KR20120050667A - Apparatus for real time analyzing inner gas in secondary electric cell - Google Patents

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KR20120050667A
KR20120050667A KR1020100112044A KR20100112044A KR20120050667A KR 20120050667 A KR20120050667 A KR 20120050667A KR 1020100112044 A KR1020100112044 A KR 1020100112044A KR 20100112044 A KR20100112044 A KR 20100112044A KR 20120050667 A KR20120050667 A KR 20120050667A
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Abstract

PURPOSE: An on-line analyzer of gas generated from inside a secondary battery is provided to efficiently collect and extract without loss of gas, thereby more accurately conducting analysis. CONSTITUTION: An on-line analyzer of gas generated from inside secondary battery(100) comprises: a charging/discharging module(110); a main flow pipe(120) providing a flow path of conduction media; a pump module(130) generating the flow of conduction media; a guide pipe(140) transferring inside gas generated from inside a secondary battery by pressure difference due to the flow of the conduction media in main flow pipe; and an analysis module(150) analyzing target elements flowed in through the main pipe.

Description

이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치{Apparatus for real time analyzing inner gas in secondary electric cell}Apparatus for real time analyzing inner gas in secondary electric cell

본 발명은 이차전지의 충전 또는 방전 시 내부에서 발생되는 가스를 분석하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기체의 압력 차이 등을 이용하여 이차전지 내부에서 발생된 내부 가스를 효율적으로 포집 내지 추출하고 이를 통하여 내부 발생 가스의 성분, 중량 등의 분석을 포함하여 내부 가스가 발생되는 특정 전위에 대한 정밀한 분석 등이 효과적으로 수행될 수 있도록 유도할 수 있는 분석 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for analyzing a gas generated in the interior of the secondary battery during charging or discharging, and more specifically, to efficiently collect or extract the internal gas generated inside the secondary battery using a pressure difference of the gas, and the like. By doing so, the present invention relates to an analysis apparatus capable of inducing a precise analysis of a specific potential at which an internal gas is generated, including an analysis of a component, weight, and the like, of an internally generated gas.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.The secondary battery has high applicationability and high electrical density such as electric power, and is widely used for electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HVs) driven by electric driving sources as well as portable devices. It is applied.

이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.The secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of significantly reducing the use of fossil fuels is generated, but also no by-products of energy use are generated.

이차 전지(셀)는 적용 형태나 구조 등에 따라 금속성 등의 하드 케이스 등에 의하여 내부 요소가 구성되는 캔형 전지 등을 비롯하여 다양하게 분류될 수 있는데 이들 중 예시적으로 파우치형 이차 전지 셀을 도 1에서 도시하고 있다. 기본적 원리와 구조 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1에 도시된 파우치형 이차 전지를 예시적인 형태로 하여 설명하도록 한다.Secondary batteries (cells) may be classified into various types, including can-type batteries in which internal elements are formed by a hard case such as metal, etc., according to an application form or structure. For example, pouch-type secondary battery cells are illustrated in FIG. 1. Doing. Since the basic principle and structure may correspond to each other, the pouch type secondary battery illustrated in FIG. 1 will be described as an exemplary form.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지(10)는 파우치 케이스(20) 및 전극집전체(30)(전극조립체로도 지칭된다)를 기본 구조로 포함하고 있으며, 상기 전극집전체(30)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터와 분리막 등으로 구성된다.As illustrated in FIG. 1, the secondary battery 10 includes a pouch case 20 and an electrode current collector 30 (also referred to as an electrode assembly) as a basic structure, and the electrode current collector 30 is And a separator and a separator interposed between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 전극집전체(30)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 탭(32)와 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 탭(34)이 구비된다.As illustrated in FIG. 1, the electrode current collector 30 includes a positive electrode tab 32 extending from a positive electrode plate and a negative electrode tab 34 extending from a negative electrode plate.

상기 양극 탭(32)과 음극 탭(34)들은 일정한 방향으로 수렴된 후 해당하는 각각의 전극 리드(36, 38)와 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등의 방법으로 접합된다. 이와 같은 결합 구조를 가지는 상기 전극 리드(36, 38)는 이차 전지의 전극으로서 이차전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 기능을 수행하게 된다.The positive electrode tabs 32 and the negative electrode tabs 34 converge in a predetermined direction and are then bonded to the respective electrode leads 36 and 38 by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, or the like. The electrode leads 36 and 38 having such a coupling structure serve to electrically connect the secondary battery and the external application device as electrodes of the secondary battery.

상기 전극집전체(30)가 파우치 케이스(20)에 투입된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차 전지 셀이 된다. 실시형태에 따라 상기 파우치 케이스(20)는 상면 케이스(21)과 하면 케이스(22)로 구분되며 상기 전극 집전체(30)가 수용되는 부분이 어디에 존재하는지 등에 따라 싱글 캡 또는 더블 캡 등으로 지칭되기도 한다.After the electrode current collector 30 is introduced into the pouch case 20, an electrolyte solution is injected to form a completed secondary battery cell through a post-treatment process such as a sealing process, an aging process, and a chemical conversion process. According to an embodiment, the pouch case 20 may be divided into an upper case 21 and a lower case 22, and may be referred to as a single cap or a double cap according to where the electrode current collector 30 is accommodated. Sometimes.

또한, 상기 이차전지는 도 1에 도시된 바와 같이 양극 및 음극 전극 리드가 동일한 파우치 케이스 면에 형성될 수도 있으며, 실시 형태에 따라서 상기 파우치 케이스의 다른 면에 각각의 전극 리드가 형성되도록 구성할 수도 있으며, 상기 파우치 케이스의 밀봉 공정에 파우치 케이스의 상하면이 열융착될 때, 전극 리드와 겹치는 부분의 실링의 효율성을 향상시키기 위하여 앞서 상기 전극 리드(36, 38)에는 절연 테이프(33)가 부착될 수 있다.In addition, the secondary battery may be configured such that the positive electrode and the negative electrode lead are formed on the same pouch case side as shown in FIG. 1, and each electrode lead is formed on the other side of the pouch case according to the embodiment. In addition, when the upper and lower surfaces of the pouch case are heat-sealed during the sealing process of the pouch case, an insulating tape 33 may be attached to the electrode leads 36 and 38 in order to improve the efficiency of sealing of the portions overlapping with the electrode leads. Can be.

한편, 이와 같은 구조를 가지는 이차전지는 내부 구성 요소 즉, 전극, 활물질, 전해액 등의 전기 화학적인 반응에 의하여 가스가 발생될 수 있는데 이렇게 발생되는 내부 가스는 이차전지의 전기 화학적 반응에 의한 부수물로써 이차전지의 성능 향상, 이차전지의 구조 최적화, 활물질, 전해액 등의 성분 조정을 통한 충방전 효율 제고(提高), 부수물의 최소화를 위한 방안 연구 등을 위하여 정확하고 정밀하게 분석될 필요성이 높다고 할 수 있다.Meanwhile, a secondary battery having such a structure may generate gas by an electrochemical reaction such as an internal component, that is, an electrode, an active material, and an electrolyte solution, and the internal gas generated as such may be an incidental material by an electrochemical reaction of the secondary battery. As a result, it is highly necessary to analyze accurately and precisely for improving the performance of secondary batteries, optimizing the structure of secondary batteries, improving charging and discharging efficiency by adjusting components of active materials, electrolytes, etc., and researching methods for minimizing accompanying materials. Can be.

그러나, 검사의 대상이 되는 객체의 질량이나 성분 등을 분석하는 장치 등은 일반화되어 있다고 할 수 있으나, 이러한 장치는 엄격한 진공환경에만 적용되는 등의 적용상의 제한 사항 내지 한계를 가지고 있어 이차전지에 바로 적용되기 어려운 문제점이 있으며 또한, 종래 장치에 의한 성분 분석 등은 이차 전지의 내부 전해액 등이 유출되어 성분 검사의 시료를 오염시키는 등 정밀한 분석 등이 진행되지 못하여 극히 제한된 범위에서만 분석이 이루어지고 있는 실정이다.However, although the devices for analyzing the mass or composition of the object to be inspected are generalized, such devices have limitations or limitations in application such as being applied only to a strict vacuum environment, and thus are directly applied to secondary batteries. In addition, there is a problem that is difficult to apply, and the analysis of the components by the conventional device is conducted only in a very limited range because the precise analysis, such as contamination of the sample of the component inspection by leaking the internal electrolyte solution of the secondary battery, etc. to be.

