KR20140005799A - Method of inspecting for lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of inspecting a lithium ion secondary battery.
최근, 대기 오염이나 지구 온난화에 대처하기 위해, 이산화탄소량의 저감이 절실히 요망되고 있다. 자동차 업계에서는, 전기 자동차(EV)나 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 도입에 의한 이산화탄소 배출량의 저감에 기대가 모아지고 있고, 이들의 실용화의 열쇠를 쥐고 있는 모터 구동용 2차 전지의 개발이 왕성하게 행해지고 있다.In recent years, in order to cope with air pollution and global warming, reduction of the amount of carbon dioxide is desperately desired. In the automobile industry, there is a growing expectation for reduction of carbon dioxide emissions by introduction of electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), and development of motor-driven secondary batteries, which hold the key to practical use thereof, .
자동차용 2차 전지로서는, 휴대 전화나 노트북 등에 사용되는 민간용 리튬 이온 2차 전지와 비교하여 극히 높은 출력 특성 및 높은 에너지를 갖는 것이 요구되고 있다. 따라서, 모든 전지 중에서 가장 높은 이론 에너지를 갖는 리튬 이온 2차 전지가 주목을 모으고 있고, 현재 급속하게 개발이 진행되고 있다.As secondary batteries for automobiles, it is demanded to have extremely high output characteristics and high energy as compared with lithium ion secondary batteries for civilian use for cellular phones, notebook computers and the like. Therefore, lithium ion secondary batteries having the highest theoretical energy among all the batteries have attracted attention, and development is currently progressing rapidly.
리튬 이온 2차 전지의 미소 단락 불량 등의 선별 검사에 있어서는, 전지 제조 후의 최초의 충방전 후에 소정량 충전한 피(被)검사 전지의 전압을 초기 전압으로서 측정하고, 다시 소정 시간 방치 후의 전압 변동량을 측정한다. 그리고, 전압 변동량에 기초하여 전지의 양부(良否)를 판정하고 있다.In a screening test such as a short-circuit failure of a lithium ion secondary battery, the voltage of a battery to be charged, which is charged a predetermined amount after the first charge-discharge after the battery is manufactured, is measured as an initial voltage, . Then, based on the voltage fluctuation amount, the battery is judged as good or bad.
그러나, 이러한 선별 검사에 있어서는, 전지의 전압 측정 정밀도를 유지하기 위해 필요한 전지의 방치 시간이 길어진다고 하는 문제가 있다.However, in such a screening test, there is a problem that the time required for the battery to be left to maintain the voltage measurement accuracy of the battery becomes long.
또한, 전지의 제조 편차에 기인하여 전지의 초기 전압 및 전압 변동량도 변동되므로, 전지의 양부 판정 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 있다.In addition, since the initial voltage and the voltage fluctuation amount of the battery also fluctuate due to the manufacturing variation of the battery, there is a problem that the accuracy of the positive / negative determination of the battery is deteriorated.
피검사 전지의 전압 측정 정밀도를 높여 전지의 방치 시간을 삭감하기 위한 종래 기술로서는 다음과 같은 것이 있다. 즉, 기준 전지를 사용하여, 피검사 전지와 기준 전지의 전압차를 측정함으로써 전지의 측정 레벨을 낮추고, 피검사 전지의 전압 변동의 측정 분해능을 높임으로써, 전압 측정 정밀도를 높여 전지의 방치 시간을 삭감한다고 하는 것이 있다(특허문헌 1).As a conventional technique for increasing the voltage measurement accuracy of a battery to be inspected and reducing the time for which the battery is left to stand, there is as follows. That is, by using the reference battery, the voltage difference between the inspected battery and the reference battery is measured to lower the measurement level of the battery, and the measurement resolution of the voltage fluctuation of the inspected battery is increased, (Patent Document 1).
그러나, 상기 종래 기술은, 전지의 전압의 측정 정밀도를 향상시킬 수는 있지만, 전지의 제조 편차에 기인하는 전지 전압의 편차에 의해, 전지의 방치 시간이 증대되어, 전지의 양부 판정 정밀도가 저하된다고 하는 문제를 해결할 수 없다.However, although the above-described conventional technique can improve the measurement accuracy of the voltage of the battery, the deviation time of the battery due to the deviation of the battery voltage due to the manufacturing deviation of the battery increases and the accuracy of the determination of the battery is deteriorated Can not solve the problem.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법은, 초기 방전 단계, 추가 충전 단계, 추가 방전 단계, 및 전압 측정 단계를 갖는다. 초기 방전 단계는, 리튬 이온 2차 전지의 제조 후, 최초에 방전하는 단계이다. 추가 충전 단계는, 초기 방전 단계에 있어서 방전한 리튬 이온 2차 전지를 충전하는 단계이다. 추가 방전 단계는, 추가 충전 단계에 있어서 충전한 리튬 이온 2차 전지를 방전하는 단계이다. 전압 측정 단계는, 추가 방전 단계 후, 리튬 이온 2차 전지의 전압을 측정하는 단계이다.In order to solve the above problems, an inspection method of a lithium ion secondary battery according to the present invention has an initial discharge step, an additional charge step, an additional discharge step, and a voltage measurement step. The initial discharging step is a step of discharging the lithium ion secondary battery first after the production thereof. The additional charging step is a step of charging the discharged lithium ion secondary battery in the initial discharging step. The additional discharging step is a step of discharging the charged lithium ion secondary battery in the additional charging step. The voltage measuring step is a step of measuring the voltage of the lithium ion secondary battery after the additional discharging step.
본 발명에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 따르면, 제조 후의 전지의 최초의 방전 후에 추가의 충방전을 행한다. 이러한 추가의 충방전에 의해, 각 전극에 있어서의 리튬 이온의 교환에 의한 양쪽 전극의 활성화와 리튬 이온의 면내 분포 편차의 저감에 의해, 전지 전압의 편차를 저감한다. 이에 의해, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시키는 동시에, 전압 변동량 측정에 필요한 전지 방치 시간을 단축할 수 있다.According to the inspection method of a lithium ion secondary battery according to the present invention, further charge and discharge are performed after the first discharge of the battery after the production. By such additional charging and discharging, the variation of the battery voltage can be reduced by activating both electrodes by the exchange of lithium ions in each electrode and reducing the in-plane distribution deviation of lithium ions. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining whether the battery is positive or negative, and shorten the battery leaving time required for the voltage fluctuation amount measurement.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 검사 대상인 적층형 리튬 이온 2차 전지의 외관도.
도 2는 적층형 리튬 이온 2차 전지의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법을 실시하였을 때의 리튬 이온 2차 전지의 전압 변동량을 종래예와 비교하여 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an external view of a stacked-layer type lithium ion secondary battery to be inspected in a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention. FIG.
2 is a sectional view of a stacked lithium ion secondary battery.
3 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a voltage fluctuation amount of a lithium ion secondary battery when a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention is performed, compared with the conventional example. FIG.
5 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(제1 실시 형태)(1st embodiment)
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 검사 대상인 리튬 이온 2차 전지의 외관도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 리튬 이온 2차 전지의 단면도이다. 또한, 이하, 본 실시 형태에 의해 검사되는 전지의 예로서 적층형 리튬 이온 2차 전지에 대해 설명하지만, 본 실시 형태는 적층형 리튬 이온 2차 전지 이외의 리튬 이온 2차 전지의 검사에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 실시 형태는 권회형 리튬 이온 2차 전지의 검사에도 적용될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an external view of a lithium ion secondary battery to be inspected in a lithium ion secondary battery inspection method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the lithium ion secondary battery shown in Fig. Hereinafter, the stacked lithium ion secondary battery will be described as an example of the battery to be inspected according to the present embodiment, but the present embodiment can also be applied to the inspection of a lithium ion secondary battery other than the stacked lithium ion secondary battery. For example, this embodiment can also be applied to the inspection of a wound lithium ion secondary battery.
