KR20100044407A - 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법은 파우치 전지셀의 파우치 하면을 지지하는 하부 지지체에 상기 파우치 전지셀을 적재하는 적재단계; 상기 적재된 파우치 전지셀의 파우치 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 프로브를 접촉시키는 접촉단계; 및 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하는 측정단계를 포함하고, 바람직하게는 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는 판단단계를 더 포함하여 구성된다.
상기 본 발명에 의하면, 파우치형 전지셀의 절연저항 등 절연성 측정 및 판단에 있어 파우치 외주면을 고정 및 지지할 수 있어 더욱 높은 신뢰성을 제공할 수 있으며, 또한, 파우치형 전지셀의 절연성 검사를 자동화할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 파우치형 전지셀인 파우치 전지셀의 절연성을 검사하는 방법과 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 파우치 전지셀의 하면 또는 상면을 지지하는 지지체로 파우치 측면이 흔들리거나 이동되지 않도록 지지함으로써 파우치 전지셀의 절연성 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 절연성 검사 방법 및 시스템에 관한 것이다.
파우치 전지셀은 내부에 전지 셀이 구비되며, 파우치에 해당하는 폴리머 외장재가 상기 전지 셀을 감싸는 형태로 이루어지는 전지 셀을 의미한다.
파우치 셀의 외형에 대한 사시도인 도 1과 상기 도 1의 A-A`의 단면도인 도 2에 도시된 바와 같이 파우치 전지셀(100)은 전극(110), 파우치(120) 및 전지셀(130)로 구성된다.
이러한 파우치 전지셀(100)이 제조되는 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 파우치가 상기 전지셀을 감싸도록 소정 크기를 가지는 파우치 원자재를 전지 셀(130)의 상부 및 하부에서 접합시키는 방법이 이용된다.
이러한 파우치는 전지셀을 보호하고, 전지셀의 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막의 형태로 구성되며, 상기 전지셀과 외부와의 절연성을 확보하게 위하여 상기 알루미늄 박막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET : PolyEthylene Terephthalate)수지 또는 나일론(nylon)수지 등의 절연물질로 코팅된 형태로 이용된다.
이러한 파우치는 도 3에 도시된 바와 같이 상부 파우치와 하부 파우치가 접합되는 형태로 이용되는 경우 상호 간의 접착을 위하여 무연신 폴리프로필렌(CPP : Casted PolyPropylene) 또는 폴리프로필렌(PP : PolyPropylene)이 사용될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 파우치(120)가 접합되는 외주면인 실링면은 절연층(121), 알루미늄 박막층(123) 및 접착층(125)의 구조를 가지게 된다.
외부 물리적 충격 등에 의하여 파우치 전지셀의 파우치 내부 구조가 파손되거나 소손되어 파우치 전지셀의 절연성이 파괴되는 경우 전지 셀은 정상상태 전압을 유지할 수 없게 되어 저전압을 유발할 수 있으며, 내부 전지 셀의 스웰링(swelling)현상 등을 초래할 수 있다.
이러한 문제는 전지 셀의 폭발 등 연쇄적인 문제점을 야기할 수 있기 때문에 사용자 또는 장착되는 장비에 치명적일 수 있으므로 상기 파우치 전지셀의 절연성이 철저히 검사되어 불량품이 원천적으로 제거될 수 있도록 운용하는 것이 바람직하다.
종래 이러한 파우치 전지셀의 절연성을 검사하는 방법을 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 파우치 전지셀(100)의 전극(110)과 파우치(120) 측면의 알루미늄 박막층(123)에 프로브 등의 탐침 수단(502)을 접촉시키고, 접촉된 탐침 수단 사이의 저항 등을 측정장치(500)를 통하여 측정함으로써 절연성을 검사하는 방법이 주로 이용되고 있다.
상기 방법에서, 절연성을 측정하기 위해서는 알루미늄 박막층에 탐침 수단을 접촉시켜야 하나, 탐침 수단과 알루미늄 박막층은 점 접촉으로 접촉하게 되어 접촉 신뢰성이 높지 않음은 물론, 탐침 수단과 알루미늄 박막층과의 물리적 접촉을 위하여 힘이 가해지는 경우 파우치 외주면은 그 재질적 특성에 의하여 가해진 힘을 지탱하지 못하고 변형되게 되어 검사 과정이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
이러한 환경에 의하여 파우치 전지셀의 절연성 검사는 신뢰성이 현저히 저하되게 되고 상기와 같은 문제점에 그대로 노출되게 된다. 또한, 이러한 종래의 방법은 상기 파우치 전지셀의 절연성 검사를 자동화하는 큰 장애 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 이러한 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 상기 파우치 전지셀이 하부 또는 상부에서 지지될 수 있는 구조체를 제공하고, 파우치 알루미늄 박막층과의 접촉성이 향상될 수 있도록 개선된 형상의 탐침 수단을 제공함으로써 파우치 전지셀의 절연성을 효과적으로 수행할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법은 파우치 전지셀의 파우치 하면을 지지하는 하부 지지체에 상기 파우치 전지셀을 적재하는 적재단계; 상기 적재된 파우치 전지셀의 파우치 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 프로브를 접촉시키는 접촉단계; 및 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하는 측정단계를 포함하여 구성되며, 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는 판단단계를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 지지체는 상기 파우치 하면에 대응되는 형상으로 구성할 수 있다.
