KR20120088120A - Jig for Charging and Discharging of Battery Cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신규한 구조의 전지셀 충방전용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 일측 또는 양측에 전극단자들이 형성되어 있는 판상형 전지셀의 충방전용 지그로서, 전지셀이 탑재된 상태에서 제 1 전극단자를 클램핑하는 제 1 부재와 제 2 전극단자를 클램핑하는 제 2 부재로 이루어져 있고, 상기 제 1 부재와 제 2 부재는 서로 대면하는 상부 지그와 하부 지그를 각각 포함하고 있으며, 제 1 부재는 제 1 전극단자와의 접촉저항을 감소시킬 수 있도록, 제 1 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 변형을 유도하고 제 1 전극단자의 코팅층의 적어도 일부를 제거하면서 제 1 전극단자에 접속되는 구조로 이루어진 전지셀 충방전용 지그에 관한 것이다.The present invention relates to a jig for charging and discharging a battery cell having a novel structure, and more particularly, a jig for charging and discharging a plate-shaped battery cell in which electrode terminals are formed on one or both sides thereof, wherein the first electrode is mounted while the battery cell is mounted. And a second member for clamping a terminal and a second member for clamping a second electrode terminal, wherein the first member and the second member each include an upper jig and a lower jig facing each other. In order to reduce contact resistance with the first electrode terminal, the first electrode terminal is connected to the first electrode terminal while inducing deformation of the first electrode terminal and removing at least a part of the coating layer of the first electrode terminal in the process of clamping the first electrode terminal. It relates to a battery cell charging and discharging jig having a structure.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as a source of energy is rapidly increasing.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module in which a plurality of unit cells are electrically connected, depending on the type of external device in which the secondary battery is used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a notebook computer, a portable DVD, a personal computer, an electric vehicle, and a hybrid electric Medium or large devices such as automobiles require the use of a battery module including a plurality of battery cells due to problems of output and capacity.
전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.The battery module is manufactured by connecting a protection circuit or the like to a core pack in which a plurality of unit cells are arranged in series and / or in parallel. In the case of using a square or pouch type battery as a unit cell, the wide surfaces thereof may be stacked to face each other, and then the electrode terminals may be easily connected by connecting members such as bus bars. Therefore, in the case of manufacturing a three-dimensional battery module having a hexahedral structure, a square or pouch type battery is advantageous as a unit cell.
종래에는 이차전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높고 충방전 전위가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. 이러한 이차전지는 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.Conventionally, a nickel cadmium battery or a hydrogen ion battery is used as a secondary battery. Recently, a lithium ion battery and a lithium polymer battery having high energy density and high charge / discharge potential have been used. Such secondary batteries are increasing in demand due to the advantages described above.
한편, 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 소정의 지그에 전지셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하게 된다. 또한, 전지셀을 완성한 후에는 전지셀의 성능 평가를 위해 전지셀의 전극 단자들을 충방전 지그에 장착한 후 전극단자의 전압과 파워 케이블의 전압을 측정하여 전극단자들의 접촉저항을 측정하는 방법이 사용된다. Meanwhile, the secondary battery is manufactured through a process of assembling a cell and a process of activating a battery. In the battery activation step, the secondary battery is mounted on a predetermined jig and charged under conditions necessary for activation. In addition, after the completion of the battery cell, the method of measuring the contact resistance of the electrode terminal by measuring the voltage of the electrode terminal and the voltage of the power cable after mounting the electrode terminals of the battery cell to the charge and discharge jig for the performance evaluation of the battery cell Used.
그러나, 전지셀의 양극 단자의 경우 표면에 코팅층이 존재하므로, 이러한 코팅층이 접촉 저항을 증가시켜 전지셀의 성능 평가시 정확하지 않은 결과를 가져오는 문제점이 있다.However, since the coating layer is present on the surface of the positive terminal of the battery cell, such a coating layer increases the contact resistance, there is a problem that results in inaccurate results when evaluating the performance of the battery cell.
구체적인 예로서, 도 1에 종래의 충방전용 지그의 제 1 부재의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.As a specific example, a vertical cross-sectional schematic diagram of the first member of the conventional charging and discharging jig is shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 충방전용 지그의 제 1 부재(100)는 상부 지그(102)와 하부 지그(104)로 구성되어 있고, 상부 지그(102)와 하부 지그(104)의 접촉면들은 전지셀의 제 1 전극단자(110)에 대해 평평하게 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, the first member 100 of the charging / discharging jig includes an upper jig 102 and a lower jig 104, and the contact surfaces of the upper jig 102 and the lower jig 104 are formed of the battery cell. The first electrode terminal 110 is formed flat.