도 1에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 2차 전지(10)는, 예를 들어 직사각 형상의 편평한 형상을 갖고, 그 양측부로부터 각각 전력을 취출하기 위한 정극 탭(110A) 및 부극 탭(110B)이 인출된다. 발전 요소(120)는, 리튬 이온 2차 전지(10)의 외장재(예를 들어, 라미네이트 필름)(130)에 의해 둘러싸이고, 그 주위는 열융착되어 있어, 정극 탭(110A) 및 부극 탭(110B)을 인출한 상태에서 밀봉된다.1, the lithium ion
도 2에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 2차 전지(10)의 발전 요소(120)는, 정극 전극을 이루는 정극 활물질층(210)과, 부극 전극을 이루는 부극 활물질층(220)이 집전체(230)의 각각의 면에 형성된 적층형 전지용 전극(260)을 복수 갖는다. 각 적층형 전지용 전극(260)은, 전해질층(240)을 개재하여 적층되어 발전 요소(120)를 형성한다. 인접하는 정극 활물질층(210), 전해질층(240) 및 부극 활물질층(220)은, 하나의 단전지(200)를 구성한다. 따라서, 리튬 이온 2차 전지(10)는, 단전지(200)가 적층되어 이루어지는 구성을 갖는다. 또한, 각 집전체(230)의 각각 대향하는 면의 외주에는, 인접하는 집전체(230) 사이를 절연하기 위한 시일 부재(250)를 설치한다.2, the
다음에, 리튬 이온 2차 전지(10)의 각 부재에 대해 설명한다.Next, each member of the lithium ion
[적층형 전지용 전극][Electrode for laminated battery]
적층형 전지용 전극은, 집전체(230)와, 그 표면에 설치한 활물질층(210, 220)을 갖는다. 보다 상세하게는, 하나의 집전체의 편면에 정극 활물질층(210)을, 다른 쪽의 면에 부극 활물질층(220)을 갖는다.The electrode for a laminated battery has a
각 활물질층은 용매에 활물질을 분산 교반하여 이루어지는 슬러리 재료가 사용된다. 슬러리 재료에는 필요에 따라서 다른 첨가제를 더 포함한다. 용매에는, 예를 들어 N-메틸피롤리돈(NMP)이 사용될 수 있다.Each active material layer is made of a slurry material obtained by dispersing and stirring an active material in a solvent. The slurry material further includes other additives as required. As the solvent, for example, N-methylpyrrolidone (NMP) may be used.
정극 활물질층은 정극 활물질을 포함한다. 정극 활물질로서는, 예를 들어 LiMn2O4나 LiNiO2 등의 리튬-전이 금속 산화물, 리튬-전이 금속 인산 화합물, 리튬-전이 금속 황산 화합물을 들 수 있다. 2종 이상의 정극 활물질이 병용되어도 된다. 상기 이외의 정극 활물질이 사용되어도 된다.The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material. Examples of the positive electrode active material include lithium-transition metal oxides such as LiMn 2 O 4 and LiNiO 2 , lithium-transition metal phosphate compounds, and lithium-transition metal sulfate compounds. Two or more kinds of positive electrode active materials may be used in combination. A positive electrode active material other than the above may be used.
부극 활물질층은 부극 활물질을 포함한다. 부극 활물질로서는, 예를 들어 그라파이트, 소프트 카본, 하드 카본 등의 탄소 재료, 상술한 바와 같은 리튬-전이 금속 화합물, 금속 재료, 리튬-금속 합금 재료를 들 수 있다. 2종 이상의 부극 활물질이 병용되어도 된다. 상기 이외의 부극 활물질이 사용되어도 된다.The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. Examples of the negative electrode active material include a carbon material such as graphite, soft carbon, and hard carbon, a lithium-transition metal compound, a metal material, and a lithium-metal alloy material as described above. Two or more kinds of negative electrode active materials may be used in combination. A negative electrode active material other than the above may be used.
정극 및 부극의 활물질층에 포함되는 각각의 활물질의 평균 입자 직경은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.01∼100㎛이고, 보다 바람직하게는 1∼50㎛이다. 단, 이 범위를 벗어나는 형태가 채용되어도 된다.The average particle diameter of each active material contained in the active material layer of the positive electrode and the negative electrode is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 占 퐉, and more preferably 1 to 50 占 퐉. However, a shape deviating from this range may be employed.
[집전체][Whole house]
집전체(피도포 시공 부재)(230)는, 도전성을 갖는 박막이며, 알루미늄박, 스테인리스박, 니켈과 알루미늄의 클래드재, 구리와 알루미늄의 클래드재, 혹은 이들 금속의 조합의 도금재로 이루어져도 되지만, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 집전체(230)는 수지 집전체여도 된다.The
[전해질층][Electrolyte Layer]
전해질층을 구성하는 전해질에 특별히 제한은 없고, 액체 전해질 및 고분자 겔 전해질 및 고분자 고체 전해질 등의 폴리머 전해질을 사용할 수 있다.The electrolyte constituting the electrolyte layer is not particularly limited and a polymer electrolyte such as a liquid electrolyte, a polymer gel electrolyte and a polymer solid electrolyte can be used.
[시일 부재][Seal member]
리튬 이온 2차 전지(10)에 있어서는, 통상 각 집전체(230)의 각각 대향하는 면의 외주, 즉, 각 단전지층(200)의 주위에 시일 부재(250)를 설치한다. 이 시일 부재(250)는, 전지 내에서 인접하는 집전체(230)끼리가 접촉하는 것이나, 발전 요소(120)에 있어서의 단전지층(200)의 단부의 약간의 불일치 등에 기인하는 단락이 일어나는 것을 방지할 목적으로 설치한다. 시일 부재(250)를 설치함으로써, 장기간의 신뢰성 및 안전성이 확보되어, 고품질의 리튬 이온 2차 전지(10)를 제공할 수 있다.In the lithium ion
시일 부재(250)의 재료로서는, 절연성, 고체 전해질의 탈락에 대한 시일성이나 외부로부터의 수분의 투습에 대한 시일성(밀봉성), 전지 동작 온도하에서의 내열성을 갖는 것을 사용한다. 예를 들어, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리이미드 수지, 고무를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 내식성, 내약품성, 제작 용이성(제막성), 경제성 등의 관점에서, 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지를 적절하게 사용할 수 있다.As the material of the sealing
[정극 탭 및 부극 탭][Positive electrode tab and negative electrode tab]
전지 외부로 전력을 취출할 목적으로, 전지 요소(120)에 있어서 최대 전위 및 최소 전위로 되는 집전체(230)에 각각 전기적으로 접속한 탭[정극 탭(110A) 및 부극 탭(110B)]을 전지의 외장재(130)의 외부로 인출하도록 설치한다.(
탭을 구성하는 재료에는 고도전성 재료를 사용한다. 고도전성 재료로서는, 예를 들어 알루미늄, 구리, 티탄, 니켈, 스테인리스강(SUS), 이들 합금 등의 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 경량, 내식성, 고도전성의 관점에서 알루미늄, 구리를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.A high-conductive material is used for the material constituting the tab. As the high-conductive material, for example, it is preferable to use metal materials such as aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), and alloys thereof. Further, it is more preferable to use aluminum or copper from the viewpoints of light weight, corrosion resistance, and high electrical conductivity.
