KR102566698B1 - 이차전지 분석용 지그 - Google Patents

이차전지 분석용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이차 전지의 실시간 충방전 동작을 분석할 수 있는 이차전지 분석용 지그를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그는 이차 전지가 장착되는 홀더, 상기 이차 전지와 함께 회전되는 몸체 및 상기 몸체의 내부를 통해 상기 이차 전지에 전기적으로 연결되어 상기 몸체의 외부로 돌출되는 제1 결합부를 갖는 회전부, 상기 회전부의 몸체를 회전시키는 구동부, 상기 회전부의 몸체와 일정 간격 이격되어 상기 회전부의 몸체의 둘레를 따라 형성되고, 상기 회전부의 몸체의 회전에 따라 상기 제1 결합부와 전기적으로 결합되어 상기 이차 전지에 전력을 공급하는 제2 결합부를 갖는 지지부를 포함할 수 있다.

Description

이차전지 분석용 지그{ZIG FOR ANALYSING SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지 분석용 지그에 관한 것이다.
최근 들어, 이차 전지 분석기술은 점차 고도화 되고 있는데, 대기비개방 분석뿐만 아니라, 인-시츄(In-situ(실시간))/인-오퍼란도(In-operando(작동 중, 충방전 중)) 분석에 대한 니즈도 급증 추세에 있다. 한편, 엑스-레이 마이크로 컴퓨터 단층 촬영(X-ray Micro Computed Tomography) 분석이 전지가 작동하는 실시간/충방전 중 분석이 가능하다면 실제 전지가 구동 중에 파괴없이 내부 소재의 부피/팽창, 리튬 거동, 덴드라이트(dendrite) 성장 등을 살펴볼 수 있기 때문에 이차 전지 분석에 효용성이 높을 수 있다.
그러나, 엑스-레이 마이크로 컴퓨터 단층 촬영은 분석을 위한 이미지를 얻기 위해서 시편을 360도 회전을 하며, 보통 여러차례 회전을 시키는데, 전지의 충방전을 위해서 전원이 연결된 케이블이 꼬이기 때문에, 이차 전지의 실시간 충방전 거동을 분석하기가 어려운 문제점이 있다
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0054103호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차 전지의 실시간 충방전 동작을 분석할 수 있는 이차전지 분석용 지그가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그는 이차 전지가 장착되는 홀더, 상기 이차 전지와 함께 회전되는 몸체 및 상기 몸체의 내부를 통해 상기 이차 전지에 전기적으로 연결되어 상기 몸체의 외부로 돌출되는 제1 결합부를 갖는 회전부, 상기 회전부의 몸체를 회전시키는 구동부, 상기 회전부의 몸체와 일정 간격 이격되어 상기 회전부의 몸체의 둘레를 따라 형성되고, 상기 회전부의 몸체의 회전에 따라 상기 제1 결합부와 전기적으로 결합되어 상기 이차 전지에 전력을 공급하는 제2 결합부를 갖는 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엑스-레이 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 이용하여 이차 전지의 인-시츄 또는 인-오퍼란도 분석을 수행시에도 전력 케이블의 꼬임이나 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 상부도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 절개도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 제1 결합부 및 제2 결합부를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 상부도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 절개도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그(100)는 회전부(110), 구동부(120) 및 지지부(130)를 포함할 수 있다.
회전부(110)는 몸체(111), 홀더(112) 및 제1 결합부(113)를 포함할 수 있다.
몸체(111)는 하부가 구동부(120)에 연결되어 구동부(120)의 서보 모터(121)의 동작에 따라 회전할 수 있다. 예를 들어, 회전부(110)의 몸체(1111)는 원통 또눈 원기둥의 형상일 수 있고, 몸체(111)의 상부에는 분석하고자 하는 이차전지(Ba)가 장착되는 홀더(112)가 형성될 수 있다. 제1 결합부(113)는 몸체(111)의 일부에 구성될 수 있으며, 제1 결합부(113)는 몸체(111)의 내부를 통해 몸체(111)의 옆면 외부와 이차전지(Ba) 가 장착되는 몸체(111)의 상면 간에 형성된 홀과 상기 홀 내부에 형성되어 일측이 이차전지(Ba)에 전기적으로 결합되고 타측이 몸체(111)의 옆면 외부로 돌출되어 지지부(130)의 제2 결합부(131)와 전기적으로 연결되는 전극을 갖는 제1 케이블을 포함할 수 있다.
구동부(120)는 회전부(110)의 하부에 구성되고, 서보 모터(121)의 동작에 의해 회전부(110)의 몸체(111)를 도시된 화살표 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전부(110)의 몸체(111)는 원통 또는 원기둥 형상일 수 있고, 몸체(111)의 옆면이 이루는 둘레 방향으로 회전할 수 있다.