따라서, 상부 지그(102)와 하부 지그(104)의 사이에 전지셀의 제 1 전극단자(110)를 삽입한 후 상부 지그(102)와 하부 지그(104)를 맞물리더라도 제 1 전극단자(110)의 코팅층이 제거되지 않아 전지셀의 성능 테스트시 제 1 전극단자(110)의 전압이 정확히 측정되지 않는 문제점이 있다.Therefore, after inserting the first electrode terminal 110 of the battery cell between the upper jig 102 and the lower jig 104, even if the upper jig 102 and the lower jig 104 is engaged, the first electrode terminal ( Since the coating layer of 110 is not removed, there is a problem in that the voltage of the first electrode terminal 110 is not accurately measured during the performance test of the battery cell.
따라서, 상기 문제점을 해결하여 전지셀의 성능 평가를 정확히 할 수 있는 신규한 구조의 충방전용 지그가 매우 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a charging and discharging jig having a novel structure that can solve the above problems and accurately evaluate the performance of a battery cell.
따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and the technical problem that has been requested from the past.
즉, 본 발명의 목적은 전지셀의 성능 평가를 수행함에 있어서, 작동 과정에서 전지셀의 전극단자의 코팅층을 제거하여 접촉저항으로 인한 잘못된 측정 결과를 배제함으로써 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 구조로 이루어진 충방전용 지그를 제공하는 것이다.That is, an object of the present invention is to perform a performance evaluation of the battery cell, by removing the coating layer of the electrode terminal of the battery cell in the operation process is made of a structure that can obtain accurate measurement results by excluding the incorrect measurement results due to contact resistance It is to provide a jig for charging.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀 충방전용 지그는, 일측 또는 양측에 전극단자들이 형성되어 있는 판상형 전지셀의 충방전용 지그로서, 전지셀이 탑재된 상태에서 제 1 전극단자를 클램핑하는 제 1 부재와 제 2 전극단자를 클램핑하는 제 2 부재로 이루어져 있고, 상기 제 1 부재와 제 2 부재는 서로 대면하는 상부 지그와 하부 지그를 각각 포함하고 있으며, 제 1 부재는 제 1 전극단자와의 접촉저항을 감소시킬 수 있도록, 제 1 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 변형을 유도하고 제 1 전극단자의 코팅층의 적어도 일부를 제거하면서 제 1 전극단자에 접속되는 구조로 이루어져 있다. Therefore, the jig for battery cell charging and discharging according to the present invention is a jig for charge and discharge of a plate-shaped battery cell in which electrode terminals are formed on one side or both sides, and includes a first member for clamping the first electrode terminal in a state where the battery cell is mounted. And a second member for clamping a second electrode terminal, wherein the first member and the second member each include an upper jig and a lower jig facing each other, and the first member has contact resistance with the first electrode terminal. In order to reduce, the structure is connected to the first electrode terminal while inducing deformation of the first electrode terminal in the process of clamping the first electrode terminal and removing at least a portion of the coating layer of the first electrode terminal.
즉, 충방전용 지그의 제 1 부재가 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 코팅층의 적어도 일부를 제거한 상태로 제 1 부재와 제 1 전극단자가 접속되는 구조로 이루어져 있어서, 제 1 부재와 제 1 전극단자의 접촉 저항을 최소화하여 전지셀의 성능 테스트시 발생하는 오차를 감소시켜 신뢰도 높은 측정 결과를 얻을 수 있다.That is, the first member of the charge-discharge jig has a structure in which the first member and the first electrode terminal are connected while removing at least a part of the coating layer of the first electrode terminal in the process of clamping the electrode terminal. By minimizing the contact resistance of the first electrode terminal to reduce the error generated during the performance test of the battery cell it is possible to obtain a reliable measurement results.
구체적으로, 충방전용 지그의 제 1 부재가 전극단자를 클램핑하는 과정에서 전지셀의 제 1 전극단자에 기계적 변형을 가하면, 변형된 부위는 표면 코팅층이 적어도 국부적으로 제거되어 내부 금속층이 외부로 노출된다. 다음으로 외부에 노출된 금속층을 제 1 부재와 접촉시켜 제 1 전극단자의 전압과 파워 케이블의 전압을 측정함으로써 표면 코팅층에 의한 접촉저항 증가로 인한 측정오차를 방지한다.Specifically, when the first member of the charging / discharging jig applies mechanical deformation to the first electrode terminal of the battery cell in the process of clamping the electrode terminal, the surface coating layer is at least locally removed so that the internal metal layer is exposed to the outside. . Next, the metal layer exposed to the outside is contacted with the first member to measure the voltage of the first electrode terminal and the voltage of the power cable to prevent the measurement error due to the increase in contact resistance by the surface coating layer.
