides a method for detecting a defect location of a separator, including a.

도 1은, 상기 일 구현예에 따라 분리막의 결함 위치를 탐지하는 방법을 설명하는 개념도이다. 이하, 도 1을 참고로 상기 일 구현예의 원리를 설명한다.1 is a conceptual diagram illustrating a method of detecting a defect location of a separator according to the embodiment. Hereinafter, the principle of the embodiment will be described with reference to FIG. 1 .

상기 일 구현예에 있어서, 상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계;는, 상기 절연성 분리막에 결함의 존재를 파악할 수 있는 단계이다.In the embodiment, the regular arrangement of conductive particles in a partial region of the substrate is formed by the application of the electric field; is a step of recognizing the presence of a defect in the insulating separator.

만약 상기 절연성 분리막에 결함이 전혀 존재하지 않는 이상적인 경우라면, 상기 전기장의 인가에도 불구하고, 상기 기판 내 전도성 입자들은 모두 전기장의 영향을 받지 않고 뉴튼 입자의 성질이 유지될 수 잇다.In an ideal case in which no defects exist in the insulating separator, the properties of Newtonian particles may be maintained without all the conductive particles in the substrate being affected by the electric field despite the application of the electric field.

그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 절연성 분리막에 결함이 존재하는 경우, 그 결함과 인접한 영역에 위치하는 전도성 입자들이 규칙적으로 배열될 수 있다. However, as shown in FIG. 1 , when a defect exists in the insulating separator, conductive particles positioned in a region adjacent to the defect may be regularly arranged.

상기 절연성 분리막의 결함 부위는 더 이상 절연성을 가지지 못하고, 그와 인접한 영역의 전도성 입자들을 분극화하며, 사슬 구조의 규칙적인 배열을 형성하는 것이다. The defective portion of the insulating separator no longer has insulating properties, polarizes conductive particles in a region adjacent thereto, and forms a regular arrangement of a chain structure.

여기서 전도성 입자들이 배열된 방향은, 상기 전기장의 인가 방향과 평행인 방향이 될 수 있다. 이는 곧, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배열의 연장선 상에, 상기 절연성 분리막의 결함이 위치함을 의미한다. 따라서, 상기 배열의 위치를 파악하는 단계;를 통하여, 상기 절연성 분리막의 결함 위치를 판단할 수 있다.Here, the direction in which the conductive particles are arranged may be a direction parallel to the direction in which the electric field is applied. This means that, as shown in FIG. 1 , the defect of the insulating separator is located on the extension line of the arrangement. Accordingly, through the step of determining the position of the arrangement, it is possible to determine the defect position of the insulating separator.

다시 말해, 상기 일 구현예의 방법에 따르면, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성됨을 확인함으로써 분리막의 결함 존재 여부를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 배열의 위치를 파악함으로써 높은 신뢰도로 상기 분리막 결함의 위치를 판단할 수 있다.In other words, according to the method of the embodiment, by confirming that a regular arrangement of conductive particles is formed in a partial region of the substrate, it is possible to determine the presence of defects in the separator as well as to determine the location of the arrangement with high reliability. The location of the separator defect may be determined.

상기 배열의 위치는, 현미경을 통해 육안으로 판별하는 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로, 기판의 측면부를 광학현미경을 통해 관찰하고, 사슬 구조가 형성됨을 파악할 수 있다. 예를 들어, x방향과 y방향에서 위치가 확인된다면, x-y 좌표로 파악될 수 있고, 이의 연장선으로부터 상기 분리막 내 결함의 위치가 정확히 판단될 수 있다. A method of visually determining the position of the arrangement through a microscope may be used. Specifically, by observing the side portion of the substrate through an optical microscope, it can be understood that a chain structure is formed. For example, if positions are identified in the x-direction and the y-direction, they may be identified as x-y coordinates, and the location of the defect in the separator may be accurately determined from an extension line thereof.

이하, 상기 일 구현예의 각 단계에서 이용하는 소재, 각 단계의 공정 상 특징 등에 대하여, 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the material used in each step of the embodiment, the process characteristics of each step, etc. will be described in more detail.

상기 기판의 경우, 절연성 유체 및 상기 절연성 유체에 무질서하게 분산된 전도성 입자들로 이루어진 전기 유변 유체;를 포함한다. 여기서 전기 유변 유체는, 일반적으로 알려진 바와 같이, 절연성을 가지는 유체에, 전도성을 가지는 입자를 분산시킨 것일 수 있다. In the case of the substrate, an insulating fluid and an electrical rheological fluid composed of conductive particles disorderly dispersed in the insulating fluid; includes. Here, the electric rheological fluid may be one in which particles having conductivity are dispersed in a fluid having insulation, as is generally known.

