KR102395033B1 - 내부 단락 촉발에 의한 임계 셀 상태의 결정을 위한 안전성 테스트 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 센서(3), 및 적어도 하나의 저항성 가열 요소(5)를 포함하는 적어도 하나의 전도성 가열 요소(2)를 갖는 셀(1) 내에, 내부 회로 단락의 효과들 중 적어도 하나를 생성함으로써 배터리 셀(1)을 테스트하기 위한 시스템(10)으로서, 적어도 저항성 가열 요소(5)는 내부 회로 단락을 모사하기 위해 셀(1) 내에 조립되는 시스템에 관한 것이다.

Description

내부 단락 촉발에 의한 임계 셀 상태의 결정을 위한 안전성 테스트 방법{SAFETY TEST METHOD FOR DETERMINATION OF CRITICAL CELL STATES BY INTERNAL SHORT PROVOCATION}
본 발명은 시스템 독립항에 따라서 셀 내에 적어도 하나의 내부 회로 단락을 생성함으로써 배터리 셀을 테스트하기 위한 시스템 및 방법 독립항에 따라서 셀 내에 적어도 하나의 내부 회로 단락을 생성함으로써 배터리 셀을 테스트하기 위한 방법에 관련한다.
안전성 보증은 고 에너지 저장 시스템의 핵심 이슈 중 하나이다. 리튬-이온 셀에 대하여, 다양한 고장 메커니즘을 연구하기 위해 다수의 안전성 테스트가 수행된다. 침상 관통(nail penetration)은 가장 중요한 테스트 시나리오 중 하나이며, 국소 고장 또는 셀 내측의 금속성 입자로 인해 내부 단락 거동을 재현하도록 기능한다. 이 안전성 테스트를 위한 테스트 조건은 다양한 엔지니어 표준에 정의되어 있다. 표준화된 침상 관통에서, 셀의 층이 관통된다. 그러나, 실제 내부 단락과는 대조적으로, 침상체의 크기, 관통 깊이 및 단락 파워는 더 극심하다. 침상체의 기하학적 크기 및 내부 회로 단락 크기는 서로 관계되지 않으며, 추가로, 침상 관통에 기인한 손상 구역은 내부 회로 단락에 대해 특징적이지 않다.
셀 내에 적어도 하나의 내부 회로 단락을 생성함으로써 배터리 셀을 테스트하기 위한 본 발명에 따른 시스템은 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 센서를 포함한다. 또한, 시스템은 적어도 하나의 저항성 가열 요소를 포함하는 적어도 하나의 전도성 리드 요소를 포함한다. 특히, 저항성 가열 요소는 공간 해상 온도 센서 및 가열 요소를 갖는 마이크로히터를 포함할 수 있다. 이에 대해, 저항성 가열 요소는 내부 회로 단락을 촉발, 모사 및 모니터링하기 위해 셀 내에 배치된다. 일반적으로, 배터리는 양 전극인 캐소드 전극- 캐소드는 전자를 방출함 - 및 음 전극인 애노드 전극- 애노드는 전자를 수용함 -으로 구성된다. 바람직하게, 셀은 리튬-이온 셀을 나타낼 수 있고, 이온 셀의 충전 동안, 동일한 방향으로의 전자 흐름과 동시에 리튬 이온이 캐소드로부터 애노드로 이주한다. 이러한 충전 동안, 리튬-이온이 애노드로부터 캐소드로 이주하도록 반대 방향으로 동일한 프로세스가 발생한다. 이에 대해, 센서는 온도를 검출하는 센서(온도 센서) 및/또는 전류를 검출하는 센서(전류 센서) 및/또는 전압을 검출하는 센서(전압 센서)일 수 있다. 이에 대해, 적어도 하나의 센서는 셀의 열적 및 전기적 특성의 변화 또는 이벤트를 검출할 수 있다. 