KR20150050116A - 단위셀의 쇼트측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단위셀의 상면과 하면을 동시에 가압한 상태로 상기 단위셀의 쇼트를 측정하는 상부 및 하부 플레이트를 포함하는 쇼트측정장치에 관한 것으로, 상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에는 상기 단위셀의 상면과 하면을 각각 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부가 구비된다.

Description

단위셀의 쇼트측정장치{SHORT MEASURING APPARATUS OF UNIT CELL}
본 발명은 단위셀의 상면과 하면을 동시에 가압하여 쇼트를 측정하는 단위셀의 쇼트측정장치에 관한 것으로, 특히 단위셀의 상면과 하면을 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부가 구비된 단위셀의 쇼트측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전지자동차(EV), 하이브리드 전지자동차(HEV), 병렬형 하이브리드 전지자동차(PHEV) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있는데, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력, 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
그런데, 중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 제작되고 있으며, 최근에는 전자기기에 사용 가능한 소형의 이차전지가 개발되어 적용되고 있다.
한편, 전극조립체는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되며, 이러한 전극조립체는 긴 시트 형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체를 포함한다.
상기한 전극조립체에 대한 자세한 내용은 한국 공개특허번호 제2011-0082745호에 개시되어 있다.
즉, 전극조립체는 양극/분리막/음극이 순차적으로 적층되는 단위셀과, 각각의 단위셀 사이에 개재되는 분리막을 포함한다. (단위셀은 이외의 다른 구조를 가질 수도 있다.)
여기서 상기한 단위셀(2)은 도 1에 도시된 바와 같이, 양극/분리막/음극을 순차적으로 적층한 후, 쇼트측정장치를 이용하여 쇼트 여부를 검사하게 된다.
즉, 단위셀의 쇼트측정장치는 단위셀의 상면과 하면을 각각 가압한 상태로 양극에 형성된 양극탭과 음극에 형성된 음극탭에 쇼트실험기(미도시)의 (+)단자와 (-)단자를 각각 접촉시키며, 이에 분리막을 중심으로 대면하는 양극과 음극의 쇼트를 검사한다.
그러나 종래기술에 따른 쇼트측정장치는 단위셀의 적층시 발생하는 두께 편차로 인해 단위셀의 상면과 하면에 압력이 전달되지 않는 부분이 발생하며, 이 압력이 전달되지 못하는 부분에 의해 제품 불량이 자주 발생되는 문제가 있었다.
한국공개특허 제2011-0082745호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 단위셀의 상면과 하면을 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부를 구비하며, 이에 단위셀의 두께 편차에 상관없이 단위셀의 상면과 하면 전체를 가압할 수 있어 제품 불량 발생을 방지할 수 있는 단위셀의 쇼트측정장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 단위셀의 쇼트측정장치는 상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에 플렉시블(flexible)한 완충부를 구비함으로써 단위셀의 상면과 하면 전체를 가압한 상태로 쇼트를 측정할 수 있으며, 이에 정확한 쇼트측정이 가능하다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀의 쇼트측정장치는 단위셀의 상면과 하면을 동시에 가압한 상태로 상기 단위셀의 쇼트를 측정하는 상부 및 하부 플레이트를 포함하며, 상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에는 상기 단위셀의 상면과 하면을 각각 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부가 구비된다.
상기 완충부는 상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에 일체로 구비될 수 있다.
상기 완충부는 1kgf~100kgf 압력에서 탄성 변형을 일으키는 소재로 이루어질 수 있다.
상기 상부 및 하부 플레이트에서 상호 대응하는 일단은 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있다.
상기 단위셀은 제1 전극, 분리막, 제2 전극, 분리막 및 제1 전극이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다. 물론 반대일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 단위셀의 상면과 하면을 가압하는 상부 및 하부 플레이트 내면에 플렉시블(flexible)한 완충부를 구비하여 상기 단위셀의 상면과 하면을 탄력적으로 가압함으로써 단위셀의 두께 편차에 상관없이 단위셀의 상면과 하면 전체를 가압할 수 있으며, 이에 제품 불량 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 단위셀의 쇼트측정장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 단위셀의 쇼트측정장치를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 표시된 'A'부분 확대도.