예를 들어, 상기 절연성 유체는, 실리콘 오일, 미네랄 오일, 하이드로 카본 오일, 소이빈 오일 및 파라핀 오일 등을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며, 절연성을 가지며, 상기 전도성 입자가 충분히 분산될 수 있게끔 하는 유체이면 충분하다.For example, the insulating fluid may include at least one selected from the group consisting of silicone oil, mineral oil, hydrocarbon oil, soybean oil, paraffin oil, and the like. However, this is only an example, and a fluid that has insulating properties and allows the conductive particles to be sufficiently dispersed is sufficient.

상기 전도성 입자들의 경우, 폴리아닐린(Polyaniline) 입자, 폴리피롤(polypyrrole) 입자, 및 PEDOT:PSS 입자를 포함하는 고분자 물질을 포함하는 입자 군; 상기 고분자 물질과 다른 물질이 상기 고분자 물질로 코팅된 입자 군; 및 카본 나노튜브(carbon nanotube) 및 플러렌(fullerene)을 포함하는 탄소계 입자 군;에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. In the case of the conductive particles, a particle group including a polymer material including polyaniline particles, polypyrrole particles, and PEDOT:PSS particles; a group of particles in which a material different from the polymer material is coated with the polymer material; and a group of carbon-based particles including carbon nanotubes and fullerenes.

한편, 상기 전도성 입자들의 형상은, 나노튜브, 나노와이어, 구형, 코어-쉘 구조 및 비정형을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 전도성 입자들의 형상이 나노튜브인 경우, 상기 절연성 유체에 대한 분산도가 높아지고, 전기장의 인가에 의한 배열이 보다 규칙적으로 형성될 수 있지만, 이에 의해 상기 일 구현예의 방법이 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the shape of the conductive particles may include at least one selected from the group consisting of a nanotube, a nanowire, a sphere, a core-shell structure, and an irregular shape. When the shape of the conductive particles is a nanotube, the degree of dispersion in the insulating fluid is increased, and an arrangement by the application of an electric field may be formed more regularly, but the method of the embodiment is not limited thereto.

상기 전기 유변 유체의 점도는, 상기 전기장의 인가 전 기준으로, 0 cP 초과 800 cP 이하의 범위 일 수 있다. 이는, 상기 전기장의 인가 전 상기 전도성 입자들이 상기 절연성 유체에 균일하게 분산되고, 상기 전기장의 인가에 의해 규칙적으로 배열되기에 적절한 점도일 수 있으나, 이에 의해 상기 일 구현예의 방법이 제한되는 것은 아니다.The viscosity of the electrorheological fluid may be in the range of greater than 0 cP and less than or equal to 800 cP, before application of the electric field. This may be a viscosity suitable for the conductive particles to be uniformly dispersed in the insulating fluid before the application of the electric field and to be regularly arranged by the application of the electric field, but the method of the embodiment is not limited thereto.

한편, 상기 기판은, 상기 전기유변유체를 포함할 수 있어야 한다. 이를 위해, 상기 기판은, 상기 전기유변유체를 담지할 수 있는 공간, 예컨대 요부(凹部)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 기판의 요부는, 0 초과 500 ㎛ 미만의 높이를 가질 수 있다.On the other hand, the substrate should be able to include the electrorheological fluid. To this end, the substrate may include a space that can support the electrorheological fluid, for example, a recess. For example, the recessed portion of the substrate may have a height of greater than 0 and less than 500 μm.

상기 기판의 하단부에는, 회로가 연결될 수 있는 전극을 포함할 수 있고, 전기력이 작용하는 데 방해되지 않는 물질이라면 상기 기판의 전극을 구성하는 재질은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 기판의 전극은, 전도성을 가지는 금속 물질을 포함할 수 있고, 그 중에서도 경도가 높은 금속 물질을 포함하는 경우 내구성이 우수할 수 있다.또한, 상기 기판의 전극은 상기 기판의 전극은 투명하거나 투명하지 않을 수 있지만, 측면(높이 방향)은 투명할 수 있다.The lower end of the substrate may include an electrode to which a circuit can be connected, and as long as it is a material that does not interfere with the action of electric force, the material constituting the electrode of the substrate is not particularly limited. For example, the electrode of the substrate may include a metal material having conductivity, and among them, when a metal material having high hardness is included, durability may be excellent. In addition, the electrode of the substrate is the electrode of the substrate may or may not be transparent, but the side (height direction) may be transparent.

