KR20150063254A - 셀의 성능 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀(cell)의 성능 측정방법에 관한 것이다. 본 발명은 정상 조건에서 충전과 방전하는 정상 충/방전 서브-사이클과, 가속 조건에서 충전과 방전하는 가속 충/방전 서브-사이클을 하나의 메인-사이클로 하여, 상기 메인-사이클을 반복하는 제1공정과; 상기 제1공정이 진행된 셀의 사이클 수명을 평가하는 제2공정을 포함하는 셀의 성능 측정방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 셀의 사이클 수명, 예를 들어 하이브리드 커패시터 등의 셀에 대한 사이클 수명을 단시간에 정확하게 측정할 수 있다.

Description

셀의 성능 측정방법 {METHOD FOR TESTING PERFORMANCE OF CELL}
본 발명은 셀(cell)의 성능 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 커패시터(Hybrid Capacitor) 등의 셀에 대한 사이클 수명(cycle life) 등을 단시간에 정확하게 평가할 수 있는 셀의 성능 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전지나 트랜지스터 등의 셀(cell)은 개발이나 제조가 완료된 후, 성능이 측정된다. 예를 들어, 전기적 특성이나 사이클 수명(cycle life) 등의 성능이 측정된다. 특히, 에너지 저장장치로서의 전기화학소자, 예를 들어 커패시터(capacitor)나 리튬 이온(Li+) 전지 등의 2차 전지 등은 새로운 제품을 개발하거나 기존 제품의 품질 관리를 위해, 사이클 수명이 기준을 만족하는 지를 측정할 필요가 있다.
셀의 성능 측정은 작동 전압이나 전류, 그리고 용량 등의 전기적 특성을 평가하여 셀을 성능(등급)별로 선별하는 데에도 목적이 있지만, 무엇보다 소비자와의 신뢰성을 위해서 매우 중요하다. 셀이 요구 특성에 미치지 못하거나 사이클 수명이 짧은 경우, 관련 전기ㆍ전자 제품에 손상을 줄 수 있기 때문이다. 이에 따라, 대부분의 셀은 상용화되기 이전에 신뢰성의 일환으로서, 전기적 특성 및 사이클 수명 등의 성능이 측정된다.
예를 들어, 커패시터 등의 전기화학소자는 자가 방전(SD ; Self-Discharge), 누설 전류(LC ; Leakage Current), 등가직렬저항(ESR ; Equivalent Series Resistance) 및 용량(CAP ; Capacitance) 등의 전기적 특성이 측정된다. 이러한 전기적 특성의 측정은 관련 측정기기가 주로 이용된다.
또한, 사이클 수명의 경우, 충전과 방전을 반복함에 따른 셀의 용량 감소를 통해 평가(예측)하고 있다. 예를 들어, 커패시터나 리튬 이온 전지 등의 경우, 수회의 충전과 방전을 반복한 후, 초기 용량의 80% 이상이 되어야 한다는 등의 기준이 요구되고 있다. 이러한 기준은 제조사 자체의 기준, 또는 고객사의 기준에 의해 다르게 요구될 수 있다.
종래, 셀의 사이클 수명은, 대부분의 경우 실제 사용 환경 조건(정상 조건)에서 충전과 방전을 반복 진행한 후, 잔존 용량을 평가함으로써 측정(예측)하고 있다. 그러나 이 경우 셀의 수명 평가에 장기간이 소요된다.
이에, 수명 평가의 시간 단축을 위해, 셀의 실제 사용 환경 조건(정상 조건)보다 가혹한 조건(가속 조건)에서 충전과 방전을 반복 진행하여 측정하는 방법이 시도되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0903489호, 대한민국 공개특허 제10-2013-0073802호 및 일본 공개특허 2009-281916호에는 이와 관련한 기술이 제시되어 있다.
그러나 상기 선행 특허문헌들을 포함한 종래의 측정방법은 정확하지 않거나 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 구체적으로, 가속 조건에서 충전과 방전을 계속 반복하는 경우, 셀의 열화가 심하여 비정상적인 특성을 갖는다. 또한, 장수명 특성을 가지는 커패시터, 예를 들어 대략 50만회의 사이클 수명을 가지는 하이브리드 커패시터나, 대략 100만회의 사이클 수명을 가지는 전기이중층 커패시터(EDLC)의 경우에는 시간이 오래 걸린다. 아울러, 상기 선행 특허문헌들에 제시된 방법은 사이클 수명의 측정에만 국한되는 문제점도 지적된다.
대한민국 등록특허 제10-0903489호 대한민국 공개특허 제10-2013-0073802호 일본 공개특허 2009-281916호
이에, 본 발명은 하이브리드 커패시터 등의 셀에 대한 사이클 수명 등을 단시간에 정확하게 측정할 수 있는 셀의 성능 측정방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사이클 수명을 측정하는 과정에서, 예를 들어 누설 전류, 저항 및/또는 용량 등의 전기적 성능도 함께 측정할 수 있는 셀의 성능 측정방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
정상 조건에서 충전과 방전하는 정상 충/방전 서브-사이클과, 가속 조건에서 충전과 방전하는 가속 충/방전 서브-사이클을 하나의 메인-사이클로 하여, 상기 메인-사이클을 반복하는 제1공정과;
상기 제1공정이 진행된 셀의 사이클 수명을 평가하는 제2공정을 포함하는 셀의 성능 측정방법을 제공한다.
