KR20140045446A - 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법 및 다수의 상기 전기화학 전지를 포함하는 배터리 - Google Patents

전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법 및 다수의 상기 전기화학 전지를 포함하는 배터리 Download PDF

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Abstract

배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법은 다음 단계들을 포함한다: (S1) 각각의 전기화학 전지를 위한 적어도 하나의 후속 처리 단계(S5)를 결정하기 위해 분석될 각각의 전기화학 전지의 파라미터 데이터(DPar .)를 검출하는 단계, (S2) 제어 유닛에 파라미터 데이터(DPar .)를 전달하는 단계, (S3) 전기화학 전지에 파라미터 데이터(DPar .)를 할당하는 단계, 바람직하게는 전기화학 전지와 관련해서 파라미터 데이터(DPar .)를 저장하는 단계, (S4) 제어 유닛을 이용해서 파라미터 데이터가 할당된 전기화학 전지에 대해 파라미터 데이터(DPar .)와 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar .1, WPar.2, WPar .3, WPar .4, WPar .5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는지 여부를 결정하고, 파라미터 데이터(DPar .)와 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar .1, WPar .2, WPar .3, WPar .4, WPar .5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는 것이 결정되면, 전기화학 전지의 미리 결정된 제 1 처리 단계를 실시하고, 바람직하게는 파라미터 데이터(DPar .)와 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar.1, WPar .2, WPar .3, WPar .4, WPar .5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하지 않는 것이 결정되면, 전기화학 전지의 미리 결정된 제 2 처리 단계를 실시하는 단계.

Description

전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법 및 다수의 상기 전기화학 전지를 포함하는 배터리{METHOD FOR TREATING AND/OR REPAIRING AN ELECTROCHEMICAL CELL, AND BATTERY HAVING A PLURALITY OF SUCH ELECTROCHEMICAL CELLS}
본 발명은 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법 및 상기 방법에 따라 처리된 다수의 전기화학 전지를 포함하는 배터리에 관한 것이다.
하기에서 전기화학 전지 또는 갈바니 전지라고도 하는 전기화학 에너지 저장 장치는 대개 적층 가능한 유닛 형태로 제조되고, 상기 유닛으로부터 이러한 다수의 전지들의 결합에 의해 다양한 용도를 위한, 특히 전기 작동 자동차용 배터리가 제조될 수 있다. 본 발명은 자동차에서 이용과 관련해서 설명되지만, 상기 방법 및 상응하게 형성된 전기화학 전지를 포함하는 배터리는 자동차와 무관하게, 예를 들어 고정적인 용도에서, 특히 연속적인 에너지 공급을 위해 또는 고정식 에너지 저장 장치를 위해 작동될 수도 있다.
선행기술에 전기화학 전지의 다양한 처리 및/또는 수리 방법, 상응하는 전기화학 전지 및 다수의 전기화학 전지를 포함하는 배터리가 공지되어 있다.
본 출원은 우선권 출원 DE 10 2011 105 424의 전체 내용을 참조로 포함한다.
본 발명의 과제는 전기화학 전지의 개선된 처리 및/또는 수리 방법 및 상응하게 처리 또는 수리된 다수의 전기화학 전지를 포함하는 배터리를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법, 청구범위 제 5 항에 따른 배터리 및, 청구범위 제 6 항에 따른 배터리의 유지 관리 방법에 의해 해결된다.
종속 청구항은 본 발명의 바람직한 개선예와 관련된다.