[외장재][Exterior]
외장재(130)로서는, 알루미늄을 포함하는 라미네이트 필름을 사용한 주머니 형상의 케이스를 사용할 수 있다. 라미네이트 필름으로서는, 예를 들어 폴리프로필렌, 알루미늄, 나일론을 이 순서로 적층하여 이루어지는 3층 구조의 라미네이트 필름을 사용할 수 있다.As the
도 3은, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.3 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the present embodiment.
이하, 도 3의 스텝 번호를 명시하여 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, the testing method of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment will be described by specifying the step numbers in Fig.
리튬 이온 2차 전지(10)를 제조하고(S301), 최초의 충전인 초기 충전을 행한다(S302). 초기 충전은, 통상, SOC(State Of Charge)가 100%로 될 때까지 행하는 충전이며, 종래의 리튬 이온 2차 전지의 검사에서 통상 행해지고 있다. 또한, 초기 충전은, SOC가 100% 미만인 충전이어도 된다.The lithium ion
초기 충전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)의 에이징을 행한다(S303). 에이징은 리튬 이온 2차 전지(10)를 방치함으로써 행한다. 에이징은, 리튬 이온 2차 전지(10)의 제조시에 리튬 이온 2차 전지(10) 내에 혼입된 금속 등의 이물질을 용해 제거하여 검사하기 위한 사전 준비로서 행해진다. 에이징을 행하고, 리튬 이온 2차 전지를 방치함으로써, 전계액을 이동하는 리튬 이온의 이동 상태를 안정화시킬 수 있다. 이로 인해, 전지 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 리튬 이온 2차 전지(10) 내의 이물질을 제거함으로써, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.After initial charging, the lithium ion
에이징을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)의 최초의 방전인 초기 방전을 행한다(S304). 초기 방전은, 통상 SOC가 0%로 될 때까지 행하는 충전이며, 종래의 리튬 이온 2차 전지의 검사에서 통상 행해지고 있다. 또한, 초기 방전은, SOC가 0%로 될 때까지의 방전이 아니어도 되고, 예를 들어 SOC가 50%로 될 때까지의 방전이어도 된다.After the aging, an initial discharge which is the first discharge of the lithium ion
초기 방전을 행한 후, 2번째의 충전인 추가 충전을 행한다(S305).After the initial discharge is performed, the second charge is further charged (S305).
추가 충전을 행하는 것은, 추가 충전시에 부극에 있어서 부극 재료의 격자 중에 리튬 이온이 삽입되는 것에 의한 격자의 반응에 의해 주로 부극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있기 때문이다.The reason for performing the additional charging is that the negative electrode can be activated mainly by the reaction of the lattice by insertion of lithium ions into the lattice of the negative electrode material in the negative electrode at the time of the additional charging, so that the lithium ion can be electrically stabilized.
하기 식은, 리튬 이온 삽입에 의한 부극에 있어서의 반응을 나타내는 화학식이다. 또한, 하기 식에서는, 충전에 있어서의 부극의 반응과 함께 방전에 있어서의 부극의 반응도 함께 나타냈다.The following formula is a chemical formula showing the reaction in the negative electrode by lithium ion insertion. In the following equation, the reaction of the negative electrode in charging and the reaction of the negative electrode in discharging are also shown.
또한, 후술하는 추가 방전과 함께 추가 충전을 행함으로써, 리튬 이온 2차 전지(10)의 정극 탭(110A)과 부극 탭(110B) 사이에 있어서 면내 분포하는(이하, 단순히 「면내 분포한다」라고 칭함) 리튬 이온을 이동시켜 리튬 이온의 면내 분포 편차를 저감할 수 있다.In addition, by performing additional charging with the additional discharging described later, it is possible to distribute the in-plane distribution (hereinafter simply referred to as " in-plane distribution ") between the
추가 충전은, SOC가 100%(만충전)로 될 때까지 행하는 것이 바람직하다. 추가 충전을 SOC가 100%로 될 때까지 행함으로써, 충분히 부극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있다. 단, SOC가 100% 미만까지의 추가 충전을 행해도 부극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있다. 예를 들어, SOC가 50%로 될 때까지의 추가 충전을 행해도 된다.The additional charging is preferably performed until the SOC reaches 100% (full charge). By performing the additional charging until the SOC reaches 100%, the negative electrode can be sufficiently activated to become electrically stable. However, even if the SOC is further charged up to less than 100%, the negative electrode can be activated to be electrically stable. For example, additional charging may be performed until the SOC reaches 50%.
추가 충전을 행한 후, 2번째의 방전인 추가 방전을 행한다(S306). 추가 방전은, SOC가 0%로 될 때까지 행하는 것이 바람직하다.After additional charging is performed, additional discharge, which is the second discharge, is performed (S306). The additional discharge is preferably performed until the SOC becomes 0%.
추가 방전을 행하는 것은, 추가 방전시에 정극에 있어서 정극 재료의 격자 중에의 리튬 이온의 확산에 의한 격자의 반응에 의해 주로 정극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있기 때문이다.The reason why the additional discharge is performed is that the positive electrode can be activated mainly by the reaction of the lattice due to the diffusion of lithium ions into the lattice of the positive electrode material in the positive electrode at the time of the additional discharge to make it electrically stable.
하기 식은, 리튬 이온 확산에 의한 정극에 있어서의 반응을 나타내는 화학식이다. 또한, 하기 식에서는, 방전에 있어서의 정극의 반응과 함께 충전에 있어서의 정극의 반응도 함께 나타냈다.The following formula is a chemical formula showing the reaction in the positive electrode by lithium ion diffusion. In the following equation, the reaction of the positive electrode in discharging and the reaction of the positive electrode in charging are also shown.
또한, 전술한 추가 충전과 추가 방전을 행함으로써, 면내 분포하는 리튬 이온을 이동시켜 리튬 이온의 면내 분포 편차를 저감할 수 있다. 이것은, 추가 충전 및 추가 방전을 행함으로써, 탭(110A, 110B)으로부터 먼 장소에 위치함으로써 이동이 지연되는 리튬 이온의 당해 지연에 기인하는 리튬 이온의 면내 분포 편차를 저감할 수 있기 때문이다.In addition, by performing the above-described additional charging and additional discharging, it is possible to reduce the in-plane distribution deviation of lithium ions by moving the in-plane distributed lithium ions. This is because, by performing the additional charging and the additional discharging, it is possible to reduce the in-plane distribution deviation of the lithium ion due to the delay of the lithium ion whose movement is delayed by being located at a position distant from the
또한, 추가 방전을 SOC가 0%로 될 때까지 행함으로써, 충분히 정극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있다. 단, SOC가 0%로 될 때까지의 추가 방전을 행하지 않아도 정극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있다. 예를 들어, SOC가 20%로 될 때까지의 추가 방전을 행해도 된다.Further, by performing the additional discharging until the SOC reaches 0%, the positive electrode can be activated sufficiently to be electrically stable. However, it is possible to activate the positive electrode and make it electrically stable, without performing additional discharging until the SOC reaches 0%. For example, additional discharging may be performed until the SOC reaches 20%.