지지부(130)는 회전부(110)의 몸체(111)와 일정 간격 이격되어, 회전부(110)의 몸체(111)의 옆면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 지지부(130)는 고정될 수 있고, 지지부(130)는 제2 결합부(131)를 포함할 수 있다.
제2 결합부(131)는 지지부(130)의 관통하여 지지부(130)의 외부와 내부 간에형성된 홀과 상기 홀을 통해 외부로부터 전력을 전달받는 일측 및 제1 결합부(131)의 상기 제1 케이블의 상기 타측의 전극과 접촉되어 전력을 전달하는 전극을 갖는 타측을 갖는 제2 케이블을 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 제1 결합부 및 제2 결합부를 나타내는 도면이다.
도 6a는 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 일부를 확대한 도면이고, 도 6b는 도 6a를 B-B' 방향 단면을 나타내는 도면이다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 제1 결합부(113)는 몸체(111)의 내부를 통해 몸체(111)의 옆면 외부와 이차전지(Ba)가 장착되는 몸체(111)의 상면 간에 형성된 홀(113a)과 홀(113a)을 통해 일측이 이차전지(Ba)에 전기적으로 결합되고 타측이 몸체(111)의 옆면 외부로 돌출되어 지지부(130)의 제2 결합부(131)와 전기적으로 연결되는 전극(113b1)을 갖는 제1 케이블(113b)을 포함할 수 있다. 제2 결합부(131)는 지지부(130)의 외부와 내부간을 관통하는 홀(131a)과, 일측이 홀(131a)을 통해 외부로부터 전력을 전달받고 타측이 제1 결합부(131)의 제1 케이블(113b)의 상기 타측의 전극(113b1)과 접촉되어 전력을 전달하는 전극(131b1)을 갖는 제2 케이블(131b)을 포함할 수 있다. 홀(113a, 131a)은 케이블의 수에 따라 복수개 구비될 수 있으나, 케이블 전체가 지나가도록 하나로 구성될 수도 있다. 지지부(130)는 고정되어 있고, 회전부(110)의 몸체는 구동부(120)의 서보 모터(121)의 동작에 따라 회전하여, 회전시에는 제1 케이블(113b)의 전극(113b1)과 제2 케이블(131b)의 전극(131b1)이 분리되고, 회전이 종료되면 서로 마주보는 위치에서 회전이 정지되어 제1 케이블(113b)의 전극(113b1)과 제2 케이블(131b)의 전극(131b1)이 전기적으로 연결되어 이차전지(Ba)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전극(113b1, 131b1)은 플렉서블한 금속으로 이루어져 회전에 의한 전극간의 공차를 줄일 수 있다. 상술한 바에 따라, 이차전지(Ba)의 충방전 동작이 가능할 수 있다. 예를 들어, 회전부(110)의 몸체(111)의 회전시 전극 간의 분리가 용이하도록 제1 케이블(113b) 또는 제2 케이블(131b)이 내측으로 이동하고, 회전이 종료되면 서로 마주보도록 돌출되어 전극 간의 연결이 용이하게 구성될 수 있다. 또한 제1 또는 제2 케이블(113b, 131b)의 이동에 의하지 않고, 외부로부터 제2 케이블(131b)에 전달되는 전력을 별도의 스위치를 이용하여 몸체(111)의 회전 또는 회전 정지에 따라 선택적으로 전력을 공급할 수도 있으며 회전 시작 및 정지와 전극간의 정위치를 검출하기 위한 별도의 센서도 필요에 따라 구성될 수도 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그의 개략적인 구성의 C-C' 방향 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 분석용 지그(200)는 회전부(210), 구동부(220) 및 지지부(230)를 포함할 수 있다.
회전부(210)는 몸체(211)의 상면에 이차 전지(B)를 둘러싸는 홀더(212)가 구비될 수 있으며, 홀더(212)는 이차 전지(B)의 온도를 측정하는 온도 측정부(212a)와 이차 전지(B)의 부피 변화를 측정하는 압력 측정부(212b)를 포함할 수 있다. 구동부(220)의 서보 모터(221)의 동작에 의해 몸체(211)의 회전이 종료되면, 제1 결합부(213)를 이차전지(Ba), 온도 측정부(212a) 및 압력 측정부(212b)에 각각 전력을 공급하기 위해 복수의 제1 케이블과 상기 복수의 제1 케이블이 지나가는 복수의 홀을 포함할 수 있고, 상기 복수의 제1 케이블 및 상기 복수의 홀의 구성 및 연결은 도 6a 및 도 6b의 설명과 동일할 수 있다. 마찬가지로, 지지부(230)는 제2 결합부(231)를 포함할 수 있고, 제2 결합부(231)는 제1 결합부(213)의 상기 복수의 제1 케이블에 연결되는 구성을 갖는 복수의 제2 케이블 및 상기 복수의 제2 케이블이 지나가는 복수의 홀을 포함할 수 있고, 상기 복수의 제2 케이블 및 상기 복수의 홀의 구성 및 연결은 도 6a 및 도 6b의 설명과 동일할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 엑스-레이 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 이용하여 이차 전지의 인-시츄 또는 인-오퍼란도 분석을 수행시에도 전력 케이블의 꼬임이나 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200: 이차전지 분석용 지그
110,210: 회전부
111,211: 몸체
112,212: 홀더
113,213: 제1 결합부
120,220: 구동부
121,221: 서보 모터
130,230: 지지부
131,231: 제2 결합부