또한, 센서는 특히, 전기적 또는 광학적 신호를 사용하여 검출된 변화를 통신하는 출력을 생성한다. 이에 대해, 센서는 검출된 이벤트 또는 변화가 측정될 때 센서의 출력이 얼마나 많이 변하는지를 나타내는 상이한 감도를 포함할 수 있다. 이에 대해, 센서는 셀 내의 임의의 장소에 위치될 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 센서는 촉발 스팟 부근에 또는 그에 인접하게 위치되고, 셀 내에 추가적 센서가 분포된다. 바람직하게, 다수의 센서가 셀 내에 조립되어 셀 내의 임의의 장소에서 적어도 하나의 내부 회로 단락을 정확하게 검출할 수 있다. 유리하게, 센서는 전도성 가열 요소/저항성 요소의 부근에 위치된다. 이에 대해, 센서는 열적 폭주의 촉발을 제어하고, 센서의 추가적 구현에 의한 관련 셀 거동의 특성화가 가능하다. 또한, 셀 상태의 결정은 상이한 내부 회로 단락에 대해 가변적이다. 또한, 적어도 하나의 전도성 요소가 적어도 하나의 저항성 가열 요소를 포함하는 셀 내에 위치된다. 적어도 하나의 저항성 가열 요소가 내부 회로 단락의 촉발 및 모사를 위해 셀 내에 배치된다. 셀 내측의 마이크로 요소에 의한 임계 상태의 트리거링은 예로서, 침상 관통에 의한 것 같은 임계 상태의 외부적 트리거링을 대신한다. 또한, 가열 요소는 제어가능한 파라미터 및 치수로 내부 회로 단락을 촉발할 수 있으며, 가열 스팟에서의 국소 온도는 평균적으로 대략 200℃ 내지 1500℃이다. 또한, 소산 파워는 저항성 가열 요소에 의해 파라미터 및 치수의 면에서 제어가능하다. 또한, 저항성 가열 요소는 셀 내의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 또한, 셀 내의 임의의 위치에 위치될 수 있는 다수의 가열 요소의 사용이 가능하다. 이에 대해, 오염 크기에 대응하는 기하학적 치수가 결정될 수 있다. 추가적으로, 가열 요소의 기하학적 치수는 실제 오염 크기 및 위치에 일치하도록 조정될 수 있다. 또한, 센서, 그리고, 또한 저항성 가열 요소는 셀의 조립 동안 셀 내에 배치된다. 유리하게, 이들은 셀의 외측에 대한 바람직한 유선 연결을 가지고, 그에 의해, 예로서, 가열 요소로의 전류 흐름을 유도하기 위한 트리거링은 온도 상승을 초래한다. 특히, 센서의 온도 변화는 전기적 피드쓰루를 제공함으로써 측정되고, 신호는 평가 및/또는 분석될 수 있다. 유리하게, 배터리 셀을 테스트하기 위한 이 시스템은 열적 폭주의 촉발을 제어할 수 있고, 관련 셀 거동의 특성화가 형성될 수 있다. 또한, 유리하게, 내부 회로 단락은 외부적 전기 또는 기계 자극에 의해서가 아니라 열의 생성 같은 내부적 이벤트에 의해 생성된다. 유리하게, 시스템은 상이한 내부 스택 디자인을 갖는 파우치 셀 및/또는 원통형 셀 및/또는 각주상 셀로부터의 모든 다양한 셀 유형으로 구현될 수 있다. 저항성 가열 요소의 위치를 정의함으로써, 셀 내의 내부 회로 단락의 위치가 미리 설정될 수 있다. 셀의 중간 및 셀의 에지에서의 위치가 가능하다. 저항성 가열 요소의 크기를 선택함으로써, 저항성 가열 요소가 위치되는 영역의 크기, 그리고, 따라서, 내부 회로 단락의 크기 및 장소가 직접적으로 영향을 받고 정의될 수 있다. 결과적으로, 초기에 건전한 셀을 사이클링 및 특성화하고, 후속하여 원하는 시간에 내부 회로 단락을 유발하는 것이 가능하다. 