이와 같이, 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해, 추가 충전 및 추가 방전을 행함으로써, 각 전극에 있어서 리튬 이온의 교환을 경험시켜 양쪽 전극을 활성화시킨다. 이에 의해 양쪽 전극에 있어서 리튬 이온의 원활한 교환을 가능하게 하므로, 전극 전압을 안정화시켜, 전지 전압의 편차를 저감할 수 있다.As described above, the lithium ion
또한, 추가 충전 및 추가 방전을 행함으로써, 면내 분포하는 리튬 이온을 이동시켜 리튬 이온의 면내 분포 편차를 저감할 수 있다. 그리고, 리튬 이온의 면내 분포 편차를 저감함으로써, 전지 전압의 편차를 저감할 수 있다.Further, by carrying out the additional charging and the additional discharging, it is possible to reduce the in-plane distribution deviation of the lithium ions by moving the lithium ions distributed in the plane. By reducing the in-plane distribution deviation of the lithium ions, it is possible to reduce the deviation of the battery voltage.
또한, 추가 충전 및 추가 방전은 복수회 행할 수 있다. 추가 충전 및 추가 방전을 복수회 행함으로써, 리튬 이온 2차 전지의 양 전극을 더욱 활성화하여, 리튬 이온의 면내 분포 편차를 더욱 저감할 수 있어, 전지 전압의 편차를 보다 저감할 수 있다.Further, additional charging and additional discharging can be performed plural times. By performing the additional charging and the additional discharging a plurality of times, it is possible to further activate both electrodes of the lithium ion secondary battery to further reduce the in-plane distribution deviation of the lithium ion, thereby further reducing the variation in the battery voltage.
추가 방전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)의 소정량의 충전을 행한다(S307). 이와 같이 소정량의 충전을 행하는 것은, 충전에 의해 후술하는 초기 전압을 발생시켜, 경시에 의한 초기 전압의 변동량을 측정하기 위함이다.After the additional discharge is performed, a predetermined amount of the lithium ion
리튬 이온 2차 전지(10)의 소정량의 충전은, 예를 들어 SOC가 20%인 충전으로 할 수 있다. 또한, 스텝 S307에 있어서의 충전량은, 예를 들어 전지 전압을 측정하는 측정기의 측정 정밀도나 충전에 필요로 하는 시간을 고려하여 적당한 값으로 설정할 수 있다.Charging of a predetermined amount of the lithium ion
스텝 S307에 있어서 충전하였을 때의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 초기 전압으로서 측정한다(S308). 초기 전압은, 예를 들어 스텝 S307에 있어서의 소정량의 충전 후, 24시간 방치시의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압으로 할 수 있다. 또한, 초기 전압은, 스텝 S307에 있어서의 충전 직후의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압으로 해도 된다.The voltage of the lithium ion
초기 전압을 측정한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치한다(S309). 이와 같이 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치하는 것은, 리튬 이온 2차 전지(10) 내에 있어서 미소 단락이 발생되어 있는 경우에, 미소 단락에 의한 전압 변동을 측정 가능한 정도까지 발생시키기 위함이다.After the initial voltage is measured, the lithium ion
스텝 S309에서 리튬 이온 2차 전지(10)를 방치하는 소정 시간은, 예를 들어 96시간(4일간)으로 할 수 있다. 또한, 스텝 S309에서 리튬 이온 2차 전지(10)를 방치하는 소정 시간은, 전지 전압을 측정하는 측정기의 측정 정밀도나 검사 공정 시간을 고려하여 적당한 시간으로 설정할 수 있다.The predetermined time for leaving the lithium ion
스텝 S309에 의해 소정 시간 방치한 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 천이 전압으로서 측정한다(S310).The voltage of the lithium ion
그리고, 스텝 S308에서 측정한 리튬 이온 2차 전지(10)의 초기 전압과 스텝 S310에서 측정한 리튬 이온 2차 전지(10)의 천이 전압의 차를 전압 변동량으로서 산출한다(S311).The difference between the initial voltage of the lithium ion
스텝 S311에서 산출한 전압 변동량에 기초하여, 리튬 이온 2차 전지(10)의 우량품 또는 불량품의 판단을 행함으로써 리튬 이온 2차 전지(10)의 선별을 행한다(S312). 선별은, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압 변동량이 선별 사양의 폭 이내의 값인 경우는 그 리튬 이온 2차 전지(10)를 우량품으로 하고, 그 이외의 경우는 그 리튬 이온 2차 전지(10)를 불량품으로 함으로써 행한다.Selection of the lithium ion
우량품이라고 판단된 리튬 이온 2차 전지(10)는 출하하고(S313), 불량품이라고 판단된 리튬 이온 2차 전지(10)는 폐기한다(S314).The lithium ion
(실시예)(Example)
본 실시 형태의 실시예에 대해 설명한다.An embodiment of the present embodiment will be described.
리튬 이온 2차 전지(10)의 전압 변동량 ΔV를 측정하고, 그 편차에 대해, 본 실시 형태에 의한 실시예와 종래예의 비교를 행하였다. 본 실시예 및 비교예에 있어서는, 동종의 리튬 이온 2차 전지 셀을 사용하여, 다음의 조건 및 방법에 의해 전압 변동량 ΔV의 편차를 각각 구하였다.The voltage variation? V of the lithium ion
[조건과 방법][Conditions and Methods]
본 실시예 및 종래예의 실시 조건은, 다음과 같다.The conditions of the present embodiment and the conventional example are as follows.
1. 본 실시예 및 종래예 모두 초기 충전에 의해 SOC를 100%로 하였다.1. Both the present embodiment and the conventional example set the SOC to 100% by the initial charging.
2. 본 실시예 및 종래예 모두 초기 충전 후에 에이징을 행하였다.2. In both of the present embodiment and the conventional example, aging was performed after the initial charging.
3. 본 실시예 및 종래예 모두 초기 방전에 의해 SOC를 0%로 하였다.3. SOC was set to 0% by the initial discharge in both the present embodiment and the conventional example.
4. 본 실시예에 있어서는, 추가 충전에 의해 SOC를 100%로 하였다.4. In the present embodiment, the SOC was set to 100% by additional charging.
5. 본 실시예에 있어서는, 추가 방전에 의해 SOC를 0%로 하였다.5. In the present embodiment, the SOC was set to 0% by the additional discharge.
6. 본 실시예 및 종래예 모두, 상기 충방전 후, SOC가 5%로 될 때까지 충전을 행하였다.6. In both the present embodiment and the conventional example, after the charge / discharge, charging was performed until the SOC became 5%.
7. SOC가 5%로 될 때까지 충전한 후, 1시간 방치시의 전지 전압을 초기 전압으로서 측정하였다.7. After the battery was charged until the SOC reached 5%, the battery voltage at the time of leaving for 1 hour was measured as the initial voltage.
8. 초기 전압 측정 후, 주변 온도를 20∼30℃로 하고 4일 경과시의 전지 전압을 천이 전압으로서 측정하였다.8. After the initial voltage measurement, the ambient temperature was 20 to 30 ° C, and the battery voltage at the elapsed time of 4 days was measured as the transition voltage.
9. 측정한 초기 전압과 천이 전압의 차를 전압 변동량 ΔV로서 산출하였다.9. The difference between the measured initial voltage and the transition voltage was calculated as the voltage variation? V.