또한, 상기 이차 전지는 과충전되거나 전기적 환경에 급격한 변화 등이 발생되면, 양극에서 전해액 분해 현상이 발생되고, 음극에서는 리튬 금속의 석출현상이 발생될 수 있는데 이러한 현상이 발생하게 되면, 이차전지의 성능 저하가 초래될 수 있음은 물론, 화학 반응에 의한 발열로 가스가 발생될 수 있다. In addition, when the secondary battery is overcharged or a sudden change in the electrical environment occurs, electrolyte decomposition may occur at the positive electrode, and precipitation of lithium metal may occur at the negative electrode. When such a phenomenon occurs, the performance of the secondary battery may occur. Not only may the degradation be caused, but also gas may be generated by exothermic heat due to the chemical reaction.

이와 함께, 전해액에는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 용매를 사용하게 되는데, 이러한 용매는 고온에서 분해되어 가스 등이 발생하고 이에 의한 압력 증가로 일종의 부품현상인 스웰링(swelling) 현상이 발생하여 이차전지가 폭발하는 등 심각한 문제가 발생될 수 있다.In addition, a solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate is used as the electrolyte, and the solvent is decomposed at high temperature to generate gas, and a swelling phenomenon, which is a kind of component phenomenon, occurs due to an increase in pressure. Serious problems can occur, such as explosions.

이와 같이 온도, 충전 또는 방전 등의 환경 조건에 따른 이차전지 내부 발생 가스의 성분, 중량 등의 변화에 대한 정확한 프로파일을 분석하여 더욱 안전하고 안정적인 이차전지를 구현하기 위한 기초 데이터를 제공할 수 있도록 장치를 고안할 필요성이 크다고 할 수 있다. As such, by analyzing an accurate profile of changes in the composition and weight of the gas generated inside the secondary battery according to environmental conditions such as temperature, charging or discharging, the device can provide basic data for realizing a safer and more stable secondary battery. There is a great need to devise.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상기 문제점 내지 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이차 전지의 특성에 최적화된 구조를 통하여 이차전지 내부 발생 가스를 효과적으로 추출 및 집합하고 이를 이용하여 이차전지 내부에서 발생되는 가스 및 가스가 발생되는 특정 전위에 대한 데이터를 효율적으로 분석할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems or needs in the above background, through the structure optimized for the characteristics of the secondary battery to effectively extract and collect the gas generated inside the secondary battery is generated inside the secondary battery using the same It is an object of the present invention to provide a device capable of efficiently analyzing data on a gas and a specific potential at which a gas is generated.

본 발명의 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.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. In addition, the objects and advantages of the present invention can be realized by the configuration and combination of configurations shown in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치는 이차전지의 전극과 전기적으로 연결되어 상기 이차전지의 충방전을 구동시키는 충방전모듈; 유도 매체의 흐름 경로를 제공하는 메인 유관; 상기 유도 매체의 흐름을 발생시키는 펌프 모듈; 일단은 상기 이차전지에 형성된 천공과 연결되고 타단은 상기 메인 유관의 일측과 연결되어, 상기 메인 유관에서의 상기 유도 매체의 흐름에 의한 압력 차이로 상기 이차전지 내부에서 발생되는 내부 가스가 이송되는 유도관; 및 상기 메인 유관과 연결되며 상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체를 분석하는 분석모듈을 포함하여 구성된다.Real-time analysis device of the secondary gas generated within the secondary battery of the present invention for achieving the above object is a charge and discharge module electrically connected to the electrode of the secondary battery to drive the charge and discharge of the secondary battery; A main canal providing a flow path for the induction medium; A pump module for generating a flow of the induction medium; One end is connected to the perforation formed in the secondary battery and the other end is connected to one side of the main duct, induction of the internal gas generated in the secondary battery is transferred by the pressure difference due to the flow of the guide medium in the main duct tube; And an analysis module connected to the main association and analyzing the target object introduced through the main association.

또한, 상기 본 발명은 상기 이차전지에서 구동되는 충방전의 크기가 가변적으로 적용되도록 상기 충방전모듈의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 여기에서 상기 상기 제어부는 상기 유도 매체의 유속이 가변적으로 적용되도록 상기 펌프 모듈의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.The present invention may further include a controller for controlling the driving of the charge / discharge module so that the size of the charge / discharge driven in the secondary battery is variably applied, wherein the controller is a flow rate of the induction medium. It may be configured to control the driving of the pump module to be applied variably.

여기에서, 상기 본 발명의 유도 매체는 비활성 가스로 이루어지는 것이 바람직하며, 또한, 상기 본 발명의 상기 분석모듈은 상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체 중 상기 비활성 가스 성분을 분리하는 필터 모듈을 포함하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.Here, the induction medium of the present invention is preferably made of an inert gas, and the analysis module of the present invention includes a filter module for separating the inert gas component of the target object introduced through the main duct. It is more preferable to construct.

이와 함께, 상기 본 발명은 상기 이차전지에 형성된 천공과 상기 유도관 일단의 연결 부위를 밀봉하는 탄성체 재질의 실링 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the present invention may further comprise a sealing means made of an elastic material for sealing the connection portion of the perforation formed in the secondary battery and one end of the induction pipe.

또한, 상기 본 발명은 상기 유도 덕트의 일단이 외부로 노출되는 형태로 상기 메인 유관 및 상기 메인 유관에 연결되는 유도 덕트가 내부에 구비되며, 상기 이차전지를 물리적으로 지지하는 지그 모듈을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The present invention may further include a jig module having one end of the induction duct exposed to the outside, the induction duct connected to the main oil pipe and the main oil pipe therein, and physically supporting the secondary battery. It is preferred to be configured.

더욱 바람직하게, 상기 지그 모듈이 상기 이차전지를 지지할 때 상기 충방전 모듈이 이차전지의 전극과 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 충방전모듈의 라인 단자가 상기 지그 모듈의 일부에 구비될 수 있다.More preferably, when the jig module supports the secondary battery, a line terminal of the charge / discharge module may be provided at a part of the jig module so that the charge / discharge module may be electrically connected to the electrode of the secondary battery.

그리고, 본 발명의 제어부는 상기 내부 가스가 상기 분석모듈로 유입되면 유입된 시점의 상기 이차전지의 전위에 대한 값을 디스플레이 모듈로 출력하도록 구성될 수 있다.The controller of the present invention may be configured to output a value for the potential of the secondary battery at the time when the internal gas flows into the analysis module to the display module.

한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치는 파우치형 이차전지가 내부에 구비되는 챔버; 상기 파우치형 이차전지의 전극과 전기적으로 연결되어 상기 파우치형 이차전지의 충방전을 구동시키는 충방전모듈; 상기 챔버 내부로 유도 매체를 유입시키는 펌프 모듈; 상기 챔버 내부와 연결되며 상기 유도 매체의 흐름에 의하여 상기 파우치형 이차전지에서 유출되는 내부 가스가 이동되는 메인 유관; 및 상기 메인 유관의 일단과 연결되며 상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체를 분석하는 분석 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, according to another aspect of the present invention the apparatus for real-time analysis of the gas generated inside the secondary battery comprises a chamber having a pouch type secondary battery therein; A charge / discharge module electrically connected to an electrode of the pouch-type secondary battery to drive charge / discharge of the pouch-type secondary battery; A pump module for introducing an induction medium into the chamber; A main oil pipe connected to the inside of the chamber and configured to move internal gas flowing out of the pouch-type secondary battery by the flow of the induction medium; And an analysis module connected to one end of the main duct and analyzing the target object introduced through the main duct.