이때, 상기 제1공정은 둘 이상의 구간을 포함하고, 이중 하나 이상의 구간은 정상 충/방전 서브-사이클과 가속 충/방전 서브-사이클의 조건; 정상 충/방전 서브-사이클과 가속 충/방전 서브-사이클의 반복 횟수; 및 정상 충/방전 서브-사이클의 반복 횟수와 가속 충/방전 서브-사이클 반복 횟수의 비율 중에서 선택된 하나 이상이 다르게 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1공정은 P1, P2 및 P3 구간을 포함하고, 이중에서 P2 구간은 P1 및 P3 구간과 대비하여 가속 충/방전 서브-서브 사이클의 조건을 더 가혹하게 하거나, 가속 충/방전 서브-서브 사이클의 반복 횟수가 정상 충/방전 서브-사이클의 횟수보다 많은 조건에서 진행할 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 정상 충/방전 서브-사이클은,
정전류(CC) 충전한 후, 정전압(CV) 충전하는 정상 충전 단계; 및
정전류(CC) 방전하는 정상 방전 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 가속 충/방전 서브-사이클은,
정전류(CC) 충전한 후, 정전압(CV) 충전하는 가속 충전 단계; 및
정전류(CC) 방전하는 가속 방전 단계를 포함할 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 메인-사이클은, 정상 충/방전 서브-사이클 이후에 진행되는 제1휴지기; 및 가속 충/방전 서브-사이클 이후에 진행되는 제2휴지기로부터 선택된 하나 이상의 휴지기(rest time)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1공정은, 메인-사이클을 수회 반복한 후에 진행되는 것으로서, 정상 조건에서 충/방전하는 정상 충/방전 안정-사이클을 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 제1공정은, 상기 정상 충/방전 안정-사이클을 진행한 후에 진행되는 것으로서, 셀을 완전 방전하는 완전 방전 사이클을 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제2공정은,
셀의 초기 용량을 측정하는 제1단계;
상기 제1공정을 반복한 후의 유지 용량을 측정하는 제2단계; 및
상기 초기 용량과 유지 용량을 비교하여 셀의 사이클 수명을 판단하는 제3단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 누설전류, 저항, 자가 방전 및 용량 중에서 선택된 하나 이상의 전기적 특성을 측정하는 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 셀의 사이클 수명, 예를 들어 하이브리드 커패시터 등의 셀에 대한 사이클 수명을 단시간에 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 사이클 수명을 측정하는 과정에서 전기적 특성, 예를 들어 누설 전류, 저항 및/또는 용량 등의 전기적 특성도 함께 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 형태에 따른 측정방법의 제1공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 예시적인 형태에 따른 측정방법을 설명하기 위한 것으로서, 셀의 시간에 따른 전압 특성을 보인 그래프이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 측정방법의 전체 순서도를 보인 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 정상 조건(5mA/F) 및 각 가속 조건에서 방전 시, 시간에 따른 전압을 평가한 결과를 보인 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라서 사이클 수명 평가한 결과를 보인 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 셀의 성능 측정방법(이하, '측정방법'으로 약칭한다.)은 정상 조건에서 충전과 방전하는 정상 충/방전 서브-사이클(sub-cycle)과, 가속 조건에서 충전과 방전하는 가속 충/방전 서브-사이클을 하나의 메인-사이클(main-cycle)로 하여, 상기 메인-사이클을 반복하는 제1공정과; 셀의 사이클 수명을 평가하는 제2공정을 포함한다.
구체적으로, 상기 제1공정에서는 정상 조건에서의 충/방전과 가속 조건에서의 충/방전을 1개의 사이클(cycle)로 하고, 이를 N회 반복한다. 그리고 상기 제2공정에서는, 제1공정이 진행된 셀에 대하여 적어도 사이클 수명을 평가한다.
본 발명에서, "서브", "메인", "제1", 및 "제2" 등의 용어는, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 사용되는 용어는 특별히 규정하지 않는 한 아래와 같다.
- 사용 온도 범위(category temperature range) : 셀이 연속적으로 동작하도록 설계한 주위의 온도 범위(최저 사용 온도 ~ 최고 사용 온도)
- 정격 온도(rated temperature) : 정격 전압(VR 또는 UR)을 연속적으로 인가할 수 있는 주위 온도의 최고치
- 정격 전압(VR 또는 UR ; rated voltage) : 최저 사용 온도와 정격 온도 사이의 임의의 온도에서 셀에 연속적으로 인가할 수 있는 직류(DC) 전압의 최고치 또는 펄스 전압의 첨두값
- 정격 전류(IR ; rated current) : 정격 전압(VR)에서의 직류(DC) 전류
- 정격 정전용량(CR ; rated capacitance) : 셀의 실제 정전용량
- 정전류(CC ; constant current) : 일정하게 유지되는 전류
- 정전압(CV ; constant voltage) : 일정하게 유지되는 전압
또한, 본 발명에서, 상기 "정상 조건"과 "가속 조건"은 특별히 제한되지 않으며, 이들은 셀의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 정상 조건은 통상적인 의미와 같다. 즉, 정상 조건은 셀의 실제 사용 환경 조건이다. 정상 조건은, 예를 들어 셀의 실제 사용 환경 조건에서의 온도, 전류 및/또는 전압 등으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, 정상 조건은 특별히 규정하지 않는 한 각 셀의 실제 사용 규격이 될 수 있다. 예를 들어, 온도의 경우에는 상기에서 정의한 사용 온도 범위가 될 수 있고, 전류 및 전압의 경우에는 상기에서 정의한 정격 전류(IR) 및 정격 전압(VR 또는 UR)이 될 수 있다. 또한, 가속 조건은 정상 조건(셀의 실제 사용 환경 조건)보다 가혹한 조건이다. 가속 조건의 경우에도 온도, 전류 및/또는 전압 등으로부터 선택될 수 있으며, 이들은 정상 조건보다 가혹하여 셀에 열화를 가할 수 있으면 좋다. 그리고 본 발명에서, "충/방전"은 '충전과 방전'을 의미한다.
본 발명에서, 측정의 대상이 되는 셀은 특별히 제한되지 않으며, 이는 충/방전이 가능한 것이면 좋다. 셀은 에너지 저장장치로서의 전기화학소자 등으로부터 선택될 수 있다. 셀은, 예를 들어 리튬 이온(Li+) 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈-수소(Ni-H) 전지, 납축 전지 및 전해 콘덴서 등의 일반 2차 전지; 세라믹 커패시터, Al 전해 커패시터 및 Ta 커패시터 등의 일반 커패시터; 그리고 전기이중층 커패시터(EDLC ; Electric Double Layer Capacitor), 의사 커패시터(Pseudo Capacitor) 및 하이브리드 커패시터(Hybrid Capacitor) 등의 슈퍼 커패시터(Super Capacitor) 등을 포함한다. 아울러, 셀의 형상이나 및 크기 등은 제한되지 않는다. 셀의 형상은, 예를 들어 각형, 원통형, 코인형 및 파우치형 등을 포함한다.
본 발명에서, 측정의 대상이 되는 셀은 구체적인 예를 들어 슈퍼 커패시터, 보다 구체적인 예를 들어 하이브리드 커패시터 등으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 하이브리드 커패시터는 양극형 및 음극형을 포함한다. 하이브리드 커패시터는, 예를 들어 전극 재료로서 양극에는 금속산화물 소재를 사용하고, 음극에는 활성탄을 사용하는 양극형 하이브리드 커패시터와; 음극에는 금속산화물을 사용하고, 양극에는 활성탄을 사용하는 음극형 하이브리드 커패시터를 포함한다. 그리고 전극 재료로서의 상기 금속산화물은, 예를 들어 리튬(Li), 티탄(Ti), 루테늄(Ru),망간(Mn), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al) 및 바나듐(V) 등으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따라 측정되는 셀의 성능은 적어도 사이클 수명 특성을 포함한다. 본 발명에 따라 측정되는 셀의 성능은 선택적으로 셀의 전기적 특성 등을 더 포함한다. 즉, 본 발명은 셀의 적어도 사이클 수명 특성을 평가(예측)하며, 선택적으로 셀의 전기적 특성 등을 더 평가할 수 있다. 상기 전기적 특성은 셀의 종류에 따라 다를 수 있으며, 이는 예를 들어 누설전류, 저항, 및 용량 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 이때, 상기 저항은 DC 저항 및/또는 AC 저항으로부터 선택되며, 보다 구체적인 예를 들어 DC 등가직렬저항(DC. ESR) 등으로부터 선택될 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적인 형태를 설명한다. 도 1에는 본 발명을 설명하기 위한 제1공정의 개념도가 도시되어 있다. 본 발명에서, 제1공정은 전술한 바와 같이 메인-사이클(M-C)을 수회 반복하는 공정이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 측정방법은 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 하나의 메인-사이클(M-C)로 한다. 그리고 상기 메인-사이클(M-C)은 수회 반복된다. 보다 구체적으로, 제1공정은 본 발명에 따라서 정상 조건에서 충/방전하는 제1단계; 상기 제1단계를 진행한 후에 가속 조건에서 충/방전하는 제2단계를 포함하되, 상기 제1단계와 제2단계를 하나의 '열화 사이클 공정'으로 하고, 이러한 열화 사이클 공정을 수회 반복한다.