[결과][result]
도 4는, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법을 실시하였을 때의 리튬 이온 2차 전지의 전압 변동량을 종래예와 비교하여 나타내는 도면이다. 도 4의 A는, 종래의 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 의해 측정한 전압 변동량을 나타내고, 도 4의 B는, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 의해 측정한 전압 변동량을 나타내고 있다.Fig. 4 is a diagram showing the voltage fluctuation amount of the lithium ion secondary battery when the inspecting method of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment is performed, in comparison with the conventional example. Fig. 4A shows a voltage variation amount measured by a conventional lithium ion secondary cell inspection method, and FIG. 4B shows a voltage variation amount measured by an inspection method of a lithium ion secondary battery according to the present embodiment .
도 4의 A, B는, 각각, 리튬 이온 2차 전지(10)의 셀수와 전압 변동량 ΔV의 관계를 나타내고 있다.4A and 4B show the relationship between the number of cells of the lithium ion
도 4의 A에 따르면, 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 종래예에 있어서는, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압 변동량 ΔV의 편차 σ는 2.413mV이다. 한편, 도 4의 B에 따르면, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 실시예에 있어서는, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압 변동량 ΔV의 편차 σ는 0.8287mV이다. 여기서, 전압 변동량 ΔV의 편차 σ는, 전압 변동량 ΔV의 표준 편차를 나타내고 있다.According to FIG. 4A, in the conventional example of the inspection method of the lithium ion secondary battery, the variation? Of the voltage variation? V of the lithium ion
본 실시예에 의해, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 따르면 전압 변동량 ΔV의 편차 σ가 저감되는 것이 실증되었다.According to this embodiment, it has been verified that the variation? Of the voltage variation? V is reduced by the inspection method of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서의 스텝 S304는 본 발명의 초기 방전 단계에, 스텝 S305는 추가 충전 단계에, 스텝 S306은 추가 방전 단계에, 스텝 S308, 스텝 S310, 및 스텝 S311은 전압 측정 단계에 각각 상당한다. 또한, 스텝 S308은 초기 전압 측정 단계에, 스텝 S309 및 스텝 S310은 천이 전압 측정 단계에, 스텝 S312는 선별 단계에 각각 상당한다.Step S304 corresponds to the initial discharging step of the present invention, step S305 corresponds to the additional charging step, step S306 corresponds to the additional discharging step, and steps S308, S310, and S311 correspond to the voltage measuring step . Step S308 corresponds to the initial voltage measurement step, steps S309 and S310 correspond to the transition voltage measurement step, and step S312 corresponds to the selection step.
본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법은 이하의 효과를 발휘한다.The inspection method of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment exerts the following effects.
ㆍ제조 후의 전지의 최초의 방전 후에 추가의 충방전을 행함으로써, 각 전극에 있어서의 리튬 이온의 교환에 의한 양쪽 전극의 활성화와 리튬 이온의 면내 분포 편차의 저감을 실현하여 전지의 초기 전압, 나아가서는 전압 변동량의 편차를 저감한다. 이에 의해, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시키는 동시에, 전압 변동량 측정에 필요한 전지 방치 시간을 단축할 수 있다.By performing additional charging and discharging after the initial discharge of the battery after the production, the activation of both electrodes by the exchange of lithium ions in each electrode and the reduction of the in-plane distribution deviation of the lithium ions are realized and the initial voltage of the battery, Thereby reducing the variation of the voltage fluctuation amount. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining whether the battery is positive or negative, and shorten the battery leaving time required for the voltage fluctuation amount measurement.
ㆍ또한, 추가 충전 및 추가 방전을 복수회 행함으로써, 리튬 이온 2차 전지의 양 전극을 충분히 활성화하여, 리튬 이온의 면내 분포 편차를 보다 저감할 수 있다. 이에 의해, 전지의 양부 판정 정밀도를 보다 향상시키는 동시에, 전압 변동량 측정에 필요한 전지 방치 시간을 보다 단축할 수 있다.Furthermore, by performing the additional charging and the additional discharging a plurality of times, it is possible to sufficiently activate both electrodes of the lithium ion secondary battery to further reduce the in-plane distribution deviation of lithium ions. As a result, it is possible to further improve the accuracy of determining whether the battery is positive or negative, and to further shorten the battery leaving time required for the voltage fluctuation amount measurement.
ㆍ또한, 초기 충전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지의 방치에 의한 에이징을 행함으로써 전계액을 이동하는 리튬 이온의 이동 상태를 안정화하여, 전지의 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.Furthermore, after the initial charging, the lithium ion secondary battery is allowed to stand to perform aging, thereby stabilizing the moving state of lithium ions moving the electric field liquid, thereby further reducing the voltage deviation of the battery, It is possible to further improve the accuracy of determination of both sides.
ㆍ또한, 추가 충전을 리튬 이온 2차 전지가 만충전으로 될 때까지 행함으로써, 충분히 부극을 활성화하여 전기적으로 안정 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 전지의 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.Further, the additional charging is performed until the lithium ion secondary battery is fully charged, so that the negative electrode can be sufficiently activated to be electrically stable. Thereby, the deviation of the voltage of the battery can be further reduced, and the accuracy of determination of the battery can be further improved.
ㆍ또한, 추가 방전 후에 소정량 충전하여 측정한 초기 전압과 소정 시간 방치 후에 측정한 천이 전압의 차에 기초하여 전지의 선별을 행함으로써, 전압 측정기의 측정 정밀도나 공정 시간을 최적화한 검사를 실현할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 보다 향상시키는 동시에 검사 시간을 보다 단축할 수 있다.Also, by performing sorting on the basis of the difference between the initial voltage measured by charging a predetermined amount after the additional discharge and the transition voltage measured after the predetermined period of time, the measurement accuracy and the process time of the voltage measuring instrument can be optimized Therefore, it is possible to further improve the determination accuracy of the positive and negative sides of the battery and further shorten the inspection time.
(제2 실시 형태)(Second Embodiment)
본 발명의 제2 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 설명한다.A method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a second embodiment of the present invention will be described.
본 실시 형태는, 초기 방전 후이며 추가 충전 전, 및 추가 충전 후이며 추가 방전 전에 리튬 이온 2차 전지를 소정 시간 방치한다. 또한, 이 이외의 점에 대해서는, 본 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.In this embodiment, the lithium ion secondary battery is left for a predetermined time after the initial discharge, before the additional charge, and after the additional charge and before the additional discharge. Regarding the points other than the above, the present embodiment is the same as the first embodiment, and thus duplicated description is omitted.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.5 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서는, 초기 방전(S504) 후, 추가 충전(S506) 전에 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치한다(S505). 리튬 이온 2차 전지(10)를 방치하는 소정 시간은, 예를 들어 1시간으로 할 수 있다. 단, 초기 전압 및 전압 변동량의 편차나 검사 공정 시간을 고려하여 적당한 시간으로 할 수 있다.In the present embodiment, after the initial discharge (S504), the lithium ion
또한, 추가 충전(S506) 후, 추가 방전(S508) 전에 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치한다(S507). 리튬 이온 2차 전지(10)를 방치하는 소정 시간은, 예를 들어 1시간으로 할 수 있다. 단, 초기 전압 및 전압 변동량의 편차나 검사 공정 시간을 고려하여 적당한 시간으로 할 수 있다.After the additional charge (S506), the lithium ion
또한, 스텝 S505에 있어서의 리튬 이온 2차 전지(10)의 방치 및 스텝 S507에 있어서의 리튬 이온 2차 전지(10)의 방치 중 어느 한쪽만을 행해도 된다.It is also possible to perform only one of the step of leaving the lithium ion
본 실시 형태에 따르면, 초기 방전 후이며 추가 충전 전, 및 추가 충전 후이며 추가 방전 전 중, 적어도 어느 하나에 있어서 리튬 이온 2차 전지를 방치함으로써, 전계액을 이동하는 리튬 이온의 이동 상태를 안정화시킬 수 있다. 이로 인해, 전지 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, the lithium ion secondary battery is left in at least one of the initial discharges, before the additional charging, after the additional charging, and before the additional discharging to stabilize the moving state of the lithium ions moving the electric field liquid . This makes it possible to further reduce the deviation of the battery voltage and to improve the accuracy of determination of the battery.