본 시스템의 다른 장점은 수요시 셀 내의, 특히, 리튬-이온 셀 내의 실제 내부 회로 단락을 생성하는 것에 대한 가능성이다. 내부 회로 단락을 의도적으로 생성하기 위한 다른 기술과는 대조적으로, 건전한 셀이 초기에 미리, 후속하여, 그리고, 회로 단락 동안 특성화될 수 있고, 내부 회로 단락이 원하는 시간에 생성될 수 있다. 이러한 기술을 사용하여, 개발된 검출 및 작동 메커니즘이 테스트될 수 있고, 실제 내부 회로 단락의 효과가 확인될 수 있다. 또한, 온도는 정확하게 영향을 받아서 결정 및 제어될 수 있는 특정 내부 회로 단락을 초래할 수 있다. 또한, 유도된 내부 회로 단락의 정확한 장소는 저항성 가열 요소의 위치설정을 통해 선택될 수 있다. 이에 대해, 내부 회로 단락은 모든 종류의 셀 포멧에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 추가적인 특징 및 세부사항은 종속 청구항, 설명 및 도면으로부터 얻어진다. 이에 대해, 본 발명에 따른 시스템에 대응하는 설명된 특징 및 세부사항은 자연적으로 또한 본 발명에 따른 방법에 대응하여 적용되며, 그 반대도 마찬가지이고, 그래서, 본 발명의 단일 양태의 개시내용에 따라, 이는 항상 상호 관련될 수 있다.
또한, 본 발명의 범주 내에서 저항성 가열 요소는 마이크로히터, 특히, 조정가능한 마이크로히터를 포함할 수 있다. 바람직하게, 조정가능한 마이크로히터는 일반적으로 내부 회로 단락을 유발하는 실제 입자의 크기를 갖는다. 실제 입자의 크기로 조정되는 조정가능한 마이크로히터의 크기로 인해, 내부 회로 단락은 항상 직경이 2 mm보다 큰 침상 관통이나 내부 회로 단락 촉발의 큰 영역의 개념 대신 실제 조건에서 유도될 수 있다. 그러나, 실제 입자의 일반적 크기는 1 mm보다 작은 것이 일반적이다. 바람직하게, 마이크로히터는 0.05 mm2 내지 대략 3 mm2의 크기를 포함한다.
또한, 본 발명의 범주 내에서, 셀은 저항성 가열 요소에 대한 적어도 하나의 연결 접촉부를 포함한다. 대안적으로 그리고/또는 추가적으로, 본 발명의 범주 내에서, 셀은 센서를 위한 적어도 하나의 연결 접촉부를 포함한다. 연결 접촉부 둘 모두는 바람직하게는 배터리 셀의 외측에 조립된다. 따라서, 연결 접촉부는 배터리의 외부 측부로부터 배터리의 내부 측부로 또는 배터리의 내부 측부로부터 배터리의 외부 측부로의 양 방향으로 신호를 전도하도록 기능한다. 이에 대해, 예로서, 자극은 저항성 가열 요소, 바람직하게는 마이크로히터에 전도되어 마이크로히터의 가열, 즉, 온도의 증가를 초래할 수 있다. 또한, 센서가 셀 내의 열 상승 및/또는 성능을 검출하고, 신호가 분석 또는 연구될 수 있는 셀 외부로 신호를 전도하는 것이 가능하다. 또한, 연결 접촉부에 대해, 예로서 분석 디바이스 또는 전원 등 같은 전기적 구성요소가 연결될 수 있는 것이 가능하다.
유리하게, 저항성 가열 요소는 대략 0.0025 mm2 내지 대략 10 mm2, 특히, 대략 0.05 mm2 내지 대략 3 mm2인 것이 가능하다. 이에 대해, 저항성 가열 요소는 지지 요소의 하나의 에지에 마이크로히터를 포함하는 두 개의 지지 요소로 구성된다. 바람직하게, 마이크로히터의 크기는 내부 회로 단락을 유발할 수 있는 입자의 크기에 대응한다.