상기 메인-사이클(M-C)의 횟수는 제한되지 않는다. 도 1을 참조하면, 메인-사이클(M-C)의 횟수는 N회이며, 여기서 N은 1 이상의 정수로서 상한치는 제한되지 않는다. 메인-사이클(M-C)의 횟수(N)는 셀의 종류, 및/또는 가속 조건에 달라질 수 있다.
또한, 상기 메인-사이클(M-C)은 적어도 1회 이상의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과, 적어도 1회 이상의 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 포함한다. 즉, 한 회의 메인-사이클(M-C) 내에서 각 서브-사이클(S-C1)(S-C2)의 횟수는 1회 또는 2회 이상이다. 도 1을 참조하면, 어느 한 회의 메인-사이클(M-C) 내에서, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)은 n회가 될 수 있으며, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)은 m회가 될 수 있다. 이때, 상기 n과 m은 1 이상의 정수이며, 그 상한치는 제한되지 않는다.
아울러, 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 횟수(n)와 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 횟수(m)는 1 ~ 100 : 100 ~ 1의 비를 가질 수 있다. 즉, n/m = 0.01 ~ 100이 될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 어느 한 회의 메인-사이클(M-C) 내에서, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 횟수 n은 1 ~ 100이 될 수 있으며, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 횟수 m은 1 ~ 100이 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 1회 이상의 정상 충/방전과, 1회 이상의 가속 충/방전이 주기를 이루며 계속적으로 반복된다. 그리고 가속 충/방전 간의 사이, 즉 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 사이에는 적어도 1회 이상의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)이 진행된다. 도 1을 참조하면, 일례를 들어 n과 m은 1이고, N은 3인 경우, 제1공정은 S-C1 --> S-C2 -- > S-C1 --> S-C2 --> S-C1 --> S-C2의 공정을 포함하여, 어느 하나의 S-C2와 인접하는 다른 S-C2의 사이에는 S-C1이 진행된다.
본 발명에 따르면, 위와 같은 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 주기적인 반복에 의해 셀의 사이클 수명을 단시간에 정확하게 평가될 수 있다. 즉, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)에 의해 수명 평가 시간이 단축된다. 그리고 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2) 간의 사이에 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)이 진행되어, 셀의 사이클 수명을 정확하게 평가될 수 있다.
셀의 사이클 수명을 평가함에 있어, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 횟수(m)가 많을수록 수명 평가 시간의 단축에 유리할 수 있다. 그러나 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)만을 계속적으로 반복하는 경우, 즉 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2) 간의 사이에 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)이 진행되지 않는 경우, 셀의 열화가 심해져 비정상적인 특성을 갖는다. 구체적으로, 열화에 열화가 더해져 셀은 정상적으로 구동되기 어렵고, 이는 수명 평가의 정확도가 떨어진다. 이때, 정상적인 구동을 가능하게 하는 가속 충/방전만의 계속적인 반복 횟수(가속 계수)를 정하는 방법을 고려해 볼 수 있지만, 셀의 종류마다 특성이 달라 가속 계수를 정하기가 어렵고 시간이 오래 걸린다. 또한, 정해진 가속 계수가 정확하다고도 볼 수 없다.
본 발명은 이를 개선한다. 즉, 본 발명에 따라서, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 주기적인 반복에 의해, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2) 간의 사이에 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)이 진행되는 경우, 가속에 의한 열화가 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에 의해 회복되어, 셀은 정상적인 특성을 갖는다. 이에 따라, 수명 평가의 정확도가 높다. 그리고 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 가속 조건에 따라 수명 평가의 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 제1공정은 둘 이상의 구간을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1공정이 둘 이상의 구간을 포함하는 경우, 어느 하나 이상의 구간은 다른 구간과 비교하여 상기 메인-사이클(M-C)을 다르게 할 수 있다. 즉, 메인-사이클(M-C)의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 조건 내지 반복 횟수를 다르게 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1공정은 P1,ㆍㆍㆍ, PM 구간(M은 1 이상의 정수이다)을 포함하고, 이중에서 적어도 하나 이상의 구간은 다른 구간과 비교하여, 메인-사이클(M-C)의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1) 및 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 조건 내지 횟수가 다를 수 있다. 즉, 상기 제1공정은 M개의 구간을 가지되, 이중에서 하나 이상의 구간은 다른 구간과 비교하여 각 서브-사이클(S-C1)(S-C2)의 조건 및 횟수 중에서 선택된 하나 이상이 다를 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1공정은 M개의 구간으로 구분되고, 이중에서 하나 이상의 구간은 다른 구간과 비교하여, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 조건(온도, 전류 및/또는 전압 등); 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 반복 횟수(즉, n과 m); 및 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2) 횟수의 비율(n/m의 값) 중에서 선택된 하나 이상이 다를 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 제1공정은, 상기 M이 3인 경우로서, 적어도 P1, P2 및 P3 구간을 포함하되, 이중에서 P2 구간은 P1 및 P3 구간과 비교하여 가속 충/방전 서브-서브 사이클(S-C2)의 조건을 더 가혹하게 진행하거나, 가속 충/방전 서브-서브 사이클(S-C2)의 반복 횟수(m)가 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 횟수(n)보다 많은 조건(m > n)에서 진행될 수 있다. 이때, 일례를 들어, P2 구간의 n/m은 0.01 ~ 1이고, P1 및 P3 구간의 n/m은 1 ~ 100이 될 수 있다. 이와 같이 진행하는 경우, 수명 평가 시간을 더욱 효과적으로 단축시킬 수 있으며, 이는 또한 슈퍼 커패시터(하이브리드 커패시터 등)의 셀 수명 평가에 매우 유용할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)은 다음과 같이 진행되는 것이 바람직하다. 이하에서 설명되는 바람직한 실시 형태는, 예를 들어 슈퍼 커패시터, 보다 구체적인 예를 들어 하이브리드 커패시터 등에 유용하게 적용될 수 있다. 이를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1공정을 설명하기 위한 것으로서, 이는 시간에 따른 전압 특성을 보인 그래프이다. 도 2는 초기 1회의 메인-사이클(M-C)을 보인 것이다. 보다 구체적으로, 도 2는 1회(n = 1)의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 1회(m = 1)의 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 포함하는 메인-사이클(M-C)를 보인 것이다. 도 3은 N회의 메인-사이클(M-C)을 개략적으로 보인 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 구체적인 구현예에 따른 측정방법의 전체 순서도를 예시적으로 보인 것이다. 이때, 도 4에 보인 수치는, 단지 설명의 편의를 위해 예시적으로 나타낸 것이다.