배터리, 특히 자동차에서 이용하기 위해 구성된 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법에서 상기 과제는, 처리 및/또는 수리 방법이 하기 단계들을 포함함으로써 해결된다: 각각의 전기화학 전지를 위한 적어도 하나의 후속 처리 단계를 결정하기 위해 분석될 각각의 전기화학 전지의 파라미터 데이터를 검출하는 단계, 제어 유닛에 파라미터 데이터를 전달하는 단계, 전기화학 전지에 파라미터 데이터를 할당하는 단계, 바람직하게는 전기화학 전지와 관련해서 파라미터 데이터를 저장하는 단계, 제어 유닛을 이용해서 파라미터 데이터가 할당된 전기화학 전지에 대해 파라미터 데이터와 미리 결정된 파라미터 값 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는지 여부를 결정하는 단계, 파라미터 데이터와 미리 결정된 파라미터 값 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는 것이 결정되면, 전기화학 전지의 미리 결정된 제 1 처리 단계를 실시하는 단계 및, 바람직하게는 파라미터 데이터와 미리 결정된 파라미터 값 사이에 미리 결정된 관계가 존재하지 않는 것이 결정되면, 전기화학 전지의 미리 결정된 제 2 처리 단계를 실시하는 단계. 상기 방법의 장점은, 각각의 전지들에 대해 제 1 처리 후에 의도대로 후속 처리 단계들이 결정되고, 이로써 제조 방법에서 상기 전지들의 품질과 수율이 향상될 수 있다.
전기화학 전지의 제조 시 먼저 전극과 분리막을 포함하는 전극 어셈블리가 제조되고, 상기 전극 어셈블리는 케이싱에 제공되고, 이때 분리막이 전해질을 포함하지 않고 가공되면, 필요한 경우 전해질이 이어서 첨가될 수 있다. 후속해서 전기화학 전지는 바람직하게 정격 용량의 47% 또는 3.65 V의 전지 전압으로 충전될 수 있고, 예를 들어 경화, 롤링(rolling), 스프레딩(spreading), 인출(pulling out), 스크레이핑(scraping), 보관, 템퍼링(tempering), 형성(forming) 또는 탈기와 같은 처리 단계들이 이루어질 수 있다. 후속해서, 예를 들어 품질 또는 수율을 향상시키기 위해 추가 처리 단계들을 결정하기 위한 파라미터 데이터의 검출이 이루어질 수 있으므로, 경우에 따라서 경화, 롤링, 스프레딩, 인출, 스크레이핑, 보관, 템퍼링, 형성, 탈기와 같은 추가 처리가 이루어질 수 있다.
전기화학 전지란 이와 관련해서 전기화학 에너지 저장 장치, 즉 에너지를 화학적 형태로 저장하고, 전기 형태로 컨슈머에 제공하고, 바람직하게 충전 장치로부터 전기 형태로 흡수할 수도 있는 장치이다. 이러한 전기화학 에너지 저장 장치의 주요 예는 갈바니 전지 또는 연료 전지이다. 전기화학 전지는 전기적으로 상이한 전하를 저장하기 위한 적어도 하나의 제 1 및 제 2 장치와, 상기 2개의 장치의 전기적 작용 결합을 형성하기 위한 수단을 포함하고, 이 경우 전하 캐리어가 상기 2개의 장치 사이에서 이동될 수 있다. 전기적 작용 결합을 형성하기 위한 수단이란, 예를 들어 전해질일 수 있고, 상기 전해질은 이온 전도체로서 작용한다.
파라미터 데이터란 이와 관련해서 다수의 파라미터 데이터뿐만 아니라, 경우에 따라서 하나의 파라미터 데이터일 수도 있다. 따라서 이와 관련해서 미리 결정된 파라미터 값이란 미리 결정된 다수의 파라미터 값뿐만 아니라 경우에 따라서 하나의 미리 결정된 파라미터 값일 수 있다.