상기 제 1 전극단자의 코팅층은 제 1 부재에 의해 일부 또는 전부가 제거될 수 있으며, 전부가 제거되는 것이 접촉저항을 최소화할 수 있으므로 더욱 바람직하다.The coating layer of the first electrode terminal may be partially or entirely removed by the first member, and it is more preferable that the entirety of the first electrode terminal be removed because the contact resistance may be minimized.
상기 판상형 전지셀은 일측에 전극단자들이 모두 형성되어 있거나 양측에 전극단자들이 각각 형성되어 있는 구조일 수 있으므로, 상기에서 전자의 판상형 전지셀을 충방전하기 위해서는 단방향의 충방전용 지그가 사용되고 후자의 판상형 전지셀을 충방전하기 위해서는 양방향의 충방전용 지그가 사용될 수 있다.Since the plate-shaped battery cell may have a structure in which all of the electrode terminals are formed on one side or the electrode terminals are formed on both sides, the charging and discharging jig in one direction is used to charge and discharge the former plate-shaped battery cell, and the latter plate-type In order to charge and discharge the battery cell, a bidirectional charging and discharging jig may be used.
참고로, 본 명세서에서 단방향의 충방전용 지그는 제 1 부재와 제 2 부재가 지그 본체의 일측에 모두 형성되어 있는 구조이고, 양방향의 충방전용 지그는 제 1 부재와 제 2 부재가 지그 본체의 양측에 각각 형성되어 있는 구조를 의미한다.For reference, in the present specification, the unidirectional charging and discharging jig has a structure in which both the first member and the second member are formed on one side of the jig main body, and the bidirectional charging and discharging jig has both the first member and the second member on both sides of the jig main body. It means the structure formed in each.
또한, 상기에서 전자의 판상형 전지셀은 본체를 기준으로 일측으로 돌출된 전극단자들이 형성된 구조이고, 후자의 판상형 전지셀은 본체를 기준으로 양측으로 돌출된 전극단자들이 상호 대칭 또는 비대칭인 구조일 수 있다.In addition, the former plate-shaped battery cell has a structure in which electrode terminals protruding to one side with respect to the main body, the latter plate-shaped battery cell may be a structure in which the electrode terminals protruding to both sides with respect to the main body are mutually symmetrical or asymmetrical. have.
상기 제 1 부재에 위치한 전지셀의 제 1 전극단자 부위는 양극 또는 음극일 수 있으며, 제 2 부재에 위치한 전지셀의 제 2 전극단자 부위는 제 1 전극단자에 대응하여 음극 또는 양극일 수 있다.The first electrode terminal portion of the battery cell positioned in the first member may be a positive electrode or a negative electrode, and the second electrode terminal portion of the battery cell positioned in the second member may be a negative electrode or a positive electrode corresponding to the first electrode terminal.
하나의 바람직한 예에서, 상기 제 1 부재는 상부 지그와 하부 지그에 각각 요철 구조를 포함하고 있고, 상기 상부 지그와 하부 지그의 요철 구조는 골과 마루가 서로 어긋나는 배열 구조로 대면하고 있는 구조로 이루어질 수 있다.In one preferred embodiment, the first member includes an uneven structure on the upper jig and the lower jig, respectively, wherein the uneven structure of the upper jig and the lower jig is formed in a structure in which the valley and the floor face each other in an arrangement structure. Can be.
따라서, 골과 마루가 서로 어긋나는 배열로 대면하고 있는 구조로 이루어진 상부 지그와 하부 지그의 요철 구조에 의해, 제 1 부재가 전지셀의 제 1 전극단자를 클램핑 할 때, 전극단자에 유발되는 연신 등의 기계적인 변형 과정에서 제 1 전극단자의 코팅층이 용이하게 제거될 수 있다.Therefore, when the first member clamps the first electrode terminal of the battery cell due to the uneven structure of the upper jig and the lower jig having a structure in which the valley and the floor face each other, the stretching caused by the electrode terminal, etc. In the mechanical deformation process, the coating layer of the first electrode terminal can be easily removed.