먼저, 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)은, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서 정상 조건에서 셀을 정전류(CC ; constant current)로 충전한 후, 정전압(CV ; constant voltage)으로 충전하는 정상 충전 단계; 및 정전류(CC)로 방전하는 정상 방전 단계를 포함할 수 있다. 이때, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)은 초기 1회(n = 1)의 경우, 정전류(CC) 충전에 앞서 휴지 단계(Rest step)를 더 포함할 수 있다. 휴지 단계는, 예를 들어 10초 내지 5분 동안 진행될 수 있다. 이러한 휴지 단계에 의해 셀은 자가 방전 및/또는 충전되어, 예를 들어 0(zero) ~ 0.5V의 전압을 가질 수 있다.
본 발명에서, "휴지"는 충전과 방전을 진행하지 않는 것이면 여기에 포함한다. 휴지는, 예를 들어 전원의 오프(off)를 통해 진행될 수 있다. 또한, 본 발명에서, 상기 정전류(CV) 및 정전압(CV)은 앞서 정의한 바와 같이 일정하게 유지되는 전류 및 전압을 의미하며, 이들의 실제 값은 제한되지 않는다.
상기 정상 충전 단계에서는, 정상 조건에서 정전류(CC) 충전과 정전압(CV) 충전을 연속 진행하되, 상기 정전류(CC) 충전에서는 제1전류(I1)의 정전류(CC)로 제1전압(V1)까지 충전한다. 이때, 제1전류(I1) 및 제1전압(V1)은 각각 정상 조건의 전류 및 전압이며, 이들은 셀의 종류와 규격에 따른다. 제1전류(I1)는 해당 셀의 정격 전류(IR)이며, 이는 예를 들어 셀의 정격 정전용량(CR) 등에 따라 정해질 수 있다. 제1전류(I1)는, 구체적인 예를 들어 0.1mA/F ~ 500A/F가 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 1mA/F ~ 100A/F 또는 5mA/F ~ 75mA/F가 될 수 있다. 그리고 제1전압(V1)은 해당 셀의 정격 전압(VR)이다. 상기 정격 전압(VR)은 앞서 언급한 바와 같이 해당 셀에 따라 다를 수 있으며, 이는 특별히 한정하는 것은 아니지만 예를 들어 2.1V, 2.3V, 2.5V, 2.7V, 3.2V 등이 될 수 있다. 정전류(CC) 충전 후에는 제1전압(V1)에서, 즉 정격 전압(VR)에서 정전압(CV) 충전한다.
상기 정상 충전 단계에서, 정전류(CC) 충전 시간(도 2에서, T1-T2 구간)은 제1전압(V1)에 도달하는 시간, 즉 정격 전압(VR)에 도달하는 시간이면 좋다. 정전류(CC) 충전 시간(T1-T2)은, 예를 들어 1분 ~ 20분이 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 3분 ~ 10분이 될 수 있다. 그리고 정전압(CV) 충전 시간(도 2에서, T2-T3 구간)은, 예를 들어 10분 ~ 60분이 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 20분 ~ 40분이 될 수 있다.
상기 정상 방전 단계에서는 제1전류(I1)의 정전류(CC)로 제2전압(V2)까지 방전한다. 이러한 정상 방전 단계에서의 제1전류(I1)는 상기 정상 충전 단계와 같다. 즉, 제1전류(I1)는 상기 예시한 바와 같이 0.1mA/F ~ 500A/F가 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 1mA/F ~ 100A/F 또는 5mA/F ~ 75mA/F가 될 수 있다. 그리고 상기 제2전압(V2)은 하기 [수학식 1]을 만족하는 것이 좋다.
[수학식 1]
0 ≤ V2/V1 ≤ 0.9
상기 수학식 1에서, V1은 정상 충전 단계의 제1전압(V1), 즉 해당 셀의 정격 전압(VR)이다. 상기 제2전압(V2)은, 구체적인 예를 들어 0.1V1(VR) 내지 0.9V1(VR)이 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 0.4V1(VR) 내지 0.6V1(VR)이 될 수 있다.
상기 정상 방전 단계에서, 정전류(CC) 방전 시간(도 2에서, T3-T4 구간)은 상기 [수학식 1]을 만족하는 제2전압(V2)에 도달하는 시간이면 좋다. 정전류(CC) 방전 시간(T3-T4 구간)은, 예를 들어 1분 ~ 20분이 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 3분 ~ 10분이 될 수 있다.
또한, 예시적인 구현예에 따라서, 상기 정상 방전 단계는 2개의 단계로 구분될 수 있다. 구체적으로, 정상 방전 단계는 제1전류(I1)의 정전류(CC)로 드롭 전압까지 방전하는 1차 방전 단계 a)와, 제1전류(I1)의 정전류(CC)로 제2전압(V2)까지 방전하는 2차 방전 단계 b)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 1차 방전 단계 a)은 예를 들어 0.5초 내지 10초 동안, 보다 구체적인 예를 들어 1초 내지 5초 동안 진행될 수 있으며, 상기 2차 방전 단계 b)는 1분 내지 10분, 보다 구체적인 예를 들어 2분 내지 8분 동안 진행될 수 있다.
상기 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)은, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서 가속 조건에서 셀을 정전류(CC)로 충전한 후, 정전압(CV)으로 충전하는 가속 충전 단계; 및 정전류(CC)로 방전하는 가속 방전 단계를 포함할 수 있다.
상기 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)에서, 가속 조건은 전술한 바와 같이 정상 조건보다 가혹한 충/방전 조건이면 여기에 포함하며, 구체적인 예를 들어 정상 조건보다 가혹한 온도, 전류 및 전압 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 온도의 경우에는 셀의 실제 사용 온도 범위보다 낮거나 높은 온도 조건으로부터 선택될 수 있다. 그리고 전류 및 전압의 경우에는 해당 셀의 사용 규격보다 높은 전류 및 전압으로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 전류의 경우에는 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 제1전류(I1)보다 높은 전류이며, 전압의 경우에는 정격 전압(VR)보다 높은 전압이 될 수 있다. 가속 조건은, 바람직하게는 전류로부터 선택될 수 있으며, 보다 구체적으로는 아래에서 예시한 바와 같이 제1전류(I1)보다 높은 제2전류(가속 전류, I2)로부터 선택될 수 있다.