전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법에서, 파라미터 데이터의 검출 단계는, 압력의 인가 후에, 특히 바람직하게 편평하게 형성된 전기화학 전지의 측면에 압력의 인가 후에 전기화학 전지의 내부 저항의 변동을 검출을 포함하는 경우에 바람직한 것으로 밝혀졌다. 전기화학 전지의 측면에 압력의 인가 후에 전기화학 전지의 내부 저항의 변동은 전기화학 전지의 품질 평가를 위한 또는 상기 전기화학 전지의 후속 처리 단계의 결정을 위한 바람직한 파라미터로 입증되었다. 분석될 전기화학 전지에 외부의 기계적 압력이 인가되는 경우에, 상기 전기화학 전지는 강성에 따라서 변형될 수 있으므로, 외부 압력의 인가 후에 전기화학 전지의 내부 저항의 변동이 생기고, 상기 변동은 전기화학 전지의 상태와 미리 결정된 관계를 갖는다. 측면에 압력의 인가 후에 거의 변동되지 않는 내부 저항을 갖는 비교적 경질인 전기화학 전지는 폐쇄 후에는 더 이상 탈기하지 않는다. 따라서 압력 변동과 관련한 내부 저항의 변동에 의해 여러 종류의 품질과 품질 향상을 위한 적절한 후속 처리 단계에 대해 전기화학 전지의 간단하고 확실한 분류가 이루어질 수 있다. 이로써 품질은 예를 들어 하기 관계식으로 표현될 수 있고, 하기식에서 dRi는 내부 저항의 변동을 의미하고, dF는 인가된 힘의 변동을 의미한다:
Figure pct00001
품질 파라미터
편평한 전기화학 전지란 이와 관련해서 실질적으로 평행한 2개의 면에 대해 평행하게 측정된 전지의 평균 길이보다 짧은 수직 간격을 갖는 평행한 2개의 면을 특징으로 하는 외부 형태를 갖는 전기화학 전지이다. 상기 면들 사이에 대개 패키지 또는 전지 하우징으로 케이싱되어 전지의 전기화학 활성 부품들이 배치된다. 이러한 전지는 대개 다층 패키지 필름으로 둘러싸이고, 상기 패키지 필름은 전지 패키지의 가장자리에 밀봉 시임을 갖고, 상기 밀봉 시임은 밀봉 시임의 영역에서 패키지 필름의 영구적인 결합 또는 폐쇄에 의해 형성된다. 이러한 전지는 흔히 파우치 전지 또는 커피 백 전지라고 한다.
또한, 파라미터 데이터를 검출하는 단계는 전기화학 전지의 내부 저항을 검출하는 단계, 전기화학 전지의 내부 압력을 검출하는 단계, 전기화학 전지의 무부하 전압을 검출하는 단계, 전기화학 전지의 용량을 검출하는 단계, 또는 X-레이 방법을 이용해서 전기화학 전지의 내부 구조를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 포맷팅에 따라 조정되는 GITT-방법(Galvanostatic Intermittent Titration Technique)과 조합하여 전기화학 전지의 포맷팅 시에도 이용될 수 있다.
제어 유닛을 이용해서 결정하는 단계는 하기 결정 단계들 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 경우에 바람직한 것으로 입증되었다: 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 1 파라미터 값을 포함하는지 여부를 결정하는 단계 및/또는 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 2 파라미터 값을 포함하지 않는지 여부를 결정하는 단계.
바람직하게, 제어 유닛을 이용해서 결정하는 단계는 하기 결정 단계들 중 적어도 하나의 단계를 포함한다: 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 3 파라미터 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계 및/또는 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 4 파라미터 값에 미달되는지 여부를 결정하는 단계.
또한, 제어 유닛을 이용해서 결정하는 단계는 다음 단계를 포함할 수 있다: 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 5 파라미터 값 주변의 적어도 하나의 미리 결정된 파라미터 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계.
바람직하게 처리 및/또는 수리 방법은 하기 처리 단계들 중 적어도 하나의 단계를 포함한다: 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 충전, 바람직하게는 15 내지 60초의 지속시간에 걸쳐 100 내지 850 mA의 충전 전류로 저속 충전을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 경화를 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 보관을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 형성을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 롤링을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 스프레딩을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 인출을 선택 및 실시하는 단계, 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 스크레이핑을 선택 및 실시하는 단계, 또는 결정 단계의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 탈기를 선택 및 실시하는 단계. 이러한 실시예의 장점은, 예를 들어 결정 단계에 의해 전기화학 전지가 특히 연질인 것이 확인되면, 경화를 위한 후속 단계들이 실시될 수 있는 한편, 예를 들어 결정 단계에 의해 전기화학 전지가 충분한 경도를 갖는 것이 확인되면, 후속 처리 단계들이 절감될 수 있다는 것이다.