상기에서 요철 구조의 골과 마루가 서로 어긋나는 배열 구조는, 예를 들어, 상부 지그 요철 구조의 골이 하부 지그 요철 구조의 마루에 대응하고 상부 지그 요철 구조의 마루가 하부 지그 요철 구조의 골에 대응하는 형상에 의해, 상부 지그와 하부 지그를 서로 맞물리는 구조일 수 있다. 그러나, 본 발명에서 의도하는 효과를 발휘할 수 있는 구조라면, 상기 예로 한정되지 않는 바, 예를 들어, 상부 지그와 하부 지그가 완전히 맞물리지 않고 부분적으로만 맞물리도록 요철 구조의 골과 마루가 서로 어긋나는 배열 구조일 수도 있다. In the above-described arrangement structure in which the grooves and the floor of the uneven structure are shifted from each other, the valley of the upper jig uneven structure corresponds to the floor of the lower jig uneven structure, and the floor of the upper jig uneven structure corresponds to the valley of the lower jig uneven structure. According to the shape to be, the upper jig and the lower jig may be a structure to mesh with each other. However, if the structure that can exhibit the effect intended in the present invention, not limited to the above examples, for example, the arrangement of the grooves and floors of the uneven structure so that the upper jig and the lower jig is not partially engaged but only partially engaged. It may be a structure.
상기 상부 지그와 하부 지그의 요철 구조는 충방전용 지그와 전지셀의 제 1 전극단자의 클램핑시 제 1 전극단자의 코팅층을 용이하게 제거할 수 있는 형상이면 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 수직 단면상에서 톱니형, 원뿔형, 또는 삼각형의 형상으로 이루어질 수 있다.The uneven structure of the upper jig and the lower jig is not particularly limited as long as it is a shape that can easily remove the coating layer of the first electrode terminal when clamping the charge-only jig and the first electrode terminal of the battery cell, for example on a vertical cross section It may be in the shape of a sawtooth, cone or triangle.
한편, 제 1 부재에 의해 클램핑되는 제 1 전극단자와는 달리, 제 2 부재에 의해 클램핑되는 제 2 전극단자의 표면에 코팅층이 형성되어 있지 않을 경우, 상기 제 2 부재의 상부 지그와 하부 지그는 대면 부위가 각각 평평한 형상으로 이루어질 수 있다.On the other hand, unlike the first electrode terminal clamped by the first member, when the coating layer is not formed on the surface of the second electrode terminal clamped by the second member, the upper jig and the lower jig of the second member The facing portions may each have a flat shape.
상기 제 1 전극단자의 코팅층은, 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 부재가 연신에 의해 제 1 전극단자의 변형을 유도하는 과정에서 마찰에 의해 제거될 수 있다.As described above, the coating layer of the first electrode terminal may be removed by friction while the first member induces deformation of the first electrode terminal by stretching.
구체적으로는, 제 1 부재가 제 1 전극단자를 클램핑시 제 1 전극단자가 마찰에 의해 연신되어 늘어나면서 제 1 전극단자의 코팅층이 벗겨지게 된다.Specifically, when the first member clamps the first electrode terminal, the first electrode terminal is stretched by friction and stretches so that the coating layer of the first electrode terminal is peeled off.
바람직하게는, 상기 제 1 전극단자는 양극리드이고 제 2 전극단자는 음극리드일 수 있다.Preferably, the first electrode terminal may be a positive electrode lead and the second electrode terminal may be a negative electrode lead.
상기 구조의 하나의 예로서, 양극리드는 알루미늄으로 이루어져 있고, 양극리드의 코팅층은 산화알루미늄 코팅층일 수 있다. 반면에, 음극리드는 구리 또는 니켈로 이루어질 수 있다.As one example of the structure, the anode lead is made of aluminum, the coating layer of the anode lead may be an aluminum oxide coating layer. On the other hand, the cathode lead may be made of copper or nickel.
음극리드가 공기에 의해 산화가 안되는 구리 또는 니켈로 이루어져 있을 때, 음극리드의 표면에는 코팅층이 형성되지 않으므로, 전지셀의 성능 평가시 음극리드의 표면을 제거할 필요가 없다. 이와는 달리, 양극리드가 공기에 의해 산화되는 알루미늄으로 이루어져 있을 때, 양극리드의 표면에는 코팅층이 형성되므로, 전지셀의 성능 평가시 양극리드의 표면를 제거할 필요가 있다.When the negative electrode lead is made of copper or nickel which is not oxidized by air, since the coating layer is not formed on the surface of the negative electrode lead, it is not necessary to remove the surface of the negative electrode lead when evaluating the performance of the battery cell. On the other hand, when the anode lead is made of aluminum oxidized by air, since the coating layer is formed on the surface of the anode lead, it is necessary to remove the surface of the anode lead when evaluating the performance of the battery cell.