또한, 상기 본 발명은 상기 메인 유관의 일측 및 흡입펌프와 연결되어, 상기 흡입펌프의 흡입력에 의하여 상기 분석 모듈로 유입되는 대상 객체의 일부를 분기시키는 유도관을 더 포함하여 구성되는 것이 더욱 바람직하다.The present invention may further include an induction pipe connected to one side of the main oil pipe and the suction pump to branch a part of the target object introduced into the analysis module by the suction force of the suction pump. .

상기 본 발명에 의한 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치는 이차전지의 충방전 구동 시 내부에서 발생되는 가스를 베르누이의 원리 등에 의하여 이차전지의 구조에 최적화된 상태로 추출 내지 포집하고 분석할 수 있는 효과를 제공한다.The real-time analysis device of the gas generated inside the secondary battery according to the present invention can extract, capture and analyze the gas generated inside during the charge and discharge driving of the secondary battery in a state optimized for the structure of the secondary battery by Bernoulli's principle, etc. Provide effect.

또한, 이차 전지 내부에서 발생되는 가스의 소실없이 내부 발생 가스를 용이하고 효율적으로 포집 내지 수집할 수 있어 더욱 정밀한 분석을 가능하게 하는 효과를 창출할 수 있다.In addition, since the internal generated gas can be easily collected and collected without losing the gas generated inside the secondary battery, the effect of enabling more precise analysis can be created.

이를 기초로 이차전지에서 발생되는 내부 가스에 대한 다양하고 정밀한 프로파일을 생성하여 확보하고 이를 활용할 수 있어 활물질, 전해액 또는 첨가제 등의 성분조정, 조성 비율 등을 최적화할 수 있고 이를 통하여 이차전지의 성능 향상, 안전성 제고 등의 이차전지의 특성 개선에 더욱 효과적으로 이용할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.Based on this, various accurate profiles for internal gas generated from secondary batteries can be generated and secured and utilized, thereby optimizing the composition adjustment and composition ratio of active materials, electrolytes or additives, etc., thereby improving the performance of secondary batteries. It can provide an advantage that can be used more effectively to improve the characteristics of the secondary battery, such as improving safety.

또한, 이차전지가 과충전 등이 되는 경우 안전 작동을 위한 첨가제가 발동하는 전위를 정확히 측정하고 캔형 이차전지에서의 CID(Current Interrupt Device) 단락에 의한 안전 작동 메카니즘을 확인 및 점검할 수 있으며, 이를 기초로 더욱 안전성이 향상된 이차전지의 제조를 유도할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, when the secondary battery becomes overcharged, the potential of the additive acting for safe operation can be accurately measured, and the safe operation mechanism by the CID (Current Interrupt Device) short circuit in the can type secondary battery can be checked and checked. As it can provide an effect that can induce the production of a secondary battery with improved safety.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 이차전지의 구성을 도시한 분해 결합도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 구성을 도시한 모식도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 결합 관계 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 결합된 구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 6은 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 구성을 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 의한 분석 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 8은 본 발명의 분석 장치에 의한 니들 밸브의 개폐 정도를 통한 분석 비율에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is an exploded coupling view showing the configuration of a typical secondary battery;
2 is a schematic diagram showing the configuration of an analysis apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a view showing a coupling relationship structure of an analysis device according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a combined structure of an analysis device according to an embodiment of the present invention,
5 is a block diagram showing the configuration of an analysis apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram showing the configuration of an analysis device according to another preferred embodiment of the present invention;
7 is a block diagram showing the configuration of an analysis device according to another preferred embodiment of the present invention;
8 is a view showing an embodiment of the analysis ratio through the opening and closing degree of the needle valve by the analysis device of the present invention.

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 아니 되며, 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

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.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치(이하 분석 장치로 칭한다)(100)의 구성을 도시한 모식도이다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 분석 장치(100)는 충방전모듈(110), 메인 유관(120), 펌프 모듈(130), 유도관(140) 및 분석모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다.2 is a schematic diagram showing the configuration of a real-time analysis device (hereinafter referred to as an analysis device) 100 of a secondary battery internally generated gas according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the analysis device 100 of the present invention includes a charge / discharge module 110, a main oil pipe 120, a pump module 130, an induction pipe 140, and an analysis module 150. Can be configured.

상기 도 2에 도시된 실시예에서 이차전지(50)는 캔형, 즉, 원통, 각형 또는 동전형과 같이 금속 케이스 하우징에 의한 구조를 가지는 이차전지를 예시하고 있다. 상기 이차전지(50)는 활물질, 금속판, 전해질 등의 전기 화학적 반응에 의하여 충전 또는 방전이 구동되는데, 이러한 충전 또는 방전 구동이 수행되는 동안 내부 전기 화학 반응에 의하여 내부 가스가 발생될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the secondary battery 50 illustrates a secondary battery having a structure of a metal case housing such as a can, that is, a cylinder, a square, or a coin. The secondary battery 50 may be charged or discharged by an electrochemical reaction such as an active material, a metal plate, and an electrolyte, and an internal gas may be generated by an internal electrochemical reaction while the charge or discharge operation is performed.

이러한 내부 가스의 발생을 유도하기 위하여 우선 본 발명의 충방전모듈(110)은 상기 이차 전지(50)의 전극(51)과 전기적으로 연결되어 후술되는 제어부(180)의 제어 등에 의하여 상기 이차전지의 충방전을 구동시키는 기능을 수행한다.In order to induce the generation of such internal gas, the charge / discharge module 110 of the present invention is first electrically connected to the electrode 51 of the secondary battery 50 and controlled by the controller 180 to be described later. It performs the function of driving charge / discharge.

상기 충방전모듈(110)의 구동 개시 또는 구동 전압 등의 크기 조정 등은 조이스틱, 휠 스위치 등과 같은 인터페이스 수단을 통하여 입력된 사용자 신호에 의하여 제어되도록 구성하여 더욱 사용자 지향적인 환경이 구현되도록 구성하는 것이 바람직하다.Starting the driving of the charge / discharge module 110 or adjusting the size of the driving voltage is configured to be controlled by a user signal input through an interface means such as a joystick, a wheel switch, or the like so as to implement a more user-oriented environment. desirable.

앞서도 언급된 바와 같이 단위 이차 전지(50) 내부에서 발생되는 가스는 이차 전지(50) 구조상 소실됨 없이 용이하게 포집 내지 수집되기가 어려운데, 본 발명은 이러한 구조상의 문제점을 효과적으로 개선시키기 위하여 외부 유도 매체의 유체적 흐름을 이용하는 방법을 제안한다.As mentioned above, the gas generated inside the unit secondary battery 50 is difficult to be easily collected or collected without being lost in the structure of the secondary battery 50. The present invention provides an external induction medium in order to effectively improve such a structural problem. We propose a method using a fluid flow of.

상술하여 설명하면, 우선, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 펌프 모듈(130)은 유도 매체가 빠르게 흘러갈 수 있는 구동력을 제공하여 상기 메인 유관(120)에서 제공하는 흐름 경로를 따라 유도 매체가 이동할 수 있도록 한다.As described above, first, as shown in FIG. 2, the pump module 130 of the present invention provides a driving force through which an induction medium can flow quickly, thereby inducing the medium along the flow path provided by the main pipe 120. To move.

상기 메인 유관(120)은 본 발명의 후술되는 분석 모듈(150)과 연결되어 있으며, 상기 유도 매체는 메인 유관(120)을 경유하여 상기 분석 모듈(150)까지 이동하게 된다.The main tube 120 is connected to the analysis module 150 to be described later of the present invention, and the induction medium moves to the analysis module 150 via the main tube 120.