본 발명에 따른 처리 및/또는 수리 방법의 다른 장점은, 예를 들어 X-레이 측정 또는 내부 저항 변동 측정 시 미리 결정된 측정값에 기초하여 전극 부분들, 섹션, 에지 또는 이와 같은 것이 개별적으로 또는 복합적으로 용해된 것이 확인되는 경우에, 경화가 실시되는 것이 아니라, 15 내지 60초의 지속시간에 걸쳐 100 내지 850 mA의 충전 전류로 저속 충전이 바람직하게는 반복해서 실시될 수 있고, 이로써 용해된 영역들이 다시 경화되고 또는 고착될 수 있다는 것이다.
제 2 관점에 따라 배터리와 관련해서 상기 과제는, 상기 배터리의 전기화학 전지들이 전술한 제조 방법들 중 적어도 하나의 방법에 따라 처리 또는 수리됨으로써 해결된다. 바람직하게 배터리는 -60℃ 내지 +120℃의 온도 범위, 특히 바람직하게 -40℃ 내지 +100℃의 온도 범위에 대해 설계된다. 또한, 이러한 배터리는 바람직하게 25 Ah보다 큰 충전 용량, 특히 바람직하게 500 Ah 내지 1200 Ah의 충전 용량을 갖는다. 또한, 이러한 배터리는 바람직하게 25 A 내지 1200 A의 방전 전류에 대해 그리고 특히 바람직하게 100 A 내지 400 A의 방전 전류에 대해 설계된다.
본 발명의 다른 장점은, 용해된 전극 부분들, 섹션, 에지 또는 이와 같은 것들이 다시 경화 또는 고착될 수 있음으로써 배터리의 수명과 출력이 증가할 수 있는 배터리의 유지 관리 공정이 예를 들어 자동차의 검사 주기에 가능해진다는 것이다.
하기에서 본 발명의 관점은 바람직한 실시예를 참고로 도면을 이용해서 설명된다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 2는 제 2 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 3은 제 3 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 4는 제 4 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 5는 제 5 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 6은 제 6 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도.
도 7은 파라미터 데이터의 검출 시 바람직한 단계들을 도시한 도면.
도 8은 각각의 전기화학 전지를 위한 후속 처리 시 바람직한 단계들을 도시한 도면.
도 1은 제 1 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시한다. 단계 S1에서 분석될 전기화학 전지의 파라미터 데이터(DPar .)가 검출된다. 단계 S2에서 제어 유닛에 파라미터 데이터(DPar .)가 전달되고, 단계 S3에서 전기화학 전지에 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 할당된다. 제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 파라미터 값(WPar .)과 미리 결정된 관계를 갖는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 파라미터 값(WPar .)과 미리 결정된 관계를 갖는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5), 특히 요구에 부합하는 전지를 위한 추가 처리 단계가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 파라미터 값(WPar .)과 미리 결정된 관계를 갖지 않는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 선택적으로 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5'), 특히 요구에 부합하지 않는 전지를 위한 추가 수리 단계가 결정될 수 있다. 예를 들어 단계(S1)는 전지에 제거된 영역이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다. 제거된 영역이 존재하지 않는 것이 검출되는 경우에, 전지는 일반적인 예비 충전 방법 및 피니싱 가공 방법으로 처리된다. 그와 달리 전지가 요구에 부합하지 않는 것이 검출되는 경우에, 예를 들어 전지에 제거된 영역이 존재하는 것이 검출되는 경우에, 예를 들어 제거된 영역을 수리하기 위해, 전지는 선택적으로 0.15 내지 0.3 C로 충전될 수 있다. 또한, 0.03 C로 선택된 충전이 실시될 수도 있다. 제조 방법에서, 전지가 요구에 부합하는 것이 검출되는 경우에, 예비 충전 방법, 화성 방법(formation process)(특히 CC/CV-방법, 펄스 방법, 웨이브 방법 또는 CV-방법) 및 피니싱 가공 방법이 후속할 수 있다. 예를 들어 40 Ah이상의 충전 용량을 갖는 전지가 요구에 부합하지 않는 것이 검출되는 경우에, 처리 단계는 1분 내지 5분, 바람직하게는 3분의 시간 범위에 걸쳐 실시될 수 있다. 2개의 수리 단계 후에 전지가 전기 자동차를 위한 품질 요구에 부합하지 않는 것이 검출되는 경우에, 상기 전지는 전기 자동차에서 이용을 위해 선별 제거될 수 있다. 제조 방법에서 이러한 수리 단계들은 특히 높은 충전 용량을 갖는 대형 전지의 경우에 피니싱 가공(finishing) 시 중요할 수 있다.