(제3 실시 형태)(Third Embodiment)
본 발명의 제3 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 설명한다.A method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a third embodiment of the present invention will be described.
본 실시 형태는, 초기 방전 및 추가 방전을 CCCV(Constant Current Constant Voltage) 방전에 의해 행한다. 또한, 이 이외의 점에 대해서는, 본 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일하므로 중복되는 설명은 생략 또는 간략화한다.In the present embodiment, the initial discharge and the additional discharge are performed by CCCV (Constant Current Constant Voltage) discharge. With respect to the points other than the above, the present embodiment is the same as the first embodiment, and duplicated descriptions are omitted or simplified.
CCCV 방전이라 함은, 방전 초기는 정전류에 의한 방전을 행하고, 리튬 이온 2차 전지의 전압이 소정값까지 낮아진 후에는, 전지의 전압을 일정하게 하여 방전을 행하는 방전 방법이다.CCCV discharge refers to a discharge method in which discharging is performed by a constant current at the beginning of discharge and the voltage of the battery is kept constant after the voltage of the lithium ion secondary battery is lowered to a predetermined value.
도 6은, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.6 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서는, 초기 충전(S602) 및 항온조 내에서 방치하는 것에 의한 에이징(S603)이 실시된 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해, CCCV 방전에 의한 초기 방전을 행한다(S604).In the present embodiment, the initial discharge by the CCCV discharge is performed on the lithium ion
CCCV 방전에 의한 초기 방전은, SOC가 0∼50%로 될 때까지 행할 수 있다. 초기 방전은, 방전 초기에 있어서는 CC 방전(정전류에 의한 방전)을 행하고, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압이, 방전 종지 목표 전압에 대해 105%∼120% 사이의 임의의 값으로 된 시점에서 CV 방전(정전압에 의한 방전)으로 전환함으로써 행한다. 예를 들어, 종지 목표 전압을 2.5V로 하는 경우에는, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압이 2.625V∼3.0V로 될 때까지 CC 방전을 행하고, 그 이후에는 CV 방전을 행함으로써, 초기 방전을 행한다. 여기서, 종지 목표 전압이라 함은, 방전이 종료된 시점에 있어서의 목표로 하는 전지의 전압이다.The initial discharge by the CCCV discharge can be performed until the SOC becomes 0 to 50%. The initial discharge is performed at a time point when the voltage of the lithium ion
CV 방전을 행하는 시간은 임의로 설정할 수 있고, 예를 들어 0.1시간∼3시간 중 어느 하나의 시간으로 설정할 수 있다.The time for performing the CV discharge can be set arbitrarily, and can be set to any one of 0.1 hour to 3 hours, for example.
본 실시 형태에 있어서는, 리튬 이온 2차 전지의 방전을 CCCV 방전에 의해 행한다. 따라서, CCCV 방전에 있어서의 CV 방전에 의해 정전압 방전으로 되므로, 단전지로서 균일하게 방전할 수 있다.In the present embodiment, the discharge of the lithium ion secondary battery is performed by the CCCV discharge. Therefore, since the CV discharge in the CCCV discharge becomes the constant voltage discharge, it is possible to discharge uniformly as a single cell.
CCCV 방전에 의한 초기 방전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해 추가 충전을 행한다(S605). 추가 충전은, 예를 들어 SOC가 50∼100%로 될 때까지 행할 수 있다.After the initial discharge by the CCCV discharge is performed, the lithium ion
추가 충전 후, 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해 CCCV 방전에 의한 추가 방전을 행한다(S606).After the additional charging, additional discharging by the CCCV discharge is performed on the lithium ion secondary battery 10 (S606).
CCCV 방전에 의한 추가 방전은, SOC가 0∼20%로 될 때까지 행할 수 있다. CCCV 방전에 의한 추가 방전은, 방전 초기에 있어서는 CC 방전을 행하고, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압이, 방전 종지 목표 전압에 대해 105%∼120% 사이의 임의의 값으로 된 시점에서 CV 방전으로 전환함으로써 행한다. 예를 들어, 종지 목표 전압을 2.5V로 하는 경우는, 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압이 2.625V∼3.0V로 될 때까지 CC 방전을 행하고, 그 이후에는 CV 방전을 행함으로써, 추가 방전을 행한다.The additional discharge by the CCCV discharge can be performed until the SOC becomes 0 to 20%. When the voltage of the lithium ion
CV 방전을 행하는 시간은 임의로 설정할 수 있고, 예를 들어 0.1시간∼3시간 중 어느 하나의 시간으로 설정할 수 있다.The time for performing the CV discharge can be set arbitrarily, and can be set to any one of 0.1 hour to 3 hours, for example.
CCCV 방전에 의한 추가 방전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)의 소정량의 충전을 행한다(S607). 소정량의 충전은, 예를 들어 SOC가 0.1∼20%인 충전으로 할 수 있다.After the additional discharge by the CCCV discharge is performed, a predetermined amount of the lithium ion
소정량의 충전을 행한 후의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 초기 전압으로서 측정한다(S608).The voltage of the lithium ion
초기 전압을 측정한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치한다(S609). 리튬 이온 2차 전지(10)의 방치에 있어서의 주변 온도는, 예를 들어 20∼30℃로 할 수 있다.After the initial voltage is measured, the lithium ion
소정 시간 방치한 후의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 천이 전압으로서 측정하고(S610), 스텝 S608에 있어서 측정한 초기 전압과의 차를 전압 변동량으로서 산출한다(S611).The voltage of the lithium ion
산출된 전압 변동량에 기초하여 리튬 이온 2차 전지(10)의 선별을 행하여(S612), 리튬 이온 2차 전지(10)의 출하(S613) 또는 폐기(S614)를 행한다.The lithium ion
본 실시 형태에 따르면, 리튬 이온 2차 전지의 방전을 CCCV 방전에 의해 행함으로써, CCCV 방전에 의해 정전압 방전으로 되므로, 단전지로서 균일하게 방전을 할 수 있다. 이에 의해, 전지 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, since the discharge of the lithium ion secondary battery is performed by the CCCV discharge, the constant voltage discharge is caused by the CCCV discharge, so that the uniform cell can be discharged. Thereby, the deviation of the battery voltage can be further reduced, and the accuracy of determining the battery can be improved.
(제4 실시 형태)(Fourth Embodiment)
본 발명의 제4 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 설명한다.A method of inspecting a lithium ion secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
본 실시 형태는, 초기 방전 및 추가 방전에 있어서, 방전을 일시적으로 휴지하는 휴지 시간을 마련하고, 또한 방전 휴지 후의 방전을 저레이트의 방전에 의해 행한다. 또한, 이 이외의 점에 대해서는, 본 실시 형태는 제1 실시 형태와 동일하므로 중복되는 설명은 생략 또는 간략화한다.In this embodiment, in the initial discharge and the additional discharge, a resting time for temporarily suspending the discharge is provided, and a discharge after the interruption of the discharge is performed by discharging at a low rate. With respect to the points other than the above, the present embodiment is the same as the first embodiment, and duplicated descriptions are omitted or simplified.