다만, 이는 예시일 뿐이며, 이에 의해 상기 일 구현예의 방법이 제한되는 것은 아니다.However, this is only an example, and the method of the embodiment is not limited thereby.

상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계;에서, 상기 전기장의 세기는 0.5 kV/mm 이상 1 kV/mm 이하일 수 있다. 이러한 범위의 전기장이 인가되면, 상기 절연성 분리막의 결함과 인접한 영역에 위치하는 전도성 입자들이 규칙적으로 배열되고, 상기 절연성 분리막의 정상 부위에 인접한 전도성 입자들은 뉴튼 입자의 성질이 유지될 수 있다. In the step of applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction, the intensity of the electric field may be 0.5 kV/mm or more and 1 kV/mm or less. When an electric field in this range is applied, conductive particles positioned in a region adjacent to the defect of the insulating separator may be regularly arranged, and the conductive particles adjacent to the normal portion of the insulating separator may maintain Newtonian properties.

상기 범위보다 강한 세기의 전기장은, 상기 절연성 분리막의 정상 부위에 인접한 전도성 입자들에 대해서도 뉴튼 입자의 성질을 잃고 규칙적으로 배열되게끔 할 수 있다. 이와 달리, 상기 범위보다 약한 세기의 전기장은, 상기 절연성 분리막의 결함과 인접한 영역에 위치하는 전도성 입자들에 대해 규칙적인 배열을 형성하기에 역부족일 수 있다.The electric field with an intensity stronger than the above range may cause the conductive particles adjacent to the normal portion of the insulating separator to lose properties of Newtonian particles and to be regularly arranged. Alternatively, an electric field with an intensity weaker than the above range may be insufficient to form a regular arrangement with respect to conductive particles located in a region adjacent to the defect of the insulating separator.

다만, 상기 범위는 예시일 뿐이며, 상기 절연성 분리막의 절연 파괴 전압, 전극 사이의 거리 등을 고려하여 적절한 세기의 전기장을 인가할 수 있다.However, the above range is only an example, and an electric field of an appropriate strength may be applied in consideration of the breakdown voltage of the insulating separator, the distance between the electrodes, and the like.

방법론적으로, 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계;는, 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 상태에서, 상기 기판, 상기 절연성 분리막 및 전원 공급 장치를 도선으로 연결하여 회로를 형성하는 단계; 및 상기 전원 공급 장치로부터 상기 회로에 정전압을 공급하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.Methodologically, applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which an insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction; forming a circuit by connecting the insulating separator and the power supply with a conducting wire; and supplying a constant voltage to the circuit from the power supply device.

여기서 250 V 이상 500 V 이하, 예를 들어 250 V 이상 500 V 이하의 정전압을 공급하면, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전술한 세기의 전기장이 인가될 수 있다. 물론, 상기 회로에 공급된 정전압에 의해, 상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 전기장이 인가될 수 있다.Here, when a constant voltage of 250 V or more and 500 V or less, for example, 250 V or more and 500 V or less is supplied, an electric field having the above-described intensity may be applied to the substrate and the insulating separator. Of course, by the constant voltage supplied to the circuit, an electric field may be applied in a direction in which an insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction.

다만, 이는 예시일 뿐이며, 상기 전기유변유체를 포함하는 기판의 폭 넓이, 상기 전기유변유체 내 입자의 성질 등을 종합적으로 고려하여, 전압 세기를 달리할 수 있다. However, this is only an example, and the voltage intensity may be varied by comprehensively considering the width of the substrate including the electrorheological fluid, the properties of particles in the electrorheological fluid, and the like.

한편, 상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계;에서, 상기 기판 내 전기 유변 유체 중, 상기 배열이 형성된 영역의 점도가 증가하여 1000 내지 5000cP 범위에 도달할 수 있다. 이러한 범위의 점도를 가질 때, 상기 배열이 형성된 영역은 더 이상 유체(fluid)가 아닌 겔(gel), 고체(solid), 또는 이들의 혼합상이 될 수 있다.On the other hand, in the step of forming a regular arrangement of some conductive particles in the substrate by the application of the electric field; in the electrorheological fluid in the substrate, the viscosity of the region in which the arrangement is formed increases to reach a range of 1000 to 5000 cP can do. When having a viscosity in this range, the region in which the arrangement is formed may be a gel, a solid, or a mixture thereof that is no longer a fluid.