한편, 상기 제 1 부재는 상부 지그를 하부 지그 쪽으로 하향 이동시키는 가압부를 추가로 포함하고 있어서, 상부 지그와 하부 지그에 제 1 전극단자를 삽입한 상태에서 상부 지그와 하부 지그가 상호 맞물리도록 할 수 있다.On the other hand, the first member further includes a pressing part for moving the upper jig downward toward the lower jig, so that the upper jig and the lower jig may be engaged with each other while the first electrode terminal is inserted into the upper jig and the lower jig. have.
본 발명의 충방전용 지그에 적용되는 전지셀은 두께 대비 큰 폭을 가진 판상형 전지셀이며, 특히, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 전지셀이 바람직하다.The battery cell applied to the charging and discharging jig of the present invention is a plate-shaped battery cell having a large width to thickness, and in particular, a battery cell in which an electrode assembly is incorporated in a pouch type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer is preferable. .
본 발명은 또한, 상기 충방전용 지그와, 상기 지그에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기를 포함하는 것으로 구성된 충방전 장치를 제공한다.The present invention also provides a charging and discharging device including the charging and discharging jig and a charging and discharging device electrically connected to the jig.
구체적인 예로서, 상기 충방전 장치는 제 1 전극단자와 충방전기 사이의 전압 차이를 측정할 수 있도록, 제 1 부재와 충방전기 사이의 전원 케이블 및 제 1 전극단자에 각각 전기적 연결되어 있는 전압계를 추가로 포함하고 있는 구조일 수 있다.As a specific example, the charging and discharging device may further include a voltmeter electrically connected to the power cable and the first electrode terminal between the first member and the charger / discharger so as to measure the voltage difference between the first electrode terminal and the charger / discharger. It may be included in the structure.
즉, 전압계는 제 1 부재와 충방전기를 전기적 연결하고 있는 전원 케이블과 제 1 전극단자에 전기적 연결되어 있어서 제 1 부재에 인가되는 전압과 제 1 전극단자에 흐르는 전압을 정확하게 측정한다.That is, the voltmeter is electrically connected to the power cable and the first electrode terminal electrically connecting the first member and the charger / discharger to accurately measure the voltage applied to the first member and the voltage flowing through the first electrode terminal.
본 발명은 또한, 전지모듈용 단위전지인 이차전지를 제조하는 과정에서, 상기 충방전 장치를 사용하여 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하거나 또는 상기 이차전지의 성능을 테스트하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of performing charge / discharge for battery activation or testing the performance of the secondary battery in the process of manufacturing a secondary battery which is a unit battery for a battery module.
이 경우, 상기 테스트는 파괴검사일 수 있으며, 파괴검사는 샘플링 검사로서 전극단자에 변형이 가더라도 가능한 한 전극단자의 코팅층을 많이 제거하여 제 1 부재와 제 1 전극단자와의 접촉저항을 감소시키는 것이 중요하다.In this case, the test may be a breakdown test, and the breakdown test is a sampling test to reduce the contact resistance between the first member and the first electrode terminal by removing as much of the coating layer of the electrode terminal as possible even if the electrode terminal is deformed. It is important.
상기 전지모듈은 둘 또는 그 이상의 이차전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 노트북 컴퓨터, e-바이크(bike) 등의 전원에 사용되는 전지모듈일 수 있다.The battery module is not particularly limited as long as it is a battery module electrically connecting two or more secondary batteries, for example, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a laptop computer, an e-bike (bike) It may be a battery module used for a power source such as).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 충방전용 지그를 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 변형을 유도하면서 제 1 전극단자의 코팅층의 적어도 일부를 제거하여 제 1 전극단자에 접속되는 구조로 구성함으로써, 접촉저항으로 인한 잘못된 측정 결과를 배제하여 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, the charging and discharging jig is connected to the first electrode terminal by removing at least a part of the coating layer of the first electrode terminal while inducing deformation of the first electrode terminal in the process of clamping the electrode terminal. By configuring the circuit, accurate measurement results can be obtained by excluding incorrect measurement results due to contact resistance.