예시적인 형태에 따라서, 상기 가속 충전 단계에서는 가속 조건에서 정전류(CC) 충전과 정전압(CV) 충전을 연속 진행하되, 상기 정전류(CC) 충전에서는 제2전류(I2)의 정전류(CC)로 제1전압(V1)까지 충전한다. 이때, 제2전류(I2)는 가속 전류로서, 이는 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서의 제1전류(I1)보다 높은 전류이면 특별히 제한되지 않는다. 제2전류(I2)는, 예를 들어 상기 제1전류(I1)의 1.2배 이상, 구체적인 예를 들어 1.2배 내지 40배가 될 수 있으며, 바람직하게는 하기 [수학식 2]를 만족하면 좋다.
[수학식 2]
1.5 ≤ I2/I1 ≤ 20
본 발명의 바람직한 형태에 따라서, 제2전류(I2)가 상기 [수학식 2]를 만족하는 경우, 예를 들어 슈퍼 커패시터 등의 가속 조건, 보다 구체적인 예를 들어 하이브리드 커패시터 등의 가속 조건으로 유용하다. 즉, 하이브리드 커패시터 등의 수명 평가 시간의 단축에 매우 유리하다. 보다 구체적으로, 상기 제2전류(I2)는 제1전류(I1)의 2배 내지 15배가 될 수 있다. 상기 제2전류(I2)는, 일례를 들어 제1전류(I1)의 10배로서, 제1전류(I1)가 25mA/F인 경우, 이는 250mA/F의 가속 전류가 될 수 있다.
또한, 상기 가속 충전 단계에서, 정전류(CC) 충전 시간(도 2에서, T6-T7 구간)은 제2전류(I2)의 충전으로 제1전압(V1)에 도달하는 시간, 즉 정격 전압(VR)에 도달하는 시간이면 좋다. 이러한 정전류(CC) 충전 시간(T6-T7)은, 예를 들어 0.5초 ~ 20초가 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 2초 내지 10초가 될 수 있다. 그리고 정전압(CV) 충전 시간(도 2에서, T7-T8 구간)은, 제1전압(V1)에서 예를 들어 30초 ~ 10분이 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 1분 내지 5분이 될 수 있다.
상기 가속 방전 단계에서는 제2전류(I2)의 정전류(CC)로 제2전압(V2)까지 방전한다. 이때, 가속 방전 단계에서의 제2전류(I2) 및 제2전압(V2)은 상기한 바와 같다. 즉, 제2전류(I2)는 상기 가속 충전 단계의 전류로서, 이는 바람직하게는 상기 [수학식 2]를 만족한다. 그리고 가속 방전 단계에서의 제2전압(V2)은 상기 정상 방전 단계에서의 전압으로서, 이는 바람직하게는 상기 [수학식 1]을 만족한다.
아울러, 상기 가속 방전 단계에서, 정전류(CC) 방전 시간(도 2에서, T8-T9 구간)은 제2전류(I2)의 방전으로 제2전압(V2)에 도달하는 시간, 즉 상기 [수학식 1]을 만족하는 전압에 도달하는 시간이면 좋다. 이러한 정전류(CC) 방전 시간(T8-T9)은, 예를 들어 0.5초 ~ 20초가 될 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 2초 내지 10초가 될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 메인-사이클(M-C)은 위와 같은 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)과 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 포함하되, 선택적으로 휴지기를 더 포함할 수 있다. 이때, 휴지기는 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1) 이후에 진행되는 제1휴지기(R1); 및 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2) 이후에 진행되는 제2휴지기(R2)로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 메인-사이클(M-C)은 1회 이상의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)을 진행한 후에 실시되는 제1휴지기(R1), 및/또는 1회 이상의 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 진행한 후에 실시되는 제2휴지기(R2)를 더 포함할 수 있다. 휴지는, 전술한 바와 같이 예를 들어 전원의 오프(off)를 통해 진행될 수 있다.
이때, 상기 제1휴지기(R1)는, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 정상 방전 단계 이후에 진행되며, 이는 예를 들어 1분 내지 10분 동안 진행될 수 있다. 또한, 상기 제1휴지기(R1)는 1차 휴지 단계(R11)와 2차 휴지 단계(R12)를 포함할 수 있다. 그리고 1차 휴지 단계(R11)는 10초 내지 2분의 시간 동안(도 2에서, T4-T5 구간) 진행될 수 있으며, 2차 휴지 단계(R12)는 2분 내지 8분의 시간 동안(도 2에서, T5-T6 구간) 진행될 수 있다. 보다 구체적인 일례를 들어, 상기 1차 휴지 단계(R11)는 1분 동안 진행될 수 있으며, 상기 2차 휴지 단계(R12)는 4분 동안 진행될 수 있다.
또한, 상기 제2휴지기(R2)는 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)의 가속 방전 단계 이후에 진행되며, 이는 예를 들어 1분 내지 10분 동안 진행될 수 있다. 아울러, 이러한 제2휴지기(R2)의 경우에도 1차 휴지 단계(R21)와 2차 휴지 단계(R22)를 포함할 수 있다. 그리고 1차 휴지 단계(R21)는 10초 내지 2분의 시간 동안(도 2에서, T9-T10 구간) 진행될 수 있으며, 2차 휴지 단계(R22)는 2분 내지 8분의 시간 동안(도 2에서, T10-T11 구간) 진행될 수 있다. 보다 구체적인 일례를 들어, 상기 1차 휴지 단계(R21)는 1분 동안 진행될 수 있으며, 상기 2차 휴지 단계(R22)는 4분 동안 진행될 수 있다.
한편, 본 발명에서, 제1공정은 위와 같은 메인-사이클(M-C)을 수회 반복한 후에 진행되는 정상 충/방전 안정-사이클(C3)을 더 포함할 수 있다. 즉, 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)에 후속하여 진행되는 정상 충/방전 안정-사이클(C3)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 정상 충/방전 안정-사이클(C3)은 N회 메인-사이클(M-C)의 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)을 진행한 후에, 보다 구체적으로 N회 메인-사이클(M-C)의 제2휴지기(R2)를 진행한 후에 진행될 수 있다.
상기 정상 충/방전 안정-사이클(C3)은 가속 충/방전 서브-사이클(S-C2)에 의해 열화된 셀을 안정화시키기 위한 것으로서, 이는 정상 조건에서 진행된다. 이러한 정상 충/방전 안정-사이클(C3)은 정상 조건에서 충전과 방전(충/방전)을 1사이클로 하여, 상기 충/방전 1사이클을 1회 이상 진행한다. 예를 들어, 1 ~ 3회 진행한다. 이때, 정상 충/방전 안정-사이클(C3)의 충/방전 조건은 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 조건(정상 조건)과 동일하다.