예를 들어 PP/PE-분리막(폴리프로필렌/폴리에틸렌-분리막)을 포함하고, 예를 들어 20 Ah의 충전 용량을 갖는 LIPF-전지 또는 C/LIFP-전지의 경우, 0.15 C로 충전 시 45초 후에 개선이 이루진 것으로 밝혀졌다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시하고, 상기 처리 및/또는 수리 방법의 단계들(S1 내지 S3)은 제 1 실시예의 단계들에 상응하고, 반복 설명을 피하기 위해 상기 제 1 실시예가 참조된다.
제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 1 파라미터 값(WPar .1)을 포함하는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 1 파라미터 값(WPar .1)을 포함하는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5)가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 1 파라미터 값(WPar .1)을 포함하지 않는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5')가 결정될 수 있다.
도 3은 제 3 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시하고, 상기 처리 및/또는 수리 방법의 단계들(S1 내지 S3)은 제 1 실시예의 단계들에 상응하고, 반복 설명을 피하기 위해 상기 제 1 실시예가 참조된다.
제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 2 파라미터 값(WPar .2)을 포함하지 않는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 2 파라미터 값(WPar .2)을 포함하지 않는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5)가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 2 파라미터 값(WPar .2)을 포함하는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5')가 결정될 수 있다.
도 4는 제 4 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시하고, 상기 처리 및/또는 수리 방법의 단계들(S1 내지 S3)은 제 1 실시예의 단계들에 상응하고, 반복 설명을 피하기 위해 상기 제 1 실시예가 참조된다.
제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 3 파라미터 값(WPar .3)을 초과하는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 3 파라미터 값(WPar .3)을 초과하는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5)가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 3 파라미터 값(WPar .3)을 초과하지 않는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5')가 결정될 수 있다.
도 5는 제 5 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시하고, 상기 처리 및/또는 수리 방법의 단계들(S1 내지 S3)은 제 1 실시예의 단계들에 상응하고, 반복 설명을 피하기 위해 상기 제 1 실시예가 참조된다.
제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 4 파라미터 값(WPar .4)에 미달되는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 4 파라미터 값(WPar .4)에 미달되는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5)가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 4 파라미터 값(WPar .4)에 미달되지 않는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5')가 결정될 수 있다.
도 6은 제 6 실시예에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법의 흐름도를 도시하고, 상기 처리 및/또는 수리 방법의 단계들(S1 내지 S3)은 제 1 실시예의 단계들에 상응하고, 반복 설명을 피하기 위해 상기 제 1 실시예가 참조된다.
제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 5 파라미터 값(WPar .5) 주변의 미리 결정된 파라미터 범위 내에 있는지 여부가 결정된다. 파라미터 데이터(DPar.)가 미리 결정된 제 5 파라미터 값(WPar .5) 주변의 미리 결정된 파라미터 범위 내에 있는 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 1 후속 처리 단계(S5)가 결정된다. 그렇지 않고 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 5 파라미터 값(WPar .5) 주변의 미리 결정된 파라미터 범위 내에 있지 않은 경우에, 상기 전기화학 전지를 위해 미리 결정된 제 2 후속 처리 단계(S5')가 결정될 수 있다.
도 7은 파라미터 데이터의 검출 시 바람직한 단계들을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 파라미터 데이터의 검출 단계는 압력의 인가 후에 특히, 바람직하게 편평하게 형성된 전기화학 전지의 측면에 압력의 인가 후에 전기화학 전지의 내부 저항의 변동을 검출하는 단계(S1a) 및/또는 전기화학 전지의 내부 저항을 검출하는 단계(S1b) 및/또는 전기화학 전지의 내부 압력을 검출하는 단계(S1c) 및/또는 전기화학 전지의 무부하 전압을 검출하는 단계(S1d) 및/또는 전기화학 전지의 용량을 검출하는 단계(S1e) 및/또는 X-레이 방법을 이용해서 전기화학 전지의 내부 구조를 검출하는 단계(S1f)를 포함할 수 있다.