Claims (15)

절연성 유체 및 상기 절연성 유체에 무질서하게 분산된 전도성 입자들로 이루어진 전기 유변 유체;를 포함하는 기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시키는 단계;
상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계;
상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 영역에서 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계; 및
상기 배열의 위치를 파악하는 단계;를 포함하는,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
Preparing a substrate comprising; an insulating fluid and an electrical rheological fluid composed of conductive particles disorderly dispersed in the insulating fluid;
stacking an insulating separator on the substrate;
applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction;
forming a regular arrangement of conductive particles in a partial region of the substrate by the application of the electric field; and
Including; determining the location of the arrangement;
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 배열의 구조는,
사슬 구조인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
The structure of the array is
which is a chain structure,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 배열의 방향은,
상기 전기장의 인가 방향과 평행인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
The direction of the arrangement is
which is parallel to the direction of application of the electric field,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제3항에 있어서,
상기 배열의 연장선 상에,
상기 절연성 분리막의 결함이 위치하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
On the extension line of the arrangement,
That the defect of the insulating separator is located,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 배열의 위치를 파악하는 단계;는,
현미경을 이용하여 수행되는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
determining the position of the arrangement;
which is performed using a microscope,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 절연성 유체는,
실리콘 오일, 미네랄 오일, 하이드로카본 오일, 소이빈 오일 및 파라핀 오일을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
The insulating fluid is
Which comprises at least one selected from the group consisting of silicone oil, mineral oil, hydrocarbon oil, soybean oil and paraffin oil,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전도성 입자들의 형상은,
나노튜브, 나노와이어, 구형, 코어-쉘구조 및 비정형을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
The shape of the conductive particles is,
Nanotubes, nanowires, including one or more selected from the group comprising a spherical, core-shell structure and amorphous,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 전기 유변 유체의 점도는,
상기 전기장의 인가 전 기준으로, 0 cP 초과 800 cP이하인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
The viscosity of the electrorheological fluid is,
Based on before application of the electric field, it is more than 0 cP and less than 800 cP,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계;에서,
상기 전기장의 세기는 0.5 kV/mm 이상 1 kV/mm 이하인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction; in,
The strength of the electric field will be 0.5 kV / mm or more and 1 kV / mm or less,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 방향 또는 역방향으로, 상기 기판 및 상기 절연성 분리막에 대해 전기장을 인가하는 단계;는,
상기 기판 상에 절연성 분리막을 적층시킨 상태에서, 상기 기판, 상기 절연성 분리막 및 전원 공급 장치를 도선으로 연결하여 회로를 형성하는 단계; 및
상기 전원 공급 장치로부터 상기 회로에 정전압을 공급하는 단계;를 포함하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
applying an electric field to the substrate and the insulating separator in a direction in which the insulating separator is laminated on the substrate or in a reverse direction;
forming a circuit by connecting the substrate, the insulating separator, and a power supply with a conductive wire in a state in which the insulating separator is laminated on the substrate; and
supplying a constant voltage to the circuit from the power supply;
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제11항에 있어서,
상기 정전압은,
250 V 이상 500 V 이하인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
12. The method of claim 11,
The constant voltage is
250 V or more and 500 V or less,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제1항에 있어서,
상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계;는,
상기 기판 내 전도성 입자들 중, 상기 절연성 분리막의 결함에 인접한 영역에 위치하는 전도성 입자들이 분극되는 단계; 및
상기 분극된 전도성 입자들이 상기 전기장의 인가 방향과 평행인 방향으로 배열되는 단계;를 포함하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
According to claim 1,
Forming a regular arrangement of some conductive particles in the substrate by the application of the electric field;
polarizing conductive particles located in a region adjacent to the defect of the insulating separator among the conductive particles in the substrate; and
arranging the polarized conductive particles in a direction parallel to the direction of application of the electric field;
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제13항에 있어서,
상기 전기장의 인가에 의해, 상기 기판 내 일부 전도성 입자들의 규칙적인 배열이 형성되는 단계;에서,
상기 기판 내 전기 유변 유체 중, 상기 배열이 형성된 영역의 점도가 증가하는 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.
14. The method of claim 13,
In the step of forming a regular arrangement of some conductive particles in the substrate by the application of the electric field;
Of the electrorheological fluid in the substrate, the viscosity of the region in which the arrangement is formed increases,
A method for detecting the location of defects in a separator.
 제14항에 있어서,
상기 기판 내 전기 유변 유체 중, 상기 배열이 형성된 영역의 점도는,
1000 cP 이상 5000 cP 이하인 것인,
분리막의 결함 위치 탐지 방법.15. The method of claim 14,
Among the electrorheological fluids in the substrate, the viscosity of the region in which the arrangement is formed is,
1000 cP or more and 5000 cP or less,
A method for detecting the location of defects in a separator.
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