이와 같이 유도 매체가 이동하는 경로를 제공하는 메인 유관(120)의 중간 일측에는 유도관(140)의 일단이 상호 소통되어 연결되어 있으며, 이 유도관(140)의 타단은 상기 이차전지(50)에 형성된 천공에 끼움 결합되는 등의 방식으로 연결되게 된다.One end of the induction pipe 140 is connected to one another in the middle of the main oil pipe 120 providing the path in which the induction medium moves, and the other end of the induction pipe 140 is the secondary battery 50. It is to be connected in such a way as to fit in the perforations formed in the.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명은 상기 펌프모듈(130)에 의한 구동력에 의하여 강한 유도 매체의 흐름을 발생시키기 되고, 이러한 유도 매체의 강한 흐름은 메인 유관(120)의 기압을 강하시키게 된다. 이와 같이 메인 유관(120)은 내부의 강한 흐름에 의해 압력이 낮아지게 되면, 상기 메인 유관(120)과 연결된 유도관(140) 및 이차전지(50) 내부 측은 상대적으로 높은 압력이 생성되게 된다.The present invention having such a structure generates a strong flow of the guide medium by the driving force by the pump module 130, the strong flow of the guide medium is to lower the air pressure of the main conduit (120). As such, when the pressure decreases due to the strong flow of the main oil pipe 120, the induction pipe 140 connected to the main oil pipe 120 and the inner side of the secondary battery 50 generate relatively high pressure.

이와 같은 구조에 의하여, 높은 압력이 발생된 영역은 상대적으로 낮은 압력이 발생된 영역으로 매체의 이동이 유발되게 되므로 상기 이차 전지(50) 내부에서 발생된 내부 가스는 유도관(140)을 경유하여 메인 유관(120) 측으로 흡입되듯이 이동하게 된다.By such a structure, since the high pressure is generated in the relatively low pressure is generated the movement of the medium to the internal gas generated in the secondary battery 50 via the induction pipe 140 It is moved as if sucked into the main duct (120).

이와 같은 이동 경로를 가지는 이차 전지(50) 내부의 발생 가스는 메인 유관(120)과 연결된 분석모듈(150)로 유입되게 되고, 상기 분석모듈(150)은 유입된 대상 객체를 분석하게 된다.The generated gas inside the secondary battery 50 having the movement path is introduced into the analysis module 150 connected to the main oil pipe 120, and the analysis module 150 analyzes the introduced target object.

이와 같은 구조와 원리에 의하여 이차 전지(50) 내부에서 발생된 가스는 전혀 소실됨 없이 분석 모듈(150)로 이송될 수 있어 더욱 정밀하고 정확한 성분, 질량, 부피 등의 분석이 가능하게 된다. 참고로 상기 분석모듈(150)은 당업자 수준에서 이용 가능한 분석 모듈을 이용할 수 있으며, 상기 분석 모듈에 대한 기술 내용은 본 발명의 핵심 사항이 아니며, 또한, 당업자에게 자명한 기술이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.By such a structure and principle, the gas generated in the secondary battery 50 can be transferred to the analysis module 150 without being lost at all, thereby enabling more accurate and accurate analysis of components, mass, volume, and the like. For reference, the analysis module 150 may use an analysis module available at a person skilled in the art, and the description of the analysis module is not the core matter of the present invention, and the detailed description is omitted since it is obvious to those skilled in the art. do.

상기에서 설명된 바와 같이 본 발명은 이차 전지(50) 내부에서 발생된 가스를 직접 분석 모듈로 이송하는 것이 아니라, 이를 매개하는 유도 매체에 의하여 이송되는 형태를 가지므로 상기 유도 매체와 내부 발생 가스가 상호 반응되지 않도록 구성하여 내부 발생 가스의 순수 상태가 지속될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.As described above, the present invention does not directly transfer the gas generated inside the secondary battery 50 to the analysis module, but rather has a form that is transported by an induction medium that mediates the induced medium and the internal generated gas. It is preferable to configure such that the pure state of the internally generated gas is maintained so as not to react with each other.

이를 위한 본 발명의 상기 유도 매체는 헬륨, 질소, 아르곤 등과 같은 비활성 가스로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 비활성 가스 등은 검출하고자 하는 내부 발생 가스의 성분에 따라 적절하게 선택될 수도 있음은 물론이다.The induction medium of the present invention for this purpose is preferably composed of an inert gas such as helium, nitrogen, argon, etc. The inert gas may be appropriately selected according to the components of the internally generated gas to be detected.

또한, 상기와 같이 비활성 가스에 의한 유도 매체의 이송에 의하여 내부 발생 가스가 본 발명의 분석모듈(150)로 이송되게 되므로 더욱 정밀한 내부 발생 가스의 분석을 위하여 상기 분석모듈(150)에 필터 모듈(155)을 포함시켜, 상기 메인 유관(1200을 통하여 유입된 대상 객체 중 상기 비활성 가스 성분을 분리할 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, since the internal generated gas is transferred to the analysis module 150 of the present invention by the transfer of the induction medium by the inert gas as described above, the filter module (3) in the analysis module 150 to analyze the internal generated gas more precisely. More preferably, 155 may be configured to separate the inert gas component among the target objects introduced through the main duct 1200.

이하에서는 도 3 및 도 4를 통하여 상기 본 발명의 분석 장치(100)의 결합 구조 및 추가 세부 구성 등을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the coupling structure and additional configuration of the analysis device 100 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

상기 도 3은 검출의 대상이 되는 이차 전지(50)와 본 발명의 분석 장치(100)가 결합되는 관계를 도시한 도면이다. 우선, 천공이 형성된 이차 전지(50)가 본 발명의 분석 장치(100) 영역으로 진입하게 되면, 천공의 위치와 앞서 설명된 유도관(140)과의 위치를 서로 매칭(matching)시키는 프로세싱이 진행될 수 있다.3 is a view showing a relationship between the secondary battery 50, which is a detection target, and the analysis device 100 of the present invention. First, when the secondary battery 50 in which the perforation is formed enters the region of the analysis apparatus 100 of the present invention, processing for matching the position of the perforation with the position of the induction pipe 140 described above may be performed. Can be.

위치가 정렬되면, 본 발명의 지그 모듈(175)이 하방 또는 상방으로 이동하여 상기 이차 전지(50)와 맞닿아 상기 이차 전지(50)를 물리적으로 지지하게 된다. 물리적 지지를 유연하고 효과적으로 수행하기 위하여 물리적으로 상호 맞닿는 부위에 소정의 탄성체(176)를 개재시킬 수 있음은 물론이다.When the position is aligned, the jig module 175 of the present invention moves downward or upward to abut the secondary battery 50 to physically support the secondary battery 50. In order to perform the physical support flexibly and effectively, a predetermined elastic body 176 may be interposed in a portion that is physically in contact with each other.

상기 지그 모듈(175)(도 3에서는 상부에 도시된 지그 모듈)에는 앞서 설명된 메인 유관(120)과 유도관(140)이 내부에 구비되도록 구성되는데, 이 때, 상기 유도 덕트(140)의 일단, 즉, 이차전지에 형성된 천공(55)과 결합되는 부분은 외부로 노출된 형태가 되도록 구성한다. The jig module 175 (the jig module shown in the upper part in FIG. 3) is configured such that the main oil pipe 120 and the induction pipe 140 described above are provided therein, wherein the induction duct 140 First, that is, the portion coupled to the perforation 55 formed in the secondary battery is configured to be exposed to the outside.

상기 도 3에서는 상기 메인 유관(120)과 상기 유도관(140)이 T자 형태로 예시하고 있으나, 실시형태에 따라 상기 메인 유관(120)과 상기 유도관(140)은 직각 형태를 이루지 않고 소정 방향 내지 소정 각도로 경사지도록 구성할 수 있음은 물론이다.In FIG. 3, the main oil pipe 120 and the induction pipe 140 are illustrated in a T-shape, but according to an embodiment, the main oil pipe 120 and the induction pipe 140 are not formed at right angles. Of course, it can be configured to be inclined at an angle to a predetermined angle.