Claims (8)

  1. 이차 전지가 장착되는 홀더, 상기 이차 전지와 함께 회전되는 몸체 및 상기 몸체의 내부를 통해 상기 이차 전지에 전기적으로 연결되어 상기 몸체의 외부로 돌출되는 제1 결합부를 갖는 회전부;
    상기 회전부의 몸체를 회전시키는 구동부; 및
    상기 회전부의 몸체와 일정 간격 이격되어 상기 회전부의 몸체의 둘레를 따라 형성되고, 상기 회전부의 몸체의 회전에 따라 상기 제1 결합부와 전기적으로 결합되어 상기 이차 전지에 전력을 공급하는 제2 결합부를 갖는 지지부
    를 포함하고,
    상기 제1 결합부는
    상기 몸체의 내부에 형성된 홀; 및
    상기 홀을 통해 상기 이차 전지와 전기적으로 연결되는 일측과 외부로 돌출된 전극을 구비한 타측을 갖는 제1 케이블
    을 포함하고,
    상기 제2 결합부는
    상기 지지부 내부에 형성된 홀; 및
    상기 홀을 통해 외부로부터 전력을 공급받는 일측 및 외부로 돌출된 전극을 구비하여 상기 제1 결합부와 접촉되는 타측을 갖는 제2 케이블
    을 포함하며,
    상기 회전부의 몸체의 회전이 종료시 상기 제1 결합부의 제1 케이블의 타측과 상기 제2 결합부의 제2 케이블의 타측이 서로 접촉되도록 서로 마주보는 위치에 형성되어 외부로부터의 전력이 상기 제2 케이블 및 상기 제1 케이블을 통해 상기 이차 전지에 전달되는
    이차전지 분석용 지그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 이차 전지를 감싸는 이차전지 분석용 지그.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부 및 상기 이차 전지의 부피 변화를 측정하는 압력 측정부 중 적어도 하나를 포함하는 이차전지 분석용 지그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 복수의 케이블을 포함하고,
    상기 복수의 케이블은 상기 홀을 통해 상기 이차 전지, 상기 온도 측정부 및 상기 압력 측정부 중 하나에 각각 전기적으로 연결되는 일측 및 외부로 돌출된 전극을 구비한 타측을 각각 갖는 이차전지 분석용 지그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 복수의 제2 케이블을 포함하고
    복수의 제2 케이블은 상기 홀을 통해 외부로부터 전력을 공급받는 일측 및 외부로 돌출된 전극을 구비하여 상기 제1 결합부의 상기 복수의 제1 케이블의 타측과 각각 접촉되는 타측을 가지며,
    상기 회전부의 몸체의 회전이 종료시 상기 제1 결합부의 복수의 제1 케이블의 타측과 상기 제2 결합부의 복수의 제2 케이블의 타측은 각각 서로 접촉되도록 서로 마주보는 위치에 형성되어 외부로부터의 전력이 상기 제2 케이블 및 상기 제1 케이블을 통해 상기 이차 전지, 상기 온도 측정부 및 상기 압력 측정부에 전달되는 이차전지 분석용 지그.
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