도 1은 종래의 충방전용 지그의 제 1 부재의 수직 단면 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전용 지그의 제 1 부재의 수직 단면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 부재의 상부 지그와 하부 지그의 수직 단면 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충방전 장치의 정면 모식도이다;
도 5는 도 1의 충방전용 지그와 도 2의 충방전용 지그를 사용하여 접촉저항을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다;
도 6은 전지셀의 제 1 전극단자를 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재에 장착한 후 꺼낸 상태를 나타내는 평면 사진이다.1 is a schematic vertical cross-sectional view of a first member of a conventional charging and discharging jig;
2 is a schematic vertical cross-sectional view of the first member of the jig for charge and discharge according to one embodiment of the present invention;
3 is a vertical cross-sectional schematic diagram of the upper jig and the lower jig of the first member according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic front view of a charging / discharging device according to another embodiment of the present invention;
5 is a graph showing a result of measuring contact resistance by using the charging / discharging jig of FIG. 1 and the charging / discharging jig of FIG. 2;
FIG. 6 is a planar photograph illustrating a state in which the first electrode terminal of the battery cell is removed after being attached to the first member of the jig for charge and discharge shown in FIG. 2.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전용 지그의 제 1 부재의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic vertical cross-sectional view of the first member of the jig for charge and discharge according to one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 충방전용 지그의 제 1 부재(200)는 서로 대면하는 상부 지그(202)와 하부 지그(204)를 포함하고 있고, 제 1 전극단자(210)를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자(210)의 변형을 유도하고 제 1 전극단자(210)의 코팅층의 적어도 일부를 제거하면서 제 1 전극단자(210)에 접속되는 구조로 이루어져 있어서, 전지셀의 제 1 전극단자(210)와의 접촉저항을 감소시킨다. Referring to FIG. 2, the first member 200 of the charging / discharging jig includes an upper jig 202 and a lower jig 204 facing each other, and the first member 200 may be clamped in the process of clamping the first electrode terminal 210. Induces deformation of the electrode terminal 210 and removes at least a portion of the coating layer of the first electrode terminal 210 and is connected to the first electrode terminal 210, the first electrode terminal 210 of the battery cell Reduces contact resistance with
또한, 제 1 부재(200)는 상부 지그(202)와 하부 지그(204)의 접촉면에 각각 톱니형(214)의 요철 구조가 형성되어 있고, 상부 지그(202)를 하부 지그 (204)쪽으로 하향 이동시키는 가압부(212)가 상부 지그(202)의 상면에 장착되어 있다. In addition, the first member 200 is formed with a jagged 214 uneven structure on the contact surfaces of the upper jig 202 and the lower jig 204, respectively, and lowers the upper jig 202 toward the lower jig 204. The pressing portion 212 to move is mounted on the upper surface of the upper jig 202.
따라서, 가압부(212)를 돌리면 상부 지그(202)가 하향으로 이동하여 전지셀의 제 1 전극단자(210)를 가압함과 동시에 제 1 전극단자(210)의 코팅층을 제거하게 된다.Accordingly, when the pressing unit 212 is turned, the upper jig 202 moves downward to press the first electrode terminal 210 of the battery cell and to remove the coating layer of the first electrode terminal 210.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상부 지그와 하부 지그의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.3 is a vertical cross-sectional schematic diagram of the upper jig and the lower jig according to another embodiment of the present invention.
도 3을 도 2와 함께 참조하면, 상부 지그(202a)와 하부 지그(204a)의 요철 구조가 삼각형으로 이루어져 있고, 상부 지그(202a)와 하부 지그(204a)의 요철 구조는 골(206)과 마루(208)가 서로 어긋나는 배열 구조로 대면하고 있다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 2, the uneven structures of the upper jig 202a and the lower jig 204a are triangular, and the uneven structures of the upper jig 202a and the lower jig 204a are formed with the valleys 206. The floors 208 face each other in an array structure in which they are shifted from each other.
따라서, 마루(208)와 골(206) 사이에 위치하고 있는 제 1 전극단자(210)의 상면과 하면은 그것의 표면에 형성된 코팅층들(216)이, 제 1 부재(200)로 전지셀의 제 1 전극단자(210)를 클램핑할 때, 마루(208)와 골(206)에서 제 1 전극단자가 강압적으로 연신되면서 마찰에 의해 제거된다. 따라서, 제 1 전극단자(210)는 코팅층들(216)이 제거된 상태로 제 1 부재(200)에 전기적으로 접촉된다.Accordingly, the upper and lower surfaces of the first electrode terminal 210 positioned between the ridge 208 and the valley 206 have coating layers 216 formed on the surface thereof. When the first electrode terminal 210 is clamped, the first electrode terminal in the ridge 208 and the valley 206 is forcibly stretched and removed by friction. Therefore, the first electrode terminal 210 is in electrical contact with the first member 200 with the coating layers 216 removed.