바람직한 실시형태의 구현을 위하여, 상기 적재단계 수행 후 상기 파우치 상 면에 대응되는 형상의 상부 지지체로 상기 파우치 상면을 지지하거나 선재 형상의 상부 지지체로 상기 파우치 상부 측면을 지지하는 상부지지단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.
이와 함께, 상기 프로브는 상기 파우치 측면의 길이 방향에 대응되는 선재 형상으로 구성할 수 있으며, 바람직하게는 상기 파우치 측면과 끼움 결합되어 접촉되도록 구성한다.
덧붙여, 상기 전기적 특성값은 저항, 전압 또는 전류 중 하나 이상으로 구성하여 다양한 검사 환경에 적응이 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 파우치 전지 셀의 절연성 검사 시스템은 파우치 전지셀의 파우치 하면을 지지하여 상기 파우치 전지셀이 적재되는 하부 지지체; 상기 적재된 파우치 전지셀의 파우치 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 접촉되는 프로브; 및 상기 프로브 간에 전기회로를 형성하여 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하고, 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는 제어모듈로 구성된다.
상기 본 발명에 의한 파우치 전지 셀의 절연성 검사 방법 및 시스템은 우선, 파우치 외주면의 실링면을 상부 또는 하부에서 지지할 수 있어 더욱 신뢰성 높은 절연성 검사 방법 및 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 파우치 측면의 알루미늄 박막층과 접촉되는 탐침 수단인 프로브의 구조 또는 형상적 특징을 개선하여 전기적 접촉성에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 이 러한 구조적 특징 등을 통하여 파우치 절연성 검사를 자동화할 수 있는 기반을 제제공할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 특징을 통하여 전지셀의 절연성 불량에 의한 사고를 미연에 원천적으로 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법은 우선, 파우치 전지셀(100)의 파우치 하면을 지지하는 하부 지지체에 상기 파우치 전지셀을 적재하며(S100), 상기 하부 지지체(300)는 더욱 안정적인 안착을 위하여 상기 파우치 전지셀(100)의 파우치 하면에 대응되는 형상으로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기의 과정은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 파우치 또는 파우치 전지셀의 하면을 지지할 수 있는 하부 지지체(300)를 마련하고, 상기 하부 지지체 위에 검사 대상이 되는 파우치 전지셀(100)을 적재한 후, 상기 적재된 파우치 전지셀(100)의 파우치(120) 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 탐침 수단인 프로브(320)를 접촉시키게 된다(S120).
그 후, 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하게 된다(S130). 절연성 검사의 신뢰성을 높이고 자동화 기능을 더욱 효과적으로 구현하기 위하여 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는(S140) 과정이 포함되도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 프로브 간에 전기회로를 형성하여 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하고, 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는 소정의 제어모듈(330)에 상기 프로브가 전기적으로 연결됨으로써 상기와 같은 측정과 판단 과정이 수행되도록 구성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 하부 지지체에 의하여 검사 대상이 지지된 후 탐침 수단인 프로브(320)을 접촉시키게 되는 경우 접촉 신뢰성과 지지력이 높아지게 되므로 절연성 검사를 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 전기적 특성값은 저항, 전류 또는 전압 중 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 절연성을 판단할 수 있는 저항, 전류 또는 전압에 대한 기준값 데이터를 미리 데이터베이스화하여 저장하고, 측정된 값을 입력받아 상기 기준값 데이터와 비교함으로써 절연성을 판단할 수 있게 된다.
예를 들어, 검사 대상 파우치 전지셀이 양품인 경우 상기 파우치 전지셀의 저항은 이상적으로 무한대의 값이 되므로 상기 절연성을 판단하는 저항에 대한 기준값은 수백MΩ 이상의 상당히 큰 값으로 설정하며, 만약 전류 또는 전압에 대한 전기적 특성값을 이용하는 경우에는 절연성을 대표할 수 있는 전류값 또는 전압값을기준값으로 설정할 수 있으며, 이러한 예는 당업자가 응용 가능한 범위에서 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.
파우치 외주면의 지지력을 더욱 제고하기 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 상기 파우치 상면에 대응되는 형상을 가지는 상부 지지체(310)로 상기 하부 지지체(300)에 적재된 파우치 상면을 지지하는(S110) 상부 지지단계를 더 포함할 수 있다.