한편, 지그 모듈(175)의 일면에는 이차 전지(50)의 전극(51)과 전기적으로 연결되는 충방전 모듈(110)의 라인 단자(111)가 구비되어 상기와 같이 지그 모듈(150)이 상방 또는 하방으로 이동 시 동시에 이차 전지(50)의 전극과 전기적으로 연결될 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.Meanwhile, one surface of the jig module 175 is provided with a line terminal 111 of the charge / discharge module 110 electrically connected to the electrode 51 of the secondary battery 50, so that the jig module 150 is upward. Or it is more preferably configured to be electrically connected to the electrode of the secondary battery 50 when moving downward.

또한, 내부 발생 가스의 손실을 막고, 앞서 설명된 메인 유관(120)의 흐름에 의한 압력 차를 효과적으로 유지하기 위하여 본 발명의 상기 유도관(140)과 상기 이차전지에 형성된 천공(55)의 연결되는 부위에는 탄성체 재질의 실링 수단(sealing member)(145)이 구비된다.In addition, the connection of the perforation 55 formed in the induction pipe 140 and the secondary battery of the present invention in order to prevent the loss of internally generated gas, and effectively maintain the pressure difference due to the flow of the main oil pipe 120 described above. The portion to be provided is provided with a sealing member (145) of an elastic material.

상기 실링 수단(145)은 상기 유도관(140)의 끝 부위에 체결되어 있는데, 앞서 설명된 바와 같이 지그 모듈(175)이 상기 이차 전지(50)와 결합될 때, 상기 유도관(140)은 상기 이차전지의 천공(55)의 내부로 끼움 결합되며, 상기 지그 모듈(175)의 몸체 하부와 상기 이차전지(50)의 상부면 사이에 상기 실링 수단(145)이 위치하게 되어 가압되는 형태가 되므로 유도관(140)과 이차전지 천공(55) 부위가 자연스럽게 밀봉되게 된다.The sealing means 145 is fastened to the end portion of the induction pipe 140. As described above, when the jig module 175 is coupled with the secondary battery 50, the induction pipe 140 is The sealing means 145 is positioned between the lower part of the body of the jig module 175 and the upper surface of the secondary battery 50, and is coupled to the inside of the perforation 55 of the secondary battery. Therefore, the portion of the induction pipe 140 and the secondary battery perforation 55 is naturally sealed.

앞서 설명된 실시예 및 도면은 본 발명의 기술 사상을 명확히 표현하기 위하여 다소 상징적이고 형태로 표현되었을 수 있으나, 당업자 수준에서 본 발명의 기술 사상을 실제 이차전지 및 이차전지 내부 발생 가스 분석 장치 등에 적용함에 있어 필요한 적절한 변형이나 수정 등이 가해질 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다. The embodiments and drawings described above may have been somewhat symbolic and expressed in order to clearly express the technical idea of the present invention, but the technical idea of the present invention is applied to a secondary battery and a gas generating device for analyzing a secondary battery and the like generated by a person skilled in the art. It should be construed that obvious modifications and corrections necessary for the purpose can be made.

하나의 예로서, 본 발명의 설명에 언급되는 이차전지의 형태, 이차전지 전극의 구조, 이차전지에 형성되는 천공의 직경 내지 형상을 비롯하여, 본 발명의 지그 모듈에 대한 형상 등은 하나의 예시적인 형태로 상징적으로 표현되고 있으며, 당업자 수준에서 다양한 변형예와 적용예가 가능함은 자명하다.As one example, the shape of the jig module of the present invention, including the shape of the secondary battery, the structure of the secondary battery electrode, the diameter and the shape of the perforations formed in the secondary battery, and the like, are described as one example. It is represented symbolically in the form, it is obvious that various modifications and applications can be made at the level of those skilled in the art.

이하에서는 도 4를 통하여 본 발명의 분석 장치(100)의 제어부를 중심으로 장치의 내부 구동을 위한 메커니즘 내지 알고리즘을 설명하도록 한다.Hereinafter, a mechanism or algorithm for internal driving of the apparatus will be described with reference to FIG. 4 based on the controller of the analysis apparatus 100 of the present invention.

본 발명은 앞서 간략히 언급된 바와 같이 충방전에 따라 이차전지 내부에서 발생되는 가스를 분석하는 기술에 관한 것으로서, 이차전지는 과충전, 과방전 등의 환경에도 노출될 수 있으므로 충방전 크기에 따른 내부 발생 가스의 프로파일을 분석할 필요가 있다.As briefly mentioned above, the present invention relates to a technology for analyzing a gas generated in a secondary battery according to charge and discharge. Since the secondary battery may be exposed to an environment such as overcharge and overdischarge, internal generation according to charge and discharge size may occur. It is necessary to analyze the profile of the gas.

이를 위하여 본 발명의 제어부(180)는 상기 이차 전지(50)에서 구동되는 충전 또는 방전의 크기가 가변적으로 적용될 수 있도록 상기 충방전 모듈(110)의 구동을 제어한다. 또한, 활성화 공정 등의 최적화를 위한 실험 등을 위하여, 충방전 모듈의 구동 주기, 구동 회수 등을 사용자로부터 입력받아 입력된 파라미터에 기초하여 상기 충방전모듈(110)의 구동을 제어할 수 있도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.To this end, the controller 180 controls the driving of the charge / discharge module 110 so that the size of the charge or discharge driven in the secondary battery 50 can be variably applied. In addition, for experiments for optimization of the activation process, etc., the drive cycle of the charge and discharge module, the number of driving and the like received from the user is configured to control the driving of the charge and discharge module 110 based on the input parameters More preferably.

한편, 본 발명은 기압 차에 의한 이동력을 이용하는 것이므로 메인 유관(120)을 통하여 너무 과도하게 빠른 흐름이 생성되면, 이차 전지(50) 내부의 가스를 비롯하여 내부의 전해액이 유출될 수 있으며 또한, 실시 형태 또는 분석 모듈(150)의 스펙 등에 기초하여 단위 시간당 허용되는 시료에 대한 유량의 한계 조건이 설정되어 있을 수도 있다.On the other hand, since the present invention uses the movement force due to the pressure difference, if too fast flow is generated through the main oil pipe 120, the electrolyte inside the secondary battery 50, including the gas, may leak. The limit condition of the flow volume with respect to the sample per unit time may be set based on embodiment, the specification of the analysis module 150, etc.

이와 같이 실시 형태에 따른 다양한 변수가 고려될 수 있도록 상기 본 발명의 제어부(180)는 유도 매체(비활성 가스)의 유속이 적절히 조정되도록 상기 펌프 모듈(130)의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.As described above, the controller 180 of the present invention may be configured to control the driving of the pump module 130 so that the flow rate of the induction medium (inert gas) is appropriately adjusted.

또한, 본 발명의 제어부(180)는 앞서 설명된 지그 모듈(175)의 위치 또는 이동 등을 스템 모터, 기어 등을 이용하여 구동하는 지그 구동모듈(160)을 제어하여 상기 지그 모듈(175)의 상하, 좌우 방향 등 자세 내지 위치 등을 제어하도록 구성된다.In addition, the controller 180 of the present invention controls the jig driving module 160 to drive the position or movement of the jig module 175 described above using a stem motor, a gear, etc. It is configured to control postures and positions such as up and down and left and right directions.

또한, 본 발명의 제어부(180)는 본 발명의 분석모듈(150) 등으로부터 결과 데이터를 입력받아 이를 소정의 디스플레이모듈(170)로 출력하도록 구성하는 것이 바람직하며, 분석 결과값이 기준값을 초과하는 등의 상태가 발생하는 경우, 시각 또는 청각적 매체를 이용하여 사용자에게 알람될 수 있도록 구성할 수도 있다.In addition, the controller 180 of the present invention is preferably configured to receive the result data from the analysis module 150 and the like of the present invention and output it to a predetermined display module 170, the analysis result value exceeds the reference value If a condition such as the above occurs, it may be configured to be alarmed to the user using a visual or auditory medium.

관련하여, 본 발명의 분석 장치(100)는 이차전지 내부에서 가스가 발생되는 정확한 전위에 대한 값을 모니터링하여, 예상된 전위에서 내부 발생 가스가 발생되는지 여부를 확인할 수 있다.In this regard, the analysis apparatus 100 of the present invention may monitor whether or not the internal generated gas is generated at the expected potential by monitoring a value for an accurate potential at which gas is generated in the secondary battery.