도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충방전 장치의 정면 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic front view of a charging and discharging device according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 충방전 장치(300)는 충방전용 지그와, 충방전용 지그에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기(30)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 4, the charging / discharging device 300 includes a charging / discharging jig and a charging / discharging device 30 electrically connected to the charging / discharging jig.
도 4의 충방전용 지그는 양측으로 전극단자들이 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀을 충방전하기 위한 양방향 지그로서, 전지셀(20)이 탑재된 상태에서 제 1 전극단자(210)를 클램핑하는 제 1 부재(A)와 제 2 전극단자(220)를 클램핑하는 제 2 부재(B)로 구성되어 있다.The charging / discharging jig of FIG. 4 is a bidirectional jig for charging and discharging a plate-shaped battery cell in which electrode terminals are formed on both sides, and the first clamping clamping of the first electrode terminal 210 in a state where the battery cell 20 is mounted. It consists of the 2nd member B which clamps the member A and the 2nd electrode terminal 220. As shown in FIG.
또한, 충방전용 지그가 일측으로 전극단자들이 모두 형성되어 있는 판상형 전지셀(도시하지 않음)을 충방전하기 위해 단방향의 지그 구조를 가질 수 있음은 물론이다. 이러한 단방향 충방전용 지그에서, 제 1 부재(A)와 제 2 부재(B)는 전지셀의 일측에 모두 위치한다. In addition, the charging and discharging jig may have a unidirectional jig structure for charging and discharging a plate-shaped battery cell (not shown) in which all electrode terminals are formed on one side. In this unidirectional charging and discharging jig, both the first member A and the second member B are located on one side of the battery cell.
제 1 부재(A)와 제 2 부재(B)는 서로 대면하는 상부 지그들(202, 212)과 하부 지그들(204, 214)을 각각 포함하고 있다.The first member A and the second member B include upper jigs 202 and 212 and lower jigs 204 and 214 facing each other.
제 1 부재(A)의 상부 지그(202)와 하부 지그(204)는 대면 부위가 톱니형인 요철들을 포함하고 있으며, 제 2 부재(B)의 상부 지그(202)와 하부 지그(204)는 대면 부위가 각각 평평한 형상으로 이루어져 있다.The upper jig 202 and the lower jig 204 of the first member A include convex and concave-convex portions of the facing portion, and the upper jig 202 and the lower jig 204 of the second member B are facing. Each part consists of a flat shape.
또한, 충방전 장치(300)는 제 1 부재(A)와 충방전기(30) 사이의 전원 케이블(10) 및 제 1 전극단자(210)에 각각 전기적 연결되어 있는 전압계(40)를 포함하고 있어서, 제 1 전극단자(210)와 충방전기(30) 사이의 전압 차이를 측정한다.In addition, the charging and discharging device 300 includes a voltmeter 40 electrically connected to the power cable 10 and the first electrode terminal 210 between the first member A and the charging and discharging device 30, respectively. The voltage difference between the first electrode terminal 210 and the charger / discharger 30 is measured.
도 5에는 도 1의 충방전용 지그의 제 1 부재와 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재를 사용하여 접촉저항을 측정한 결과를 나타내는 그래프가 도시되어 있고, 도 6에는 전지셀의 제 1 전극단자를 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재에 장착한 후 꺼낸 상태를 나타내는 평면 사진이 도시되어 있다.FIG. 5 is a graph showing a result of measuring contact resistance using the first member of the charging / discharging jig of FIG. 1 and the first member of the charging / discharging jig of FIG. 2, and FIG. 6 shows the first electrode of the battery cell. The planar photograph which shows the state taken out after attaching a terminal to the 1st member of the jig for charge and discharge of FIG. 2 is shown.
이들 도면을 도 1 내지 도 4와 함께 참조하면, 도 1의 충방전용 지그의 제 1 부재는 충방전용 지그와 제 1 전극단자의 접촉면이 평평하게 되어 있고, 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재는 충방전용 지그와 제 1 전극단자의 접촉면이 톱니형의 요철을 포함하고 있다.1 to 4, the first member of the charging / discharging jig of FIG. 1 has a flat contact surface between the charging / discharging jig and the first electrode terminal, and the first member of the charging / discharging jig of FIG. 2. The contact surface of the jig for charge-discharge and the first electrode terminal includes sawtooth irregularities.