유리하게, 전도성 가열 요소/저항성 요소, 특히, 마이크로히터는 다음 중 적어도 하나를 포함한다: 구리, 알루미늄, 철, 크롬, 니켈, 망간, 리튬 또는 그 조합. 이에 대해, 구리는 높은 전기 연결성, 높은 열적 연결성 및 추가적으로 단일 결정의 높은 연성과 낮은 경도를 포함한다. 게다가, 구리는 취급이 용이하고, 단일 금속 입자의 양호한 소스이다. 알루미늄은 추가로 비교적 연성이고, 내구성있으며, 경량이고, 무르며, 가단성(malleable)의 금속이고, 이는 비자성적이며 쉽게 점화되지 않는다. 따라서, 알루미늄의 사용은 쉽고, 비용 효율적이며 안전하다. 철은 다루기쉬운 금속이며, 금속 이온의 순도에 따라 다양한 경도 및/또는 연성도를 포함할 수 있고, 높은 압력 및 온도에 대해 내성적이다. 따라서, 철은 취급이 쉽고 사용이 비용 효율적이다. 니켈은 추가로 고도의 부식에 내성적이며, 실온에서 매우 느리게 산화한다. 따라서, 니켈은 내성적이고, 사용이 오래 지속된다. 망간은 경질 금속이고, 쉽게 산화하며, 형성이 어렵다. 따라서, 망간은 강인한 특성을 포함하는 내성적 금속이다. 리튬은 매우 경량의 금속이며 고밀도 고체 화학 원소이다. 리튬은 추가적으로 고 반응성이고 가연성이다. 바람직하게, 리튬은 단일 원자가 전자를 가지며, 이는 쉽게 버려져서 양이온을 형성하며, 따라서, 리튬은 열 전기에 대한 양호한 전도체이고, 고 반응성 원소이다. 크롬은 경질이고 취성인 금속이고, 이는 고도의 광택을 가지고, 변색에 대해 내성적이고, 높은 융점을 갖는다. 또한, 크롬은 그 자기 특성이 주목할만하고, 실온에서 교번하는 반강자성을 나타내는 유일한 고체 원소이다. 또한, 공기중에 방치된 크롬 금속은 산화에 의해 수동화되어 얇은 보호성 표면 층을 형성한다. 이 층은 매우 고밀도이고, 하위 금속 내로의 산소의 확산을 방지한다. 또한, 크롬은 산에 대해 안정적이다. 유리하게, 상기 금속 중 임의의 것의 조합이 가능하다.
본 발명의 다른 양태는 셀 내에 적어도 하나의 내부 회로 단락을 생성함으로써 배터리 셀을 테스트하는 방법이다. 또한, 셀은 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 저항성 가열 요소와 적어도 하나의 센서, 특히, 온도 센서를 포함하는 적어도 하나의 전도성 가열 요소/저항성 요소를 포함한다. 또한, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:
a) 배터리 셀 내의 가열 요소의 조립
b) 저항성 가열 요소에서의 내부 단락 파워의 입력
c) 셀의 상태에 대한 결정.
셀 내의 가열 요소의 조립은 바람직하게는 셀 자체의 조립 동안 발생한다. 이에 대해, 가열 요소는 내부 회로 단락이 트리거링되는 위치에 따라 셀 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 셀 내의 다수의 가열 요소의 조립이 가능하며, 그에 의해, 상이한 위치에서의 다수의 내부 회로 단락이 바람직하게는 동시에 유도될 수 있다. 또한, 내부 회로 단락 저항성 요소의 입력은 저항성 가열 요소의 활성화를 유도한다. 이에 대해, 온도는 바람직하게는 대략 200℃ 내지 1500℃의 범위이다. 또한, 셀의 상태가 결정된다. 이 결정은 바람직하게는 셀 내에 위치된 적어도 하나의 센서에 의해 이루어진다. 이에 대해, 저항성 가열 요소에서, 그리고, 그와 함께 내부 회로 단락의 위치에서 온도의 상승을 감지하기 위해 센서가 저항성 가열 요소, 바람직하게는 마이크로히터의 부근에 조립되는 것이 장점이다.