도 7은, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.7 is a flowchart showing a method of inspecting a lithium ion secondary battery according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서는, 초기 충전(S702) 및 항온조 내에서 방치하는 것에 의한 에이징(S703)이 실시된 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해, 제1 초기 방전을 행한다(S704).In the present embodiment, a first initial discharge is performed on the lithium ion
본 실시 형태에 있어서는, 초기 방전에 있어서, 방전을 일시적으로 휴지하는 휴지 시간을 마련하고, 또한 방전 휴지 후의 초기 방전을 저레이트의 방전에 의해 행한다. 제1 초기 방전은, 초기 방전에 있어서의, 방전을 휴지하기 전의 방전이다.In this embodiment, in the initial discharge, a resting time for temporarily suspending the discharge is provided, and an initial discharge after the interruption of the discharge is performed by discharging at a low rate. The first initial discharge is a discharge before the discharge is stopped in the initial discharge.
제1 초기 방전에 있어서는, 0.3∼1.0C의 방전레이트(제1 방전레이트)에 의한 방전을, SOC가 0.1∼50%로 될 때까지 행할 수 있다.In the first initial discharge, the discharge by the discharge rate (first discharge rate) of 0.3 to 1.0C can be performed until the SOC becomes 0.1 to 50%.
제1 초기 방전 후, 방전을 일시적으로 휴지한다(S705). 방전을 휴지하는 시간은, 예를 들어 1∼24시간으로 할 수 있다.After the first initial discharge, the discharge is temporarily stopped (S705). The time for stopping the discharge can be, for example, 1 to 24 hours.
방전을 일시적으로 휴지한 후, 제2 초기 방전을 행한다(S706). 제2 초기 방전에 있어서는, 0.05∼0.2C의 저레이트(제2 방전레이트)에 의한 방전을, SOC가 0∼10%로 될 때까지 행하는 것이 바람직하다. 제2 초기 방전은, 초기 방전에 있어서의, 방전을 휴지한 후의 저레이트의 방전이다.After the discharge is temporarily stopped, a second initial discharge is performed (S706). In the second initial discharge, it is preferable to perform discharge at a low rate (second discharge rate) of 0.05 to 0.2C until the SOC becomes 0 to 10%. The second initial discharge is a low rate discharge after the discharge is stopped in the initial discharge.
제2 초기 방전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해 추가 충전을 행한다(S707). 추가 충전은, 예를 들어 SOC가 50∼100%로 될 때까지 행할 수 있다.After the second initial discharge, additional charging is performed on the lithium ion secondary battery 10 (S707). The additional charge can be performed, for example, until the SOC becomes 50 to 100%.
추가 충전 후, 리튬 이온 2차 전지(10)에 대해 제1 추가 방전을 행한다(S708).After the additional charge, the first additional discharge is performed on the lithium ion secondary battery 10 (S708).
본 실시 형태에 있어서는, 추가 방전에 있어서, 방전을 일시적으로 휴지하는 휴지 시간을 마련하고, 또한 방전 휴지 후의 추가 방전을 저레이트의 방전에 의해 행한다. 제1 추가 방전은, 추가 방전에 있어서의, 방전을 휴지하기 전의 방전이다.In the present embodiment, in the additional discharge, a resting time for temporarily suspending the discharge is provided, and additional discharging after the discharge is stopped by discharging at a low rate. The first additional discharge is a discharge before the discharge is stopped in the additional discharge.
제1 추가 방전은, 0.3∼1.0C의 방전레이트(제3 방전레이트)에 의한 방전을, SOC가 0.1∼20%로 될 때까지 행한다.The first additional discharge is performed until the SOC reaches 0.1 to 20% by discharge at a discharge rate (third discharge rate) of 0.3 to 1.0C.
제1 추가 방전 후, 방전을 일시적으로 휴지한다(S709). 방전을 휴지하는 시간은, 예를 들어 1∼24시간으로 할 수 있다.After the first additional discharge, the discharge is temporarily stopped (S709). The time for stopping the discharge can be, for example, 1 to 24 hours.
방전을 일시적으로 휴지한 후, 제2 추가 방전을 행한다(S710). 제2 추가 방전에 있어서는, 0.05∼0.2C의 저레이트(제4 방전레이트)에 의한 방전을, SOC가 0∼10%로 될 때까지 행하는 것이 바람직하다. 제2 추가 방전은, 추가 방전에 있어서의, 방전을 휴지한 후의 저레이트의 방전이다.After the discharge is temporarily stopped, a second additional discharge is performed (S710). In the second additional discharge, it is preferable to perform discharge at a low rate (fourth discharge rate) of 0.05 to 0.2C until the SOC becomes 0 to 10%. The second additional discharge is a low rate discharge after the discharge is stopped in the additional discharge.
제2 추가 방전을 행한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)의 소정량의 충전을 행한다(S711). 소정량의 충전은, 예를 들어 SOC가 0.1∼20%인 충전으로 할 수 있다.After the second additional discharge is performed, a predetermined amount of the lithium ion
소정량의 충전을 행한 후의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 초기 전압으로서 측정한다(S712).The voltage of the lithium ion
초기 전압을 측정한 후, 리튬 이온 2차 전지(10)를 소정 시간 방치한다(S713). 리튬 이온 2차 전지(10)의 방치에 있어서의 주변 온도는, 예를 들어 20∼30℃로 할 수 있다.After the initial voltage is measured, the lithium ion
소정 시간 방치한 후의 리튬 이온 2차 전지(10)의 전압을 천이 전압으로서 측정하고(S714), 스텝 S712에 있어서 측정한 초기 전압과의 차를 전압 변동량으로서 산출한다(S715).The voltage of the lithium ion
산출된 전압 변동량에 기초하여 리튬 이온 2차 전지(10)의 선별을 행하여(S716), 리튬 이온 2차 전지(10)의 출하(S717) 또는 폐기(S718)를 행한다.The lithium ion
본 실시 형태에 있어서의 스텝 S704는 본 발명의 제1 초기 방전 단계에, 스텝 S705는 초기 방전 휴지 단계에, 스텝 S706은 제2 초기 방전 단계에, 각각 상당한다. 또한, 스텝 S708은 본 발명의 제1 추가 방전 단계에, 스텝 S709는 추가 방전 휴지 단계에, 스텝 S710은 제2 추가 방전 단계에, 각각 상당한다.Step S704 in this embodiment corresponds to the first initial discharge step of the present invention, step S705 corresponds to the initial discharge stopping step, and step S706 corresponds to the second initial discharge step, respectively. In addition, step S708 corresponds to the first additional discharge step of the present invention, step S709 corresponds to the additional discharge stop step, and step S710 corresponds to the second additional discharge step, respectively.