이러한 톱니형 요철의 굴곡 부위에서 충방전용 지그의 변형이 일어나게 되고, 충방전용 지그에 의한 변형으로 도 6과 같이 제 1 전극단자(60)의 코팅층이 벗겨져 내부의 알루미늄 금속층(50)이 외부로 노출된다. 따라서, 제 1 전극단자(60)와 충방전용 지그 사이의 접촉 저항이 감소하고, 이는 도 5의 그래프와 하기 표 1에서 확인할 수 있다.Deformation of the jig for charging and discharging occurs at the bent portion of the tooth-shaped unevenness, the coating layer of the first electrode terminal 60 is peeled off as the deformation by the charging and discharging jig as shown in Figure 6 to expose the aluminum metal layer 50 inside the outside do. Therefore, the contact resistance between the first electrode terminal 60 and the jig for charge and discharge decreases, which can be seen in the graph of FIG. 5 and Table 1 below.
접촉저항 측정은 도 4에 도시된 바와 같이, 알루미늄 양극리드인 제 1 전극단자(210)와 양극리드와 연결된 전원 케이블(10) 사이의 전압 차이를 측정하였다. 또한, 전류를 50A, 100A, 150A로 각각 3회씩 인가하여 충방전용 지그를 제 1 전극단자(210)에 적용하기 전과 후의 전압 변화량(Delta V)를 측정하였고, 이로부터 계산한 저항값이 하기 표 1에 나타나 있다.As shown in FIG. 4, the voltage difference between the first electrode terminal 210, which is an aluminum anode lead, and the power cable 10 connected to the anode lead, was measured. In addition, the voltage change amount (Delta V) before and after applying the charge-discharge jig to the first electrode terminal 210 was measured by applying a current of 50 A, 100 A, and 150 A three times, respectively. It is shown in 1.
<표 1>TABLE 1
상기 표 1을 참조하면, 도 1의 충방전용 지그의 제 1 부재(100)에서 접촉저항은 충전시에 0.581 Mohm(메가옴)이고 방전시에 0.607 Mohm임을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the contact resistance of the first member 100 of the jig for charge and discharge of FIG. 1 is 0.581 Mohm (mega-ohm) during charging and 0.607 Mohm during discharge.
또한, 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재(200)에서 접촉저항은 충전시와 방전시에 각각 0.066 Mohm으로서, 도 1의 제 1 부재(100)의 접촉저항과 비교하여 충전시와 방전시에 각각 88.62%와 89.09% 감소함을 확인하였다. In addition, in the first member 200 of the charging and discharging jig of FIG. 2, the contact resistance is 0.066 Mohm at the time of charging and discharging, respectively. The decrease was 88.62% and 89.09%, respectively.
이는 도 2의 충방전용 지그의 제 1 부재(200)가 상부 지그와 하부 지그의 대면 부위에 각각 요철 구조가 형성되어 있어서 제 1 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 코팅층이 제거되었기 때문이다.This is because the first member 200 of the charging / discharging jig of FIG. 2 has a concave-convex structure formed on the facing portions of the upper jig and the lower jig, so that the coating layer of the first electrode terminal is removed in the process of clamping the first electrode terminal. to be.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
Claims (15)
상기 제 1 부재와 제 2 부재는 서로 대면하는 상부 지그와 하부 지그를 각각 포함하고 있으며,
제 1 부재는 제 1 전극단자와의 접촉저항을 감소시킬 수 있도록, 제 1 전극단자를 클램핑하는 과정에서 제 1 전극단자의 변형을 유도하고 제 1 전극단자의 코팅층의 적어도 일부를 제거하면서 제 1 전극단자에 접속되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 충방전용 지그. A jig for charging and discharging a plate-shaped battery cell in which electrode terminals are formed on one side or both sides, comprising a first member for clamping the first electrode terminal in a state where the battery cell is mounted and a second member for clamping the second electrode terminal. ,
The first member and the second member each includes an upper jig and a lower jig facing each other,
In order to reduce the contact resistance with the first electrode terminal, the first member induces deformation of the first electrode terminal in the process of clamping the first electrode terminal and removes at least a portion of the coating layer of the first electrode terminal. A charging and discharging jig having a structure connected to an electrode terminal.
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