또한, 단계 a.1)에서, 적어도 하나의 센서, 특히, 온도 센서가 셀 내의 적어도 하나의 위치에서 적어도 하나의 내부 온도를 측정하기 위해 셀 내에 삽입되는 것을 고려할 수 있다. 이에 대해, 온도 측정은 바람직하게는 저항성 가열 요소, 바람직하게는 마이크로히터의 부근에서 이루어지며, 그 이유는 내부 회로 단락이 저항성 가열 요소에 의해 트리거링되기 때문이다. 이에 대해, 센서는 관심 지점에서, 즉, 내부 회로 단락의 위치에서 직접적으로 환경의 임의의 변화를 검출할 수 있다.
또한, 단계 c.1)에서, 셀의 상태의 결정은 적어도 하나의 외부 온도와 셀 내의 적어도 하나의 위치에 있는 센서에 의해 내부 온도를 측정함으로써 결정되는 것을 고려할 수 있다. 셀 내의 온도를 측정하기 위해, 셀 외부의 기준 온도를 측정하여 환경의, 즉, 셀 외부의 온도와 셀 내의 온도 사이의 델타(delta)를 검출하는 것이 유리하다. 이에 대해, 셀의 외부에서의 고온은 셀의 내부에서의 온도에 영향을 줄 수 있다. 예로서, 셀의 주변이 고온으로 가열되는 경우, 셀의 내부 온도는 마찬가지로 증가하고, 그래서, 내부 회로 단락이 더욱 쉬워지기 쉽다. 다른 한편, 매우 낮은 외부 온도는 또한 셀의 내부도 냉각시키고, 그래서, 내부 회로 단락의 전류는 더 많은 파워를 필요로 하고, 이는 내부 회로 단락을 유도하기 위해 셀 내의 더 큰 열 상승이 유익하다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 방법에서, 전도성 가열 요소가 셀 내의 임의의 위치에서 방법을 수행하기 위해 셀의 조립 동안 셀 내의 선택가능한 위치에 조립되는 것이 가능하다. 이에 대해, 전도성 가열 요소/저항성 요소는 셀 내의 임의의 위치에 조립될 수 있다. 셀을 특정화하기 위해, 특정 셀 유형의 거동을 특성화하기 위해 다양한 셀 내의 다양한 위치에서 내부 회로 단락을 유도하는 것이 유리하다.
또한, 단계 d)에서, 내부 회로 단락의 특성을 결정하기 위해 셀의 상태가 식별되는 것을 고려할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 내부 회로 단락의 특성을 결정하기 위해 셀이 개방되는 것이 고려될 수 있다. 셀의 상태를 식별하기 위해, 내부 회로 단락의 특성은 바람직하게는 센서를 통해 식별될 수 있고, 센서는 마찬가지로 셀 내에, 바람직하게는 내부 회로 단락이 발생할 수 있는 전도성 가열 요소/저항성 요소의 부근에 존재한다. 이에 대해, 센서는 바람직하게는 셀 외측의 디바이스, 바람직하게는 분석 디바이스에 신호를 전송하고, 분석 디바이스는 예로서 소정 온도에 도달한 이후 내부 회로 단락이 트리거링될 때까지의 시간 또는 내부 회로 단락을 유도하는 온도를 분석한다. 또한, 분석 디바이스가 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 또한, 내부 회로 단락이 발생한 이후 셀이 개방될 수 있고, 셀 내의 구조 손상이 검사될 수 있다.
방법의 단계는 바람직하게는 임의의 순서로 실행될 수 있지만, 바람직하게는 알파벳 순서로 a)에서 b)로, a)에서 c)로 또는 b)에서 c)로 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 장점, 특징 및 세부사항은 이하의 설명으로부터 알 수 있으며, 이하의 설명은 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이에 대해, 청구범위 및 설명에 설명되어 있는 특징은 각각 개별적으로 또는 임의의 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 셀의 개략적 예시도.
도 2는 전도성 가열 요소/저항성 요소의 개략적 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 개략적 예시도.
다양한 도면에서, 동일한 특징은 항상 동일한 참조 부호에 대응하며, 따라서, 일반적으로 특징은 단 한 번만 설명된다.