예를 들어, 본 발명은 정상적인 이차전지에서 발생되는 내부 가스 중 H2의 경우, 1.0V, 2.7V, 3.3V등에서 단계적으로 발생되며, C2H4의 경우, 3.3V에서 발생되는데, 이와 같은 각 전위별 해당 가스의 단계별 발생 여부에 대한 모니터링을 수행하도록 구성될 수 있다. For example, the present invention is generated step by step at 1.0V, 2.7V, 3.3V, etc. H 2 of the internal gas generated in a normal secondary battery, C 2 H 4 , is generated at 3.3V, such as It can be configured to perform the monitoring of whether or not the generation of the corresponding gas for each potential.

또한, 4.8V에서 150% 과충전되는 경우 CO2기체가 과량 발생하게 되는데, 캔형 이차전지의 경우 이와 같이 CO2기체가 다량 발생하는 경우 CID가 정상적으로 작동하는지 여부도 모니터링할 수 있도록 구성된다.In addition, when 150% overcharged at 4.8V, excess CO 2 gas is generated. In the case of a can type secondary battery, when a large amount of CO 2 gas is generated in this way, it is configured to monitor whether the CID works normally.

즉, 본 발명의 분석모듈(150)로 내부 발생 가스가 유입되면, 유입된 내부 발생 가스가 무엇인지 성분 분석에 대한 데이터를 생성하여, 본 발명의 제어부(180)로 전송하고 본 발명의 제어부(180)는 상기 데이터와 연계하여 해당 가스가 발생된 시점(상기 데이터가 전송된 시점)에서의 현재 이차전지의 전위에 대한 데이터 값을 저장 및 디스플레이모듈(170)로 출력하도록 구성할 수 있다.That is, when the internally generated gas flows into the analysis module 150 of the present invention, it generates data for component analysis of the introduced internally generated gas, and transmits the data to the controller 180 of the present invention and the controller of the present invention ( 180 may be configured to output the data value of the potential of the current secondary battery at the time when the corresponding gas is generated (the time when the data is transmitted) to the storage and display module 170 in association with the data.

이러한 구성을 통하여 각 내부 가스마다의 발생 전위 여부를 정확하고 정밀하게 파악 및 분석할 수 있고 이를 기초로 이차전지의 안전 성능여부에 대한 검증 과정을 수행할 수 있음은 물론, 더욱 개선된 성분과 구조 등을 가지는 이차전지를 유도할 수 있는 인프라 데이터를 제공할 수 있게 된다.Through this configuration, it is possible to accurately and precisely identify and analyze the occurrence potential of each internal gas, and to perform a verification process on the safety performance of the secondary battery based on this, as well as further improved components and structure. It is possible to provide infrastructure data that can lead to a secondary battery having a back.

종래에는 실제 내부 가스가 발생하여도 효과적으로 분석 모듈로 유도되지 않아 실제 내부 가스가 발생된 정확한 전위 데이터를 확보하는데 어려움이 많았으나, 본 발명은 상기에서 상술된 본 발명의 내부 발생 가스 포집을 위한 구성을 통하여 실제 이차전지 내부에서 가스가 발생되는 경우, 발생된 가스를 소실없이 정확히 분석 모듈로 유도시킬 수 있고, 이를 통해 실제 내부 가스가 발생되는 그 시점의 정확한 전위 데이터를 확보할 수 있다.Conventionally, even though actual internal gas is generated, it is difficult to secure accurate potential data generated by actual internal gas because it is not effectively guided to the analysis module, but the present invention is configured for collecting internally generated gas of the present invention as described above. When the gas is generated inside the actual secondary battery, the generated gas can be accurately guided to the analysis module without loss, and through this, it is possible to secure accurate potential data at the time when the actual internal gas is generated.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 통하여 본 발명의 다른 형태에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8.

도 6은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 분석 장치(200)(이하 분석 장치로 칭한다)의 구성을 도시한 모식도이다. 상기 도 6 등에 도시된 도면 및 이하 설명은 파우치형 이차전지의 내부 발생 가스를 분석하는 장치에 대한 실시예이다.6 is a schematic diagram showing the configuration of an analysis device 200 (hereinafter referred to as an analysis device) according to another preferred embodiment of the present invention. 6 and the following description are an embodiment of an apparatus for analyzing the gas generated inside the pouch-type secondary battery.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 분석 장치(200)는 챔버(210), 충방전모듈(220), 펌프모듈(230), 메인 유관(240), 유도관(245), 분석 모듈(250) 및 흡입 모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있다. 이하 설명에서는, 앞서 설명된 실시예의 구성과 동일성 범주에서 적용될 수 있는 구성 등에 대한 설명은 중복될 수 있으므로 앞선 설명으로 대체하도록 한다.As shown in FIG. 6, the analysis apparatus 200 of the present invention includes a chamber 210, a charge / discharge module 220, a pump module 230, a main oil pipe 240, an induction pipe 245, and an analysis module 250. ) And a suction module 260. In the following description, the description of the configuration and the like that can be applied in the same configuration as the configuration of the above-described embodiment may be duplicated, and will be replaced with the foregoing description.

우선, 파우치형 이차전지의 경우, 금속형 하우징 등에 의한 캔형 이차전지와는 달리 하우징 케이스가 물리적으로 강하게 지지 내지 지탱될 수 없는 알루미늄 박막 형태로 구현되므로 이러한 물리적 특징을 반영하여 내부 발생 가스를 수집 내지 추출할 수 있도록 구성한다.First, in the case of the pouch type secondary battery, unlike the can type secondary battery of the metal type housing, the housing case is implemented in the form of an aluminum thin film that cannot be strongly supported or supported by physically. Configure for extraction.

이를 위하여 본 발명의 챔버(210)는 내부에 밀봉 가능한 공간이 마련되며, 상기 내부 공간에 파우치형 이차전지(60)가 구비된다. 이 때 이차전지(60)에 미세한 상당 수의 천공을 형성하거나 또는 이차전지의 상부 부분을 절개 내지 개봉하는 형태로도 이차전지를 내부에 구비시킬 수 있다. To this end, the chamber 210 of the present invention is provided with a sealable space therein, and a pouch type secondary battery 60 is provided in the inner space. At this time, the secondary battery 60 may be provided with a secondary battery in the form of forming a considerable number of fine perforations or by cutting or opening the upper portion of the secondary battery.

상기 챔버(210)는 이차전지의 투입을 위한 소정의 개폐 가능한 도어(door) 수단(미도시)이 장착될 수 있으며, 발생된 가스 등이 외부로 유출되지 않도록 밀봉가능하게 구현되는 것이 바람직하다.The chamber 210 may be equipped with a predetermined opening and closing door (not shown) for the input of the secondary battery, it is preferable to be implemented to be sealed so that the generated gas does not leak to the outside.

상기 챔버(210) 내부에 위치하는 파우치형 이차전지(60)의 전극은 충방전모듈(220)의 단자와 전기적으로 연결되며 이 때, 챔버 수단을 통한 배선 시 가스 누설 등이 발생하지 않도록 실링 처리가 이루어지는 것이 바람직하다.The electrode of the pouch-type secondary battery 60 located in the chamber 210 is electrically connected to the terminals of the charge / discharge module 220. At this time, the sealing process is performed so that gas leakage does not occur when wiring through the chamber means. It is preferable that is made.

파우치형 이차전지(60)는 외장재의 특성에 기초하여 특정한 직경을 가지는 천공을 형성하기가 어렵고 또한, 상기 천공에 내부 가스 이송을 위한 관이나 덕트 수단을 체결하기가 곤란하므로, 외부에서 상기 챔버(210) 공간으로 유도 매체를 강하게 불어넣고 상기 유도 매체의 이송 흐름에 의하여 파우치형 이차전지(60)에서 발생되는 내부 가스가 유출 통공(213)을 통하여 이송되도록 구성한다.Pouch type secondary battery 60 is difficult to form a perforation having a specific diameter based on the characteristics of the packaging material, and it is difficult to fasten the pipe or duct means for the internal gas transfer to the perforation, so that the chamber ( 210, the induction medium is strongly blown into the space, and the internal gas generated in the pouch-type secondary battery 60 is transported through the outflow hole 213 by the transfer flow of the induction medium.