본 실시 형태에 따르면, 초기 방전 및 추가 방전에 있어서, 방전을 일시적으로 휴지하는 휴지 시간을 마련하고, 또한 방전 휴지 후의 방전을 저레이트의 방전에 의해 행한다. 이에 의해, 전계액을 이동하는 리튬 이온의 이동 상태를 안정화시킬 수 있다. 이로 인해, 전지 전압의 편차를 보다 저감할 수 있어, 전지의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, in the initial discharge and the additional discharge, a resting time for temporarily suspending the discharge is provided, and a discharge after the interruption of the discharge is performed by discharging at a low rate. Thereby, it is possible to stabilize the moving state of the lithium ions moving the electric field liquid. This makes it possible to further reduce the deviation of the battery voltage and to improve the accuracy of determination of the battery.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관한 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는다.The testing method of the lithium ion secondary battery according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to these embodiments.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서는, 초기 전압 및 천이 전압을 측정하고, 그 차인 전압 변동량에 기초하여 전지의 선별을 행하고 있지만, 검출하려고 하는 불량 모드에 따라서, 초기 전압에만 기초하여 전지의 선별을 행할 수도 있다. 또한, 전압 변동량에 기초하는 전지의 선별 전에 초기 전압에만 기초하는 전지의 스크리닝을 행해도 된다.For example, in the above-described embodiment, the initial voltage and the transient voltage are measured, and the cells are sorted based on the amount of fluctuation of the voltage. However, depending on the failure mode to be detected, . Further, screening of the battery based on only the initial voltage may be performed before sorting the cells based on the voltage fluctuation amount.
또한, 실시 형태에 있어서는, 추가 충전 및 추가 방전을 에이징보다 이후에 행하고 있지만, 에이징보다 이전에 행해도 된다.Further, in the embodiment, the additional charging and the additional discharging are performed after the aging, but they may be performed before the aging.
또한, 실시 형태에 있어서는, 추가 방전 후에 소정량의 충전을 행하고 있지만, 추가 방전에 있어서는, 예를 들어 SOC가 20%∼5%로 될 때까지 방전하고, 추가 방전 후의 전지 전압을 초기 전압으로서 측정해도 된다. 이 경우는, 추가 방전 후에 행하는 소정량의 충전을 생략할 수 있다.In addition, in the embodiment, a predetermined amount of charge is performed after the additional discharge. In the additional discharge, for example, discharge is performed until the SOC becomes 20% to 5%, and the battery voltage after the additional discharge is measured You can. In this case, a predetermined amount of charging performed after the additional discharge can be omitted.
또한, 제4 실시 형태에 있어서는, 제2 초기 방전의 방전레이트은 제1 초기 방전의 방전레이트보다 낮으면 되고, 실시 형태에 예시된 수치 범위에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 제2 추가 방전의 방전레이트은 제1 추가 방전의 방전레이트보다 낮으면 되고, 실시 형태에 예시된 수치 범위에 한정되지 않는다.In the fourth embodiment, the discharge rate of the second initial discharge should be lower than the discharge rate of the first initial discharge, and is not limited to the numerical range exemplified in the embodiment. Likewise, the discharge rate of the second additional discharge has to be lower than the discharge rate of the first additional discharge, and is not limited to the numerical range exemplified in the embodiment.
10 : 리튬 이온 2차 전지
110A : 정극 탭
110B : 부극 탭
120 : 발전 요소
130 : 외장재
200 : 단전지
210 : 정극 활물질층
220 : 부극 활물질층
230 : 집전체
240 : 전해질층
250 : 시일 부재10: Lithium ion secondary battery
110A: positive electrode tab
110B: negative electrode tab
120: Power generation factor
130: exterior material
200: Single cell
210: positive electrode active material layer
220: Negative electrode active material layer
230: The whole house
240: electrolyte layer
250: seal member
Claims (7)
상기 초기 방전 단계에 있어서 방전한 상기 리튬 이온 2차 전지를 충전하는 추가 충전 단계와,
상기 추가 충전 단계에 있어서 충전한 상기 리튬 이온 2차 전지를 방전하는 추가 방전 단계와,
상기 추가 방전 단계 후, 상기 리튬 이온 2차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정 단계를 갖는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법.An initial discharge step of initially discharging after the production of the lithium ion secondary battery,
An additional charging step of charging the lithium ion secondary battery discharged in the initial discharging step;
An additional discharging step of discharging the charged lithium ion secondary battery in the additional charging step,
And a voltage measuring step of measuring a voltage of the lithium ion secondary battery after the additional discharging step.
상기 초기 전압 측정 단계에서 측정한 초기 전압과 상기 천이 전압 측정 단계에서 측정한 천이 전압의 차에 기초하여 상기 리튬 이온 2차 전지의 선별을 행하는 선별 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the voltage measuring step comprises: an initial voltage measuring step of measuring an initial voltage, which is a voltage of the lithium ion secondary battery after a predetermined amount is charged in the lithium ion secondary battery; And a transition voltage measuring step of measuring a transition voltage which is a voltage of the lithium ion secondary battery when the lithium ion secondary battery is left for a predetermined time after measuring the initial voltage in the initial voltage measurement step,
Further comprising a selection step of selecting the lithium ion secondary battery based on a difference between an initial voltage measured in the initial voltage measurement step and a transition voltage measured in the transition voltage measurement step, Inspection method of battery.
상기 초기 방전 단계에 있어서 방전한 상기 리튬 이온 2차 전지를 충전하는 추가 충전 단계와,
상기 추가 충전 단계에 있어서 충전한 상기 리튬 이온 2차 전지를 방전하는 추가 방전 단계와,
상기 추가 방전 단계 후, 상기 리튬 이온 2차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정 단계를 갖고,
상기 초기 방전 단계는, 상기 리튬 이온 2차 전지를 제1 방전레이트로 방전하는 제1 초기 방전 단계와, 상기 제1 초기 방전 단계 후에 상기 리튬 이온 2차 전지의 방전을 휴지하는 초기 방전 휴지 단계와, 상기 초기 방전 휴지 단계 후에 상기 리튬 이온 2차 전지를 상기 제1 방전레이트보다 낮은 제2 방전레이트로 방전하는 제2 초기 방전 단계를 갖고,
상기 추가 방전 단계는, 상기 리튬 이온 2차 전지를 제3 방전레이트로 방전하는 제1 추가 방전 단계와, 상기 제1 추가 방전 단계 후에 상기 리튬 이온 2차 전지의 방전을 휴지하는 추가 방전 휴지 단계와, 상기 추가 방전 휴지 단계 후에 상기 리튬 이온 2차 전지를 상기 제3 방전레이트보다 낮은 제4 방전레이트로 방전하는 제2 추가 방전 단계를 갖는 것을 특징으로 하는, 리튬 이온 2차 전지의 검사 방법.An initial discharge step of initially discharging after the production of the lithium ion secondary battery,
An additional charging step of charging the lithium ion secondary battery discharged in the initial discharging step;
An additional discharging step of discharging the charged lithium ion secondary battery in the additional charging step,
And a voltage measuring step of measuring a voltage of the lithium ion secondary battery after the additional discharging step,
The initial discharge step may include a first initial discharge step of discharging the lithium ion secondary battery at a first discharge rate and an initial discharge stop step of stopping the discharge of the lithium ion secondary battery after the first initial discharge step And a second initial discharging step of discharging the lithium ion secondary battery at a second discharging rate lower than the first discharging rate after the initial discharging stop step,
Wherein the additional discharging step includes a first additional discharging step of discharging the lithium ion secondary battery to a third discharging rate and an additional discharging suspending step of suspending the discharging of the lithium ion secondary battery after the first additional discharging step And a second additional discharging step of discharging the lithium ion secondary battery at a fourth discharging rate lower than the third discharging rate after the additional discharging stopping step.
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