도 1은 적어도 하나의 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)와 적어도 하나의 센서(3)를 포함하는 배터리 셀을 테스트하기 위한 시스템(10)을 도시한다. 적어도 하나의 전도성 가열 요소(2)는 내부 회로 단락을 모니터링하기 위해 셀 내에 조립된다. 이에 대해, 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)는 내부 회로 단락에 기인하여 추가로 검사되어야 하는 위치에 따라 셀 내의 임의의 위치에 조립될 수 있다. 또한, 연결 접촉부(4.1)는 배터리 셀(1)에 조립되어 셀(1)의 외부와 셀(1) 내의 전도성 가열 요소/저항성 요소(2) 사이의 상호작용을 제공한다. 와이어(2.1)는 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)와 연결 접촉부(4.1) 사이의 연결을 형성한다. 연결 접촉부(4.1)에서, 전도성 가열 요소/저항성 요소를 위한 파워를 제공하기 위해 예로서 파워 소스 같은 다른 디바이스가 조립될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 센서(3)가 셀 내에 조립된다. 센서(3)는 셀(1) 내의 임의의 위치에서, 바람직하게는 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)의 부근에서 조립될 수 있다. 이에 대해, 센서(3)는 센서(3)를 둘러싸는 환경의 변화를 감지한다. 따라서, 센서(3)가 그와 함께 시간적 지연 없이 내부 회로 단락을 쉽게 검출할 수 있기 때문에 센서(3)가 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)의 부근에 위치되는 경우가 장점이 된다. 연결 접촉부(4.2)를 통해, 센서(3)는 셀의 외부에 대한 연결을 갖는다. 이에 대해, 연결 접촉부(4.2)에서, 예로서 센서(3) 주변의 셀 내의 조건의 변화를 검출, 분석 또는 모니터링하는 분석 디바이스 같은 다른 디바이스가 조립될 수 있다. 이에 대해, 센서(3)와 연결 접촉부(4.2) 사이의 연결은 센서(3)로부터 셀(1) 외측으로 신호를 인도하는 와이어(3.1)를 통해 형성된다.
도 2는 적어도 두 개의 전도체 부분(2.2)을 포함하는 전도성 가열 요소(2)와 바람직하게는 전도체 부분(2.2)의 하나의 에지에 있는 저항성 가열 요소(5)를 도시한다. 저항성 가열 요소(5)는 이에 대해 온도가 실제로 증가될 수 있는 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)의 부분이다. 또한, 저항성 가열 요소(5)는 적어도 두 개의 전도체 부분(2.2) 사이에 조립된 마이크로히터(6)를 포함한다. 이 마이크로히터(6)는 바람직하게는 가열되는 전도성 가열 요소/저항성 요소(2)의 유일한 부분이다. 이에 대해, 전도체 부분(2.2) 사이의 거리와 마이크로히터(6)의 크기는 모사 및 검사되는 실제 입자 크기에 따라 변할 수 있다. 입자 크기에 따라서, 내부 회로 단락은 다양한 특성을 포함한다. 이에 대해, 마이크로히터(6)의 크기가 검사되어야하는 입자 크기에 대하여 차등화 및 조정될 수 있는 경우 장점이 된다. 이에 대해, 바람직하게는, 입자 크기, 그리고, 따라서, 마이크로히터(6)의 크기는 3 mm2보다 작다. 또한, 마이크로히터(6)는 200℃ 내지 1500℃까지의 온도로 가열될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방법(100)을 보여주는 흐름도를 도시한다. 방법(100)은 바람직하게는 셀(1) 내의 저항성 가열 요소(5)의 조립(101)에서 시작할 수 있다. 이러한 조립(101)은 바람직하게는 셀(1)의 생산 동안 및/또는 셀(1)의 제1 충전 동안 이루어진다. 추가 단계에서, 저항성 가열 요소(5)에서의 내부 단락 파워의 입력(102)이 이루어진다. 이는 외부 전류를 발생시킴으로써 유도된다. 이에 대해, 저항성 가열 요소(5), 특히, 마이크로히터(6)는 열, 바람직하게는 200℃와 1500℃ 사이의 온도를 발생시킨다. 이에 대해, 셀(1) 내의 내부 회로 단락이 트리거링되고 이는 추가로 특성화될 수 있다. 추가 단계에서, 셀(1)의 상태의 결정(103)이 수행될 수 있다. 이러한 결정은 그 신호가 셀 외부의 분석 디바이스에 의해 검사 또는 모니터링될 수 있는 센서(3)에 의해 수행되거나 또는 내부 회로 단락의 특성의 식별(105)에 의해 추가 단계에서 수행될 수 있다. 입자 크기, 검사되어야 하는 원하는 입자 크기를 나타내는 마이크로히터(6)의 크기에 따라서, 상이한 입자 크기에 따른 직경이 특성화될 수 있다. 이에 대해, 예로서, 손상의 강도 또는 손상의 크기 같은 손상의 양 또는 품질 같은 특성이 검사될 수 있다. 또한, 다른 단계에서, 셀(1)의 개방(106)이 내부 회로 단락의 특성을 결정하기 위해 수행될 수 있다. 또한, 개방에 의해, 센서에 의해 전송되는 신호뿐만 아니라, 셀(1)의 내부의, 그리고, 그와 함께, 셀(1)의 가능한 손상의 시각적 검사가 검사될 수 있다.