이를 위하여 본 발명이 펌프모듈(230)은 챔버에 형성된 유입공(211)을 통하여 비활성 가스 등으로 이루어지는 유도 매체를 상기 챔버(210) 내부로 강하게 유입시킨다.To this end, the pump module 230 of the present invention strongly introduces an induction medium made of an inert gas or the like into the chamber 210 through the inlet hole 211 formed in the chamber.

이와 같이 강한 흐름을 가지는 유도 매체는 챔버(211)의 유출공(213) 및 메인 유관(255)으로 밀려나가므로 강한 흐름과 함께 부등적인 기압이 발생하게 되며, 이러한 환경에 높여지는 유도 매체는 파우치형 이차전지(60) 내부에서 발생된 내부 가스와 함께 메인 유관(255)를 통하여 본 발명의 분석 모듈(250)로 유입된다.As such, the induction medium having a strong flow is pushed out to the outlet hole 213 and the main oil pipe 255 of the chamber 211, so that an unbalanced air pressure is generated along with the strong flow. The internal gas generated in the type secondary battery 60 is introduced into the analysis module 250 of the present invention through the main oil pipe 255.

분석 모듈(250)은 앞서 설명된 바와 같이 유도 매체(비활성 가스)를 필터링하는 필터 모듈(255)가 장착될 수 있음은 물론이다.As described above, the analysis module 250 may be equipped with a filter module 255 for filtering the induction medium (inert gas).

실험 데이터 및 결과에 기초할 때, 파우치형 이차전지(60)의 분석 장치(200)에서 상기 펌프 모듈(230)에 의하여 발생되는 유도 매체(비활성 가스)의 흐름은 챔버(210)의 내부 공간 등을 고려할 때, 상당히 빠른 유속으로 형성되어야 파우치형 이차전지(60)의 내부 발생 가스가 효과적으로 상기 유도 매체의 흐름에 이끌려 유출되는 것을 확인할 수 있는데, 이와 같이 상당 수준의 빠른 유속이 형성되면, 실시 형태에 따라 진공 환경 등에 의하여 작용되는 분석 모듈(250)에 오류가 발생하거나 허용치를 벗어나는 등의 문제가 발생할 수 있다. 한편, 상기 챔버(210)의 내부 공간의 크기에 따라 유입되는 유도 매체의 량이나 유속이 조정되도록 구성하는 것이 바람직하다.Based on the experimental data and the results, the flow of the induction medium (inert gas) generated by the pump module 230 in the analysis device 200 of the pouch-type secondary battery 60 is the internal space of the chamber 210, and the like. Considering this, it can be confirmed that the gas generated inside the pouch-type secondary battery 60 should be effectively drawn out by the flow of the induction medium to be discharged to be formed at a considerably fast flow rate. As a result, an error may occur in the analysis module 250 which is operated by a vacuum environment, or the like. On the other hand, it is preferable to configure the amount or flow rate of the induction medium introduced in accordance with the size of the internal space of the chamber 210 is adjusted.

이를 위하여 상기 메인 유관의 일측에 유입되는 대상 객체(유도 매체와 내부 발생 가스 포함)가 분기될 수 있는 유도관(245)을 형성하고 이 유도관(245)으로 통하여 일부 유도 매체와 내부 가스를 분기시켜 상기 분석 모듈(250)로 직접 유입되는 대상 객체의 양을 감소시키도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.To this end, an induction pipe 245 may be formed through which a target object (including an induction medium and internal generated gas) introduced into one side of the main oil pipe may branch, and branch some of the induction medium and internal gas through the induction pipe 245. More preferably, it is configured to reduce the amount of the target object flowing directly into the analysis module 250.

상기 유도관(245)을 통한 대상 객체의 분기를 더욱 효과적으로 적용하기 위하여 상기 유도관(245)의 말단 부위에 팬 등에 의한 구동력으로 흡입력을 발생시키는 흡입모듈(260)을 장착시키고 상기 흡입모듈(260)의 흡입력에 의하여 더욱 효과적으로 대상 객체가 분기되도록 구성한다.In order to apply the branch of the target object through the induction pipe 245 more effectively, the suction module 260 is mounted on the distal end of the induction pipe 245 to generate a suction force by a driving force by a fan or the like and the suction module 260. The target object is branched more effectively by the suction force of).

또한, 분기되는 대상 객체(유도 매체와 내부 발생 가스 포함)의 유량이 정밀하게 조정가능하도록 상기 유도관(260)에는 니들 밸브(265)가 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 흡입 모듈(260)의 흡입력은 제 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제어부(280)의 제어에 의하여 그 구동력이 제어될 수 있으며, 또한, 니들 밸브(265)를 솔레노이드 소자 등으로 구현하여 전기적 제어에 의하여 개폐 및 개폐의 정도가 제어되도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, it is more preferable that the needle valve 265 is provided in the induction pipe 260 so that the flow rate of the branching target object (including the induction medium and the internally generated gas) can be precisely adjusted. As shown in FIG. 7, the driving force of the suction module 260 may be controlled by the control of the controller 280 of the present invention, and the needle valve 265 may be implemented by using a solenoid element. More preferably, the opening and closing are controlled by the control.

도 8에 예시적으로 도시한 바와 같이 실제 분석 모듈로 향하는 대상 객체의 유량이 단위 시간당 100이라면, 상기 구성에 의하여 유도관(245)을 통하여 80을 분기시키고, 실제 분석 모듈(250)로는 20이 유입되도록 구성할 수 있다. 그 후 분석 모듈(250)의 분석 결과값과 상기 분기된 대상 객체의 비율 등을 함수적으로 연산함으로써 실제 파우치형 이차전지(60)의 내부에서 발생된 가스의 량 또는 부피 등을 산출할 수 있게 된다.As exemplarily shown in FIG. 8, if the flow rate of the target object toward the actual analysis module is 100 per unit time, the configuration may be branched through 80 through the induction pipe 245 and 20 may be 20 in the actual analysis module 250. It can be configured to be introduced. Thereafter, by calculating the result of analysis of the analysis module 250 and the ratio of the branched target object, etc., the amount or volume of gas generated in the actual pouch-type secondary battery 60 may be calculated. do.

만약 도 8의 실시예에서 분기된 양이 90이고, 분석 모듈로 실제 유입된 양이 10 즉, 전체 대비 1/10이고 분석 결과(A)가 동일하였다면, 실제 결과는 상기 분석 결과(A)에 9를 곱셈 연산한 결과가 될 것이다. If the amount diverged in the example of FIG. 8 is 90, the amount actually introduced into the analysis module is 10, i.e., 1/10 of the total, and the analysis result A is the same, the actual result is determined in the analysis result A. Will be the result of multiplying 9.

상기 도면 8에서는 본 발명에 의하여 분기된 양에 대한 정량적인 비율을 연산하는 실시예를 예시적으로 도시하는 도면이며, 실시형태에 따라 다양한 파라미터가 적용될 수 있으므로 수치 단위를 구체적으로 언급하지는 않으나, 질량, 부피, 몰 등을 비롯하여 각 파라미터에 대한 시간당 산출량 등 다양한 형태가 가능함은 자명하다.8 is a diagram illustrating an example of calculating a quantitative ratio with respect to a branched amount according to the present invention, and various parameters may be applied according to the embodiment. Obviously, various forms are possible, including volume, mole, and hourly output for each parameter.

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.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

한편 본 발명을 설명함에 있어, 도 5 및 도 7 등에 도시된 본 발명의 분석장치(100, 200)에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다. Meanwhile, in describing the present invention, each component of the analysis apparatuses 100 and 200 of the present invention illustrated in FIGS. 5 and 7 should be understood as logically divided components rather than physically divided components.