도 8은 각각의 전기화학 전지를 위한 경우에 따라서 결정된 후속 처리 시 바람직한 단계들을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전기화학 전지를 위한 후속 처리 방법은, 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 충전을 선택 및 실시하는 단계(S5a) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 경화를 선택 및 실시하는 단계(S5b) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 보관을 선택 및 실시하는 단계(S5c) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 형성(forming)을 선택 및 실시하는 단계(S5d) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 롤링을 선택 및 실시하는 단계(S5e) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 스프레딩을 선택 및 실시하는 단계(S5f) 및/또는 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e)의 적어도 하나의 결과에 의존해서 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 탈기를 선택 및 실시하는 단계(S5g)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 이러한 전기화학 전지를 포함하는 배터리, 이러한 전기화학 전지를 포함하고 특히 자동차에서 이용하기 위해 구성된 배터리에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배터리를 위한 유지 관리 방법에 관한 것이다.
S1 분석될 각각의 전기화학 전지의 파라미터 데이터를 검출하는 단계
S1a 압력의 인가 후에 전기화학 전지의 내부 저항의 변동을 검출하는 단계
S1b 전기화학 전지의 내부 저항을 검출하는 단계
S1c 전기화학 전지의 내부 압력을 검출하는 단계
S1d 전기화학 전지의 무부하 전압을 검출하는 단계
S1e 전기화학 전지의 용량을 검출하는 단계
S1f X-레이 방법을 이용해서 전기화학 전지의 내부 구조를 검출하는 단계
S2 제어 유닛에 파라미터 데이터를 전달하는 단계
S3 전기화학 전지에 파라미터 데이터를 할당하는 단계
S4 제어 유닛을 이용해서 미리 결정된 관계가 존재하는지 여부를 결정하는 단계
S4a 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 1 파라미터 값을 포함하는지 여부를 결정하는 단계
S4b 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 2 파라미터 값을 포함하지 않는지 여부를 결정하는 단계
S4c 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 3 파라미터 값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계
S4d 전달된 파라미터 데이터가 제 4 파라미터 값에 미달되는지 여부를 결정하는 단계
S4e 전달된 파라미터 데이터가 미리 결정된 제 5 파라미터 값 주변의 미리 결정된 파라미터 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
S5 전기화학 전지의 미리 결정된 제 1 처리 단계를 선택 및 실시하는 단계
S5' 전기화학 전지의 미리 결정된 제 2 처리 단계를 선택 및 실시하는 단계
S5a 전기화학 전지의 미리 결정된 충전을 선택 및 실시하는 단계
S5b 전기화학 전지의 미리 결정된 경화를 선택 및 실시하는 단계
S5c 전기화학 전지의 미리 결정된 보관을 선택 및 실시하는 단계
S5d 전기화학 전지의 미리 결정된 형성을 선택 및 실시하는 단계
S5e 전기화학 전지의 미리 결정된 롤링을 선택 및 실시하는 단계
S5f 전기화학 전지의 미리 결정된 스프레딩을 선택 및 실시하는 단계
S5g 전기화학 전지의 미리 결정된 탈기를 선택 및 실시하는 단계

Claims (6)

  1. 배터리, 특히 자동차에서 이용하기 위해 구성된 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법에 있어서,
    (S1) 각각의 전기화학 전지를 위한 적어도 하나의 후속 처리 단계(S5)를 결정하기 위해 분석될 각각의 전기화학 전지의 파라미터 데이터(DPar .)를 검출하는 단계;
    (S2) 제어 유닛에 상기 파라미터 데이터(DPar .)를 전달하는 단계;
    (S3) 상기 전기화학 전지에 상기 파라미터 데이터(DPar .)를 할당하는 단계, 바람직하게는 상기 파라미터 데이터(DPar .)를 각각의 전기화학 전지와 관련해서 저장하는 단계;