상기 파우치 상부를 지지하는 상부 지지체(310)는 도 8에 도시된 바와 같이 안정적 지지력을 높이기 위하여 파우치 상면에 대응되는 형상으로 상기 상부 지지체를 구성할 수도 있으나, 실시 형태에 따라 상기 상부 지지체를 더욱 간단히 구성할 수 있도록 도 9에 도시된 바와 같이 선재 형상의 상부 지지체로 상기 파우치 상부 측면이 지지되도록 구성할 수도 있다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 파우치 전지셀의 절연성 검사는 파우치의 측면의 알루미늄 박막층과의 접촉성 또는 지지력을 증대시키는 것에 주요한 목적이 있으므로 도 9에 도시된 바와 상기 파우치 외주면의 상부 측면이 지지되도록 구성할 수도 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태를 구현하기 위한 본 발명의 프로브(320) 는 상기 파우치 전지셀 측면의 알루미늄 박막층과의 전기적 접촉성을 높이기 위하여 도 10에 도시된 바와 같이 상기 파우치 측면의 길이 방향에 대응되는 선재 형상으로 구성하여, 상기 알루미늄 박막층과 프로브(320)이 선접촉 또는 면접촉이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직한 형태의 구현을 위하여, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 프로브(320)를 상기 파우치 측면과 끼움 결합되어 접촉되도록 구성하는 경우 더욱 높은 접촉성과 이를 통한 절연저항 측정의 신뢰성을 실현할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명을 설명함에 있어, 상기 본 발명에 의한 파우치 전지셀의 절연성 검사 시스템의 구성요소는 앞서 간략히 언급된 바와 같이 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 수행되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관히 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 파우치 전지셀의 외형에 대한 사시도,
도 2는 도 1의 A-A`의 단면도,
도 3은 파우치 전지 셀이 구성되는 과정을 도시한 도면,
도 4는 파우치 전지 셀의 파우치 외주면에 대한 단면도,
도 5는 종래의 절연성을 검사하는 방법을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 의한 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법에 대한 과정을 도시한 흐름도,
도 7은 하부 지지체를 이용한 본 발명의 절연성 검사에 대한 일 실시예를 도시한 도면,
도 8은 상부 지지체를 이용한 본 발명의 절연성 검사에 대한 일 실시예를 도시한 도면,
도 9는 상부 지지체에 대한 다른 실시예를 도시한 도면,
도 10은 선재 형상을 가지는 프로브에 대한 실시예를 도시한 도면,
도 11은 끼움 결합되는 형태를 가지는 프로브에 대한 실시예를 도시한 도면이다.
Claims (15)
- 파우치 전지셀의 파우치 하면을 지지하는 하부 지지체에 상기 파우치 전지셀을 적재하는 적재단계;상기 적재된 파우치 전지셀의 파우치 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 프로브를 접촉시키는 접촉단계; 및상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하는 측정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지셀의 절연성을 판단하는 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 하부 지지체는,상기 파우치 하면에 대응되는 형상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 적재단계 수행 후, 상기 파우치 상면에 대응되는 형상의 상부 지지체로 상기 파우치 상면을 지지하는 상부지지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 적재단계 수행 후, 선재 형상의 상부 지지체로 상기 파우치 상부 측면을 지지하는 상부지지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 프로브는,상기 파우치 측면의 길이 방향에 대응되는 선재 형상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지 셀의 절연성 검사 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 프로브는,상기 파우치 측면과 끼움 결합되어 접촉되는 것을 특징으로 하는 파우치 전지 셀의 절연성 검사 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 전기적 특성값은,저항, 전압 또는 전류 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 방법.
- 파우치 전지셀의 파우치 하면을 지지하여 상기 파우치 전지셀이 적재되는 하부 지지체;상기 적재된 파우치 전지셀의 파우치 측면부분과 상기 파우치 전지셀의 전극에 접촉되는 프로브; 및상기 프로브 간에 전기회로를 형성하여 상기 접촉된 프로브 간의 전기적 특성값을 측정하고, 상기 측정된 전기적 특성값과 기준값을 비교하여 상기 파우치 전지 셀의 절연성을 판단하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지 셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 9항에 있어서, 상기 하부 지지체는,상기 파우치 하면에 대응되는 형상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 파우치 상면을 지지하도록 상기 파우치 상면에 대응되는 형상의 상부 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 9항에 있어서,상기 파우치 상부 측면을 지지하는 선재 형상의 상부 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 파우치 전지셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 9항에 있어서, 상기 프로브는,상기 파우치 측면의 길이 방향에 대응되는 선재 형상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지 셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 프로브는,상기 파우치 측면과 끼움 결합되어 접촉되는 것을 특징으로 하는 파우치 전지 셀의 절연성 검사 시스템.
- 제 9항에 있어서, 상기 전기적 특성값은,저항, 전압 또는 전류 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 파우치 전지셀의 절연성 검사 시스템.
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