도 3에 설명된 방법은 특히 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 시스템으로 실현될 수 있다.
실시예에 대한 이전의 설명은 예의 범주 내에서만 본 발명을 설명한다. 자연적으로, 또한 실시예의 단일 특징은 이들이 유의미할 수 있는 한 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 서로 자유롭게 조합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 센서(3), 및 적어도 하나의 저항성 가열 요소(5)를 포함하는 적어도 하나의 전도성 가열 요소(2)를 갖는 셀(1) 내에, 내부 회로 단락의 효과들 중 적어도 하나를 생성함으로써 배터리 셀(1)을 테스트하기 위한, 시스템(10)에 있어서,
    적어도 하나의 저항성 가열 요소(5)가 내부 회로 단락을 모사하기 위해 셀(1) 내에 조립되는 것을 특징으로 하는, 시스템(10).
  2. 제1항에 있어서, 저항성 가열 요소(5)는 마이크로히터(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 셀(1)은 센서(3)를 위한 적어도 하나의 연결 접촉부(4.2) 및/또는 전도성 가열 요소(2)를 위한 적어도 하나의 연결 접촉부(4.1)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마이크로히터(6)는 0.0025 mm2 내지 10 mm2인 것을 특징으로 하는, 시스템(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다수의 센서(3)가 셀(1) 내에 위치되며,
    센서(3)는 적어도 온도 센서 또는 전류 센서 또는 전압 센서인 것을 특징으로 하는, 시스템(10).
  6. 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 센서(3), 및 적어도 하나의 저항성 가열 요소(5)를 포함하는 적어도 하나의 전도성 가열 요소(2)를 갖는 셀(1) 내에, 적어도 하나의 내부 회로 단락을 생성함으로써 배터리 셀(1)을 테스트하기 위한 방법(100)이며,
    a) 셀(1) 내의 저항성 가열 요소(5)의 조립(101)
    b) 저항성 가열 요소(5)에서의 내부 단락 파워의 입력(102)
    c) 셀(1)의 상태의 결정(103)의 단계들을 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 단계 a.1)에서, 적어도 하나의 센서(3)가 셀(1) 내의 적어도 하나의 위치에서 적어도 하나의 내부 온도를 측정(104)하기 위해 셀 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 단계 c.1)에서, 셀의 상태의 결정(103)은 적어도 하나의 외부 온도 및 셀(1) 내의 적어도 하나의 위치에서 센서(3)에 의해 내부 온도를 측정(104)함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 전도성 가열 요소(2)는 셀(1) 내의 임의의 위치에서 방법을 수행하기 위해 셀(1)의 조립 동안 셀(1) 내의 선택가능한 위치에 조립되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 단계 d)에서, 내부 회로 단락의 특성을 결정하기 위해 셀(1)의 상태가 식별(105)되고 그리고/또는 셀(1)이 내부 회로 단락의 특성을 결정하기 위해 개방(106)되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
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