본 발명의 단위셀의 쇼트측정장치는 단위셀의 상면과 하면을 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부를 구비하며, 이에 단위셀의 두께 편차에 상관 없이 단위셀의 상면과 하면 전체를 가압할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 실시예에 따른 단위셀 쇼트측정장치(100)는 단위셀의 최외각 상면과 하면을 각각 가압한 상태로 쇼트여부를 측정하는 것으로, 단위셀(200)의 상면과 하면을 동시에 가압하기 위한 상부 및 하부 플레이트(110)(120)를 포함한다.
여기서 상기 상부 및 하부 플레이트(110)(120)는 상호 대응하는 일단이 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있으며, 이에 사용 및 휴대의 편의성을 증대시킨다.
한편, 단위셀(200)은 도 2를 참조하면, 최외각에 전극이 배치되거나 또는 분리막이 배치되는 적층 구조를 가진다. 즉, 제1 전극, 분리막, 제2 전극, 분리막 및 제1 전극이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
일례로, 단위셀(200)은 도 2를 참조하면, 제1 전극(210), 분리막(220), 제2 전극(230), 분리막(220) 및 제1 전극(210)이 순차적으로 적층되어 형성되며, 이에 최외각에 제1 전극(210)이 각각 배치된다. 물론, 단위셀(200)은 최외각에 제2 전극이 배치되게 적층될 수도 있다.
여기서 제1 전극(210)과 제2 전극(230)은 서로 반대되는 전극이다. 일례로, 제1 전극(210)이 양극이면 제2 전극(230)은 음극이다. 물론 이의 반대일 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 단위셀 쇼트측정장치(100)는 상부 및 하부 플레이트(110)(120) 사이에 단위셀(200)을 배치한 상태로 상부 및 하부 플레이트(110)(120)를 닫히는 방향으로 회전시켜서 단위셀(200)의 상면과 하면을 가압하며, 이와 같은 상태에서 단위셀(200)에서 제1 전극의 제1 전극탭과 제2 전극의 제2 전극탭에 쇼트실험기(미도시)의 (+)단자와 (-)단자를 각각 접촉시켜서 쇼트여부를 검사한다. (도 2에서 전극탭은 도시하지 않았다.)
즉, 분리막(220)은 대면하는 제1 및 제2 전극(210)(230)의 활물질층이 전기적으로 연결되지 않게 절연하게 되는데, 분리막(220)이 훼손되어 쇼트가 발생하거나 또는 활물질층에 이물질이 유입되어 쇼트가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 단위셀 쇼트측정장치(100)는 단위셀(200)의 최외각 상면과 하면 전체를 가압하는데 한계가 있다. 즉, 단위셀(200)은 양극/분리막/음극을 순차적으로 적층할 시 두께 편차가 발생하며, 이 단위셀(200)의 두께 편차로 인해 상부 및 하부 플레이트(110)(120)가 단위셀의 상면과 하면 전체를 가압하지 못하여 압력을 인가받지 못하는 부분이 발생하고, 이 압력을 인가받지 못하는 부분에 의해 제품불량이 발생하는 문제(예를 들어, 쇼트 발생 여부를 정확히 측정하지 못해 쇼트가 발생한 제품이 그대로 출하되는 문제)가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 상부 및 하부 플레이트(110)(120)의 내면에는 단위셀(200)의 상면과 하면을 각각 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부(130)가 구비될 수 있다.
즉, 완충부(130)는 도 2를 참조하면, 상부 및 하부 플레이트(110)(120)의 내면에 일체로 형성되고, 폴리머(polymer) 재질로 이루어진다.
이와 같은 완충부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 플레이트(110)(120)을 통해 단위셀(200)의 상면과 하면을 각각 가압할 시 단위셀(200)의 상면과 하면을 탄력적으로 가압함으로써 단위셀(200)에서 두께 편차가 발생한 부분까지 밀착되게 가압할 수 있으며, 이에 압력이 인가받지 못하는 부분이 없어 제품 불량이 발생하는 것을 방지한다.
한편, 완충부(130)는 압력이 1kgf~100kgf에서 탄성 변형을 일으키는 소재로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 약한 두께 편차에도 완충부(130)를 통해 단위셀(200)의 상면과 하면을 탄력적으로 가압할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 단위셀의 쇼트측정장치는 상부 및 하부 플레이트(110)(120)의 내면에 플렉시블(flexible)한 완충부를 구비함으로써 두께 편차가 있는 단위셀까지 안정적으로 가압하여 쇼트 여부를 측정할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 쇼트측정장치
110: 상부 플레이트
120: 하부 플레이트
200: 단위셀

Claims (6)

  1. 단위셀의 상면과 하면을 동시에 가압한 상태로 상기 단위셀의 쇼트를 측정하는, 상부 및 하부 플레이트를 포함하는 쇼트측정장치에 있어서,
    상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에는 상기 단위셀의 상면과 하면을 각각 탄력적으로 가압하도록 플렉시블(flexible)한 완충부가 구비되는 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충부는 상기 상부 및 하부 플레이트의 내면에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 완충부는 1kgf~100kgf 압력에서 탄성 변형을 일으키는 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 및 하부 플레이트에서 상호 대응하는 일단은 회전 가능하게 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위셀은 제1 전극, 분리막, 제2 전극, 분리막 및 제1 전극이 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극인 것을 특징으로 하는 단위셀의 쇼트측정장치.
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