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.That is, each configuration corresponds to a logical component in order to realize the technical idea of the present invention, so that even if each component is integrated or separated, if the function performed by the logical configuration of the present invention can be realized, It should be construed that it is within the scope, and that components that perform the same or similar functions are to be interpreted as being within the scope of the present invention regardless of whether their names are consistent.

또한, 본 발명의 설명에 있어 상부, 하부 또는 상하 등과 같은 표현은 상호 간의 각 구성을 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐, 특정의 순서, 우선순위, 중요성 등을 객관적이고 물리적으로 구분하기 위하여 사용되는 용어이거나 절대적인 기준에서 물리적인 구성을 구분하기 위하여 사용된 용어가 아님은 자명하다. In addition, in the description of the present invention, expressions such as upper, lower, or upper and lower sides are merely terms of a tool concept used for relatively distinguishing each component from each other, and objective, physical, etc. of specific order, priority, importance, etc. are used. Obviously, it is not a term used to classify or used to distinguish a physical composition on an absolute basis.

100: 분석장치 110: 충방전모듈
120: 메인 유관 130: 펌프 모듈
140: 유도관 150: 분석모듈100: analysis device 110: charge and discharge module
120: main pipe 130: pump module
140: induction tube 150: analysis module

Claims (17)

이차전지의 전극과 전기적으로 연결되어 상기 이차전지의 충방전을 구동시키는 충방전모듈;
유도 매체의 흐름 경로를 제공하는 메인 유관;
상기 유도 매체의 흐름을 발생시키는 펌프 모듈;
일단은 상기 이차전지에 형성된 천공과 연결되고 타단은 상기 메인 유관의 일측과 연결되어, 상기 메인 유관에서의 상기 유도 매체의 흐름에 의한 압력 차이로 상기 이차전지 내부에서 발생되는 내부 가스가 이송되는 유도관; 및
상기 메인 유관과 연결되며 상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체를 분석하는 분석모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.A charge / discharge module electrically connected to an electrode of a secondary battery to drive charge / discharge of the secondary battery;
A main canal providing a flow path for the induction medium;
A pump module for generating a flow of the induction medium;
One end is connected to the perforation formed in the secondary battery and the other end is connected to one side of the main duct, induction of the internal gas generated in the secondary battery is transferred by the pressure difference due to the flow of the guide medium in the main duct tube; And
And an analysis module connected to the main connection pipe and analyzing the target object introduced through the main connection pipe. 제 1항에 있어서,
상기 이차전지에서 구동되는 충방전의 크기가 가변적으로 적용되도록 상기 충방전모듈의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 1,
And a controller for controlling the driving of the charge / discharge module so that the size of the charge / discharge driven in the secondary battery is variably applied. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유도 매체의 유속이 가변적으로 적용되도록 상기 펌프 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 2, wherein the control unit,
And controlling the driving of the pump module so that the flow rate of the induction medium is variably applied. 제 1항에 있어서, 상기 유도 매체는,
비활성 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 1, wherein the induction medium,
Real-time analysis device of the gas generated inside the secondary battery, characterized in that the inert gas. 제 4항에 있어서, 상기 분석모듈은,
상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체 중 상기 비활성 가스 성분을 분리하는 필터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 4, wherein the analysis module,
And a filter module for separating the inert gas component among the target objects introduced through the main pipe. 제 1항에 있어서,
상기 이차전지에 형성된 천공과 상기 유도관 일단의 연결 부위를 밀봉하는 탄성체 재질의 실링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 1,
And a sealing means made of an elastic material sealing the perforations formed in the secondary battery and one end of the induction pipe. 제 1항에 있어서,
상기 유도 덕트의 일단이 외부로 노출되는 형태로 상기 메인 유관 및 상기 메인 유관에 연결되는 유도 덕트가 내부에 구비되며, 상기 이차전지를 물리적으로 지지하는 지그 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 1,
The secondary battery further comprises a jig module, wherein one end of the induction duct is exposed to the outside, the main duct and the induction duct connected to the main duct are provided therein, and physically support the secondary battery. Real time analysis of internally generated gases. 제 7항에 있어서,
상기 지그 모듈이 상기 이차전지를 지지할 때 상기 충방전 모듈이 이차전지의 전극과 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 충방전모듈의 라인 단자가 상기 지그 모듈의 일부에 구비된 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.8. The method of claim 7,
When the jig module supports the secondary battery, the secondary battery, characterized in that the line terminal of the charge and discharge module is provided on a part of the jig module so that the charge and discharge module is electrically connected to the electrode of the secondary battery. Real time analysis device of gas. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 내부 가스가 상기 분석모듈로 유입되면 유입된 시점의 상기 이차전지의 전위에 대한 값을 디스플레이 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 2, wherein the control unit,
When the internal gas flows into the analysis module, the real-time analysis device of the internal gas generated in the secondary battery, characterized in that for outputting the value for the potential of the secondary battery at the time of introduction to the display module. 파우치형 이차전지가 내부에 구비되는 챔버;
상기 파우치형 이차전지의 전극과 전기적으로 연결되어 상기 파우치형 이차전지의 충방전을 구동시키는 충방전모듈;
상기 챔버 내부로 유도 매체를 유입시키는 펌프 모듈;
상기 챔버 내부와 연결되며 상기 유도 매체의 흐름에 의하여 상기 파우치형 이차전지에서 유출되는 내부 가스가 이동되는 메인 유관; 및
상기 메인 유관의 일단과 연결되며 상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체를 분석하는 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.A chamber in which the pouch type secondary battery is provided;
A charge / discharge module electrically connected to an electrode of the pouch-type secondary battery to drive charge / discharge of the pouch-type secondary battery;
A pump module for introducing an induction medium into the chamber;
A main oil pipe connected to the inside of the chamber and configured to move internal gas flowing out of the pouch-type secondary battery by the flow of the induction medium; And
And an analysis module connected to one end of the main duct and analyzing a target object introduced through the main duct. 제 10항에 있어서,
상기 메인 유관의 일측 및 흡입펌프와 연결되어 상기 흡입펌프의 흡입력에 의하여 상기 분석 모듈로 유입되는 대상 객체의 일부를 분기시키는 유도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 10,
A real-time analysis device of the gas generated inside the secondary battery further comprises an induction pipe connected to one side of the main duct and the suction pump for branching a part of the target object introduced into the analysis module by the suction force of the suction pump. . 제 11항에 있어서, 상기 유도관은,
상기 분기되는 대상 객체의 유량을 조절하는 니들밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 11, wherein the induction pipe,
A real-time analysis device of the gas generated inside the secondary battery, characterized in that the needle valve for adjusting the flow rate of the target object to be branched. 제 10항에 있어서,
상기 이차전지에서 구동되는 충방전의 크기가 가변적으로 적용되도록 상기 충방전모듈의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 10,
And a controller for controlling the driving of the charge / discharge module so that the size of the charge / discharge driven in the secondary battery is variably applied. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유도 매체의 유속이 가변적으로 적용되도록 상기 펌프 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 10, wherein the control unit,
And controlling the driving of the pump module so that the flow rate of the induction medium is variably applied. 제 10항에 있어서, 상기 유도 매체는,
비활성 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 10, wherein the induction medium,
Real-time analysis device of the gas generated inside the secondary battery, characterized in that the inert gas. 제 11항에 있어서, 상기 분석모듈은,
상기 메인 유관을 통하여 유입된 대상 객체 중 상기 비활성 가스 성분을 분리하는 필터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 11, wherein the analysis module,
And a filter module for separating the inert gas component among the target objects introduced through the main pipe. 제 13항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 내부 가스가 상기 분석모듈로 유입되면 유입된 시점의 상기 이차전지의 전위에 대한 값을 디스플레이 모듈로 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지 내부 발생 가스의 실시간 분석 장치.The method of claim 13, wherein the control unit,
When the internal gas flows into the analysis module, the real-time analysis device of the internal gas generated in the secondary battery, characterized in that for outputting the value for the potential of the secondary battery at the time of introduction to the display module.
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