구체적으로, 상기 정상 충/방전 안정-사이클(C3)은, 정상 조건에서 셀을 정전류(CC)로 충전한 후, 정전압(CV)으로 충전하는 정상 충전 단계; 및 정전류(CC)로 방전하는 정상 방전 단계를 포함한다. 이러한 정상 충/방전 안정-사이클(C3)에서, 상기 각 정상 충전 단계 및 정상 방전 단계의 구체적인 실시 형태는, 상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서 설명한 바와 같으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 도 3에서, 정상 충/방전 안정-사이클(C3)은 시간 T11-T12의 구간이다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에서 상기 제1공정은, 상기 정상 충/방전 안정-사이클(C3)에 후속하여 진행되는 것으로서, 셀의 최소 전압까지 완전 방전하는 완전 방전 사이클(C4)을 더 포함할 수 있다. 즉, 완전 방전 사이클(C4)을 통해, 해당 셀을 방전 전압까지 방전시킨다. 도 3에서, 완전 방전 사이클(C4)은 시간 T12-T15의 구간이다.
상기 완전 방전 사이클(C4)은, 구체적인 예를 들어 정상 충/방전 안정-사이클(C3)을 진행한 후에, 제1전류(I1)의 정전류(CC)로 제3전압(V3)까지 방전하는 정전류(CC) 방전 단계와, 상기 제3전압(V3)을 소정 시간 동안 유지하는 정전압(CV) 유지 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1전류(I1)는 상기한 바와 같다. 그리고 상기 제3전압(V3)은 해당 셀의 완전 방전 전압[최소 전압]으로서, 이는 셀의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 제3전압(V3)은, 예를 들어 0(zero) 내지 1.15V가 될 수 있다. 상기 제3전압(V3)은 셀의 고유 OCV(개방 회로 전압)이 될 수 있으며, 셀마다 다를 수 있지만 보다 구체적인 예를 들어 0(zero) ~ 1V가 될 수 있다. 상기 제3전압(V3)은, 일례를 들어 0.1V가 될 수 있다.
또한, 상기 완전 방전 사이클(C4)에서, 정전류(CC) 방전 시간(도 3에서, 시간 T12-T13의 구간)은 제3전압(V3)에 도달할 때까지의 시간이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 1분 내지 10분이 될 수 있다. 그리고 정전압(CV) 유지 시간은(도 3에서, 시간 T13-T15의 구간)은, 예를 들어 5분 내지 60분이 될 수 있다. 이때, 경우에 따라, 셀은 정전압(CV) 유지 단계에서 약간의 전압 상승이 발생될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 시간 T13-T15의 구간 중, 시간 T14에서 전압이 약간 상승할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 제2공정은 적어도 셀의 사이클 수명을 평가한다. 이때, 셀의 수명은 제1공정을 진행한 후의 용량 변화율 및 저항 변화율 중에서 선택된 하나 이상을 통해 평가할 수 있다.
이를 위해, 제2공정은 제1구현예에 따라서, 셀의 초기 용량을 측정하는 제1단계; 제1공정을 반복한 후의 유지 용량을 측정하는 제2단계; 및 상기 초기 용량과 유지 용량을 비교하여 셀의 사이클 수명을 판단하는 제3단계를 포함한다.
상기 제1단계에서는 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)을 진행하기 전의 초기 용량을 측정한다. 이때, 초기 용량은, 예를 들어 해당 셀의 정격 정전용량(CR)이 될 수 있다. 그리고 상기 제1공정을 N회 반복하는 과정에서 각 회마다 셀이 유지하고 있는 유지 용량을 측정한다. 즉, 상기 제2단계의 유지 용량은 N회에서의 셀 용량이다. 이후, 초기 용량과, N회에서의 유지 용량을 비교하여 셀의 사이클 수명을 평가한다.(제3단계) 이때, 제3단계에서는, 예를 들어 하기의 [수학식 3]에 따른 기준으로 셀의 사이클 수명을 판단(예측)할 수 있다.
[수학식 3]
CN/Co ≤ Cs
위 수학식 3에서, CO는 초기 용량이고, CN은 N회의 제1공정을 진행한 후의 유지 용량이다. 그리고 Cs는 기준 용량으로서, 이는 셀의 종류에 따라 다를 수 있지만 0.5 내지 0.8이다.
셀의 종류에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 기준 용량(Cs)을 0.8로 한 경우, 유지 용량(CN)이 초기 용량(CO)의 80%가 되는 시점까지 제1공정을 N회 반복한다. 그리고 상기 N회에 대한 특정 배수를 해당 셀의 실제 사이클 수명으로 평가(예측)할 수 있다. 이때, 상기 특정 배수는 가속 조건 등에 따라 달라질 수 있으며, 이는 예를 들어 1.2배 내지 100배가 될 수 있다.
또한, 상기 유지 용량(CN)은, 예를 들어 메인-사이클(M-C)을 구성하는 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 방전 용량값을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유지 용량(CN)은 N번째의 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서 정전류(CC) 방전을 진행한 후에 측정된 용량을 사용할 수 있다. 이때, 유지 용량(CN)의 측정은 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 하기 [수학식 4]에 따라 계산될 수 있다.
[수학식 4]
CN = ΔT*I1*CR/(VN - VR)
위 수학식 4에서, VN은 측정시의 전압이고, VR은 상기한 바와 같은 제1전압(V1)이다. 그리고 ΔT는 정전류(CC) 방전 시간(도 2에서, 시간 T3-T4의 구간, 단위는 sec)이고, I1은 상기한 바와 같은 제1전류이고, CR은 해당 셀의 정격 정전용량이다.
본 발명에서, 셀의 수명 평가에 사용되는 상기 유지 용량(CN)은 메인-사이클(M-C)을 수회(N회) 반복한 후의 방전 용량이면 좋으며, 이는 상기한 바와 같이 N번째 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서의 방전 용량이거나, 또는 정상 충/방전 안정-사이클(C3)을 진행한 후에 측정된 방전 용량일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 제1공정 및 제2공정 이외에, 셀의 전기적 특성을 측정하는 공정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 누설전류(LC)를 측정하는 제3공정; 저항을 측정하는 제4공정; 및 자가 방전을 측정하는 제5공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3공정(누설전류 측정)은, 예를 들어 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 충전 단계에서 진행될 수 있다. 이러한 제3공정은, 정상 조건에서 정전압(CV) 충전 시의 누설전류(LC)를 알아보기 위한 것으로서, 이는 구체적인 일례를 들어 정전압(CV) 충전 종료 30초 전에 진행될 수 있다. 이러한 누설전류(LC)의 측정은 셀의 초기 기본 특성을 평가하는 척도로 이용할 수 있으며, 이는 또한 셀의 사이클 수명 평가로도 이용될 수 있다.
또한, 상기 제4공정(저항 측정)은 방전하는 과정에서, 및/또는 방전한 후에 진행될 수 있다. 이때, 제4공정을 통해 측정되는 저항은 DC 저항 및 AC 저항으로부터 선택된 하나 이상이다.