    (S4) 상기 제어 유닛을 이용해서 상기 파라미터 데이터가 할당된 전기화학 전지에 대해 상기 파라미터 데이터(DPar .)와 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar .1, WPar .2, WPar .3, WPar .4, WPar.5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    (S5) 상기 파라미터 데이터(DPar .)와 상기 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar.1, WPar .2, WPar .3, WPar .4, WPar .5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하는 것이 결정되면, 상기 전기화학 전지의 미리 결정된 제 1 처리 단계를 실시하고, 바람직하게는 상기 파라미터 데이터(DPar .)와 상기 미리 결정된 파라미터 값(WPar ., WPar .1, WPar .2, WPar .3, WPar .4, WPar.5) 사이에 미리 결정된 관계가 존재하지 않는 것이 결정되면, 상기 전기화학 전지의 미리 결정된 제 2 처리 단계를 실시하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파라미터 데이터(DPar .)를 검출하는 단계(S1)는,
    (S1a) 전압의 인가 후에 상기 전기화학 전지의 내부 저항의 변동을 검출하는 단계, 특히, 바람직하게 편평하게 형성된 상기 전기화학 전지의 측면에 전압의 인가 후에 내부 저항의 변동을 검출하는 단계;
    (S1b) 상기 전기화학 전지의 내부 저항을 검출하는 단계;
    (S1c) 상기 전기화학 전지의 내부 압력을 검출하는 단계;
    (S1d) 상기 전기화학 전지의 무부하 전압을 검출하는 단계;
    (S1e) 상기 전기화학 전지의 용량을 검출하는 단계; 또는
    (S1f) X-레이 방법을 이용해서 상기 전기화학 전지의 내부 구조를 검출하는 단계
    중 적어도 하나의 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 유닛을 이용해서 결정하는 단계(S4)는,
    (S4a) 전달된 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 1 파라미터 값(WSwt .1)을 포함하는지 여부를 결정하는 단계;
    (S4b) 상기 전달된 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 2 파라미터 값(WSwt .2)을 포함하지 않는지 여부를 결정하는 단계;
    (S4c) 상기 전달된 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 3 파라미터 값(WSwt .3)을 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
    (S4d) 상기 전달된 파라미터 데이터(DPar .)가 제 4 파라미터 값(WSwt .4)에 미달되는지 여부를 결정하는 단계; 또는
    (S4e) 상기 전달된 파라미터 데이터(DPar .)가 미리 결정된 제 5 파라미터 값(WSwt .5) 주변의 미리 결정된 파라미터 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
    중 적어도 하나의 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기화학 전지의 미리 결정된 제 1 처리 단계를 실시하는 단계(S5) 및/또는 상기 전기화학 전지의 미리 결정된 제 2 처리 단계를 실시하는 단계(S5')는,
    (S5a) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 충전, 바람직하게는 15 내지 60초의 지속 시간에 걸쳐 100 내지 850 mA의 충전 전류로 저속 충전을 선택 및 실시하는 단계;
    (S5b) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 경화를 선택 및 실시하는 단계;
    (S5c) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 보관을 선택 및 실시하는 단계,
    (S5d) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 형성을 선택 및 실시하는 단계;
    (S5e) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 롤링을 선택 및 실시하는 단계;
    (S5f) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 스프레딩을 선택 및 실시하는 단계;
    (S5g) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 인출을 선택 및 실시하는 단계;
    (S5h) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 스크레이핑을 선택 및 실시하는 단계; 또는
    (S5i) 상기 결정 단계(S4, S4a, S4b, S4c, S4d, S4e) 중 적어도 하나의 결과에 의존하여, 상기 전기화학 전지의 적어도 하나의 미리 결정된 탈기를 선택 및 실시하는 단계
    중 적어도 하나의 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리용 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 처리 및/또는 수리 방법에 따라 처리 또는 수리된 다수의 전기화학 전지를 포함하는, 배터리.
  6. 배터리를 위한 유지 관리 방법에 있어서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리를 위한 유지 관리 방법.
KR1020137034494A 2011-06-22 2012-06-01 전기화학 전지의 처리 및/또는 수리 방법 및 다수의 상기 전기화학 전지를 포함하는 배터리 KR20140045446A (ko)

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