예시적인 형태에 따라서, 상기 제4공정은 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 정전류(CC) 방전하는 과정에서 진행되는 제1 저항 측정단계; 및 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)의 정전류(CC) 방전을 진행한 후에 진행되는 제2 저항 측정단계 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서, 정전류(CC) 방전 시에는 초기 전압 강하가 발생(도 2에서, 시간 T3)되며, 이에 따라 저항이 감소한다. 즉, 내부저항 강하(IR Drop)가 발생된다. 상기 제1 저항 측정단계에서는 이러한 내부저항 강하(IR Drop)를 측정한다. 제1 저항 측정단계는, 구체적인 예를 들어 DC 등가직렬저항(제1차 DC. ESR)을 측정할 수 있다. 또한, 정상 충/방전 서브-사이클(S-C1)에서, 정전류(CC) 방전을 진행한 후에, 보다 구체적으로 제1휴지기(R1)에서는 전압이 상승(도 2에서, 시간 T4-T5 구간)되며, 이에 따라 저항이 상승된다. 즉, 내부저항 상승(IR Raise)이 발생된다. 이때, 상기 제2 저항 측정단계에서는 이러한 내부저항 상승(IR Raise)을 측정한다. 제2 저항 측정단계는, 구체적인 예를 들어 DC 등가직렬저항(제2차 DC. ESR)을 측정할 수 있다.
상기 제4공정에서의 저항 측정방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 저항 측정단계는 DC인 경우, 아래의 [수학식 5] 및 [그래프 1]에 따를 수 있다.
[수학식 5]
Rd = △V/I
[그래프 1]
Figure pat00001

위 수학식 5 및 그래프 1에서, Rd은 직류 내부저항(DC. IR)이고, △V는 정전류(CC) 방전 시에 발생된 강하 전압(△V3)이다. 그리고 수학식 5에서, I는 방전 전류로서, 상기한 바와 같은 제1전류(I1)이다. 이때, 방전 전류는 아래의 a) 내지 c)에 따를 수 있다. 아울러, 상기 강하 전압은 방전 시작 시에 순간적으로 떨어지는 전압 △V4를 지시하지 않고, 직선 부분을 연장한 보조선과 방전 시작 시의 시간 기점과의 교점에서 얻은 강하된 전압 △V3를 지시할 수 있다.
a) △V3는 충전전압의 20 %(0.20 x V R)를 초과할 경우는 전류치를 1/2, 1/5 또는 1/10로 내릴 수 있다.
b) 10 A 이하 방전전류치는 유효자리수를 1자리로 하고, 계산치의 2번째 자리는 절사할 수 있다.
c) 10 A 초과 방전전류치는 유효자리수를 2자리로 하고, 계산치의 3번째 자리는 절사할 수 있다.
한편, 상기 제4공정에서 측정된 저항은, 예를 들어 셀의 초기 기본 특성을 평가하는 척도로 이용되거나, 셀의 사이클 수명의 평가에도 이용될 수 있다. 즉, 측정된 저항의 변화율을 통해 셀의 사이클 수평을 평가(예측)할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제2공정은 제2구현예에 따라서 저항을 통해 셀의 수명을 평가하는 것으로서, 셀의 초기 저항을 측정하는 단계 a); 상기 제1공정을 반복한 후의 유지 저항을 측정하는 단계 b); 및 상기 초기 저항과 유지 저항을 비교하여 셀의 사이클 수명을 평가하는 단계 c)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 단계 c)는, 예를 들어 하기의 [수학식 6]에 따른 기준으로 셀의 사이클 수명을 평가(예측)할 수 있다.
[수학식 6]
RN/Ro ≤ Rs
위 수학식 6에서, RO는 초기 저항이고, RN은 N회의 제1공정을 진행한 후의 유지 저항이다. 그리고 Rs는 기준 저항으로서, 이는 셀의 종류에 따라 다를 수 있지만 2 내지 5이다.
셀의 종류에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 기준 저항(Rs)을 2로 한 경우, 유지 저항(RN)이 초기 저항의 2배가 되는 시점까지 제1공정을 반복한다. 그리고 이때의 N회에 대한 5배 내지 1000배를 해당 셀의 실제 사이클 수명으로 평가(예측)할 수 있으나, 이는 가속 조건 등에 다를 수 있다.
또한, 상기 제5공정의 자가 방전은 아래의 [그래프 2] 및 조건 a) 내지 d)에 따라 측정될 수 있다.
[그래프 2]
Figure pat00002

a) 측정 전에 셀을 완전히 방전시키고, 방전 시간은 1 h에서 24 h까지 소요되어야 하며 관련 규격에 규정되어야 한다.
b) 충전 보호저항기 없이 셀 단자에 정격 전압(V R)을 직접 인가한다. 이때,인가 전압이 95%에 도달하는 최대 충전 상승 시간 30 min을 포함하여 충전 시간은 8h이 되도록 한다.
c) 셀의 단자를 전압 공급원에서 개방한다. 이때, 셀을 표준 상태에서 16 h 또는 24 h 유지한다.
d) 사용하는 직류전압계는 내부 저항값이 1 MΩ 이상인 것을 사용한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이 셀의 사이클 수명, 예를 들어 하이브리드 커패시터 등의 셀에 대한 사이클 수명을 단시간에 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 셀의 사이클 수명을 측정하는 과정에서 전기적 특성, 예를 들어 누설전류, 저항, 자가 방전 및/또는 용량 등의 전기적 특성도 함께 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 예시한다. 이하에 예시되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
평가 대상 셀로는, 양극으로 리튬 산화물 전극이 적용되고, 음극으로 활성탄 전극이 적용된 것으로서, 정격 전압(VR)이 2.3V이고, 정격 정전용량(CR)이 120F인 양극형 하이브리드 커패시터를 사용하였다.
상기 셀에 대해 정전류 정전압(CC_CV)에서 정상 조건에서의 충/방전과 가속 조건에서의 충/방전을 반복 진행하였다. 이때, 각 시편에 따라 가속 조건으로서 전류량(전류)을 달리하였다. 즉, 각 시편에 따라 정상 조건의 전류량(5mA/F)에 대해 2배, 10배, 11배, 15배, 20배로서 가속 조건을 증가시켜 진행하였다. 각 시편에 따른 가속 조건(전류)은 하기 [표 1]과 같다. 하기 [표 1]에서, 'standard'는 정상 조건이다. 또한, 상기 정상 조건(5mA/F) 및 각 가속 조건에서 방전 시, 시간에 따른 전압을 평가하고, 그 결과를 첨부된 도 5에 그래프로 나타내었다.
< 각 시편에 따른 가속 조건 >
비 고
 standard 2배 10배 12배 15배 20배
X mA/F 5mA/F
[0.6A]		 10mA/F
[1.2A]		 50mA/F
[6A]		 60mA/F
[7.2A]		 75mA/F
[9A]		 100mA/F
[12A]
- Specification : 2.3V, 120F
- charge : CC_CV, X mA/F_2.3V, 30min
- Discharge : CC, X mA/F, c.o.v=1.0V
첨부된 도 5에 보인 바와 같이, 가속 조건에 따라 시간/전압 특성이 달라짐을 알 수 있다. 이때, 20배의 가속 조건에서는 평가가 어려워 도 5에는 나타내지 않았다. 이는 20배의 가속 조건에서는 용량이 나오지 않는 것을 의미한다. 따라서 가속 조건이 너무 큰 경우에는 열화가 심하여 용량이 구현되지 않음을 알 수 있었으며, 본 실험예에서는 가속 조건 15배까지의 정도에서 용량이 구현됨을 알 수 있었다.
한편, 첨부된 도 6은 사이클 수명 평가 결과를 보인 그래프이다. 도 6에서, 'Ref'는 정상 조건(5mA/F, 0.6A)으로만 충/방전을 진행한 시편의 결과이다. 그리고 도 6에서, '실시예'는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 정상 조건에서 1회의 충/방전과 가속 조건에서 9회의 충/방전을 1사이클로 하여, 이를 수회 반복한 시편의 결과이다. 이때, 가속 조건은 정상 조건(5mA/F, 0.6A)보다 15배의 가속 조건(75mA/F, 9A)으로 진행하였다. 또한, 도 6에서, '비교예'는 정상 조건(5mA/F, 0.6A)에서 1회의 충/방전을 실시한 후, 이후 가속 조건(75mA/F, 9A)으로만 계속해서 충/방전을 수회 실시한 시편의 결과이다. 도 6에서, x축은 용량 변화율(초기 100%)이고, y는 사이클 횟수이다.
도 6에 보인 바와 같이, 가속을 진행하면 수명 평가 시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 가속을 진행하는 경우, 'Ref'와 동일한 용량(예를 들어 90%)을 갖게 하는 데에까지의 사이클 횟수가 짧아지며, 이는 수명 평가 시간 단축을 의미한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따라서 정상 조건과 가속 조건을 1사이클로 하여, 이를 수회 반복하는 경우, 즉 정상 조건과 가속 조건을 번갈아 진행하는 경우, 횟수에 따른 용량 변화율이 균일하다. 즉, 초기에는 용량이 급격히 떨어지나, 어느 시점에서부터는 곡선의 기울기가 거의 일정하다. 이는 높은 정확도를 의미한다.
반면에, 비교예의 경우, 즉 가속 조건에서만 진행하는 경우, 용량 변화율이 계속해서 급격히 떨어지고 있다. 이는 수명 평가 시간을 단축시키는 데에는 유리할 수 있지만, 정확하다고 볼 수 없다. 즉, 가속 조건으로만 계속해서 충/방전하는 경우, 열화에 열화가 더해져 급격한 용량 변화를 갖는다. 이는 비정상태에서의 용량에 대해서도 셀의 수명 평가의 척도로 사용되어 정확하다고 볼 수 없다.

Claims (17)

  1. 정상 조건에서 충전과 방전하는 정상 충/방전 서브-사이클과, 가속 조건에서 충전과 방전하는 가속 충/방전 서브-사이클을 하나의 메인-사이클로 하여, 상기 메인-사이클을 반복하는 제1공정과;
    상기 제1공정이 진행된 셀의 사이클 수명을 평가하는 제2공정을 포함하는 셀의 성능 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1공정은 둘 이상의 구간을 포함하고, 이중 하나 이상의 구간은 정상 충/방전 서브-사이클과 가속 충/방전 서브-사이클의 조건; 정상 충/방전 서브-사이클과 가속 충/방전 서브-사이클의 반복 횟수; 및 정상 충/방전 서브-사이클의 반복 횟수와 가속 충/방전 서브-사이클 반복 횟수의 비율 중에서 선택된 하나 이상이 다른 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1공정은 P1, P2 및 P3 구간을 포함하고, 이중에서 P2 구간은 P1 및 P3 구간과 대비하여 가속 충/방전 서브-서브 사이클의 조건을 더 가혹하게 하거나, 가속 충/방전 서브-서브 사이클의 반복 횟수가 정상 충/방전 서브-사이클의 횟수보다 많은 조건에서 진행하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정상 충/방전 서브-사이클은,
    정전류(CC) 충전한 후, 정전압(CV) 충전하는 정상 충전 단계; 및
    정전류(CC) 방전하는 정상 방전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정상 충전 단계의 정전류(CC) 충전은 제1전압까지 충전하고,
    상기 정상 방전 단계는 제2전압까지 방전하며,
    상기 제2전압은 하기 [수학식]을 만족하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.

    [수학식]
    0 ≤ V2/V1 ≤ 0.9
    (위 식에서, V1은 셀의 정격 전압(VR)으로서 제1전압이고, V2는 제2전압이다.)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가속 충/방전 서브-사이클은,
    정전류(CC) 충전한 후, 정전압(CV) 충전하는 가속 충전 단계; 및
    정전류(CC) 방전하는 가속 방전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가속 충전 단계의 정전류(CC) 충전은 제2전류의 정전류(CC)로 충전하고,
    상기 제2전류는 하기 [수학식]을 만족하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.

    [수학식]
    1.5 ≤ I2/I1 ≤ 20
    (위 식에서, I1은 셀의 정격 전류(IR)이고, I2는 제2전류이다.)
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인-사이클은, 정상 충/방전 서브-사이클 이후에 진행되는 제1휴지기; 및 가속 충/방전 서브-사이클 이후에 진행되는 제2휴지기로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1공정은 정상 조건에서 충/방전하는 정상 충/방전 안정-사이클을 더 포함하고, 상기 정상 충/방전 안정-사이클은 메인-사이클을 수회 반복한 후에 진행하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1공정은, 정상 충/방전 안정-사이클을 진행한 후에 진행되는 것으로서, 셀을 완전 방전하는 완전 방전 사이클을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 완전 방전 사이클은, 완전 방전 전압까지 방전하는 정전류(CC) 방전 단계와, 상기 완전 방전 전압을 유지하는 정전압(CV) 유지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2공정은 용량 변화율 및 저항 변화율 중에서 선택된 하나 이상을 통해 셀의 사이클 수명을 평가하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2공정은,
    셀의 초기 용량을 측정하는 제1단계;
    상기 제1공정을 반복한 후의 유지 용량을 측정하는 제2단계; 및
    상기 초기 용량과 유지 용량을 비교하여 셀의 사이클 수명을 판단하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 셀의 성능 측정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3단계는 하기 수학식에 따른 기준으로 셀의 사이클 수명을 판단하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.

    [수학식]
    CN/Co ≤ Cs
    (위 식에서, CO는 초기 용량이고, CN은 제1공정을 반복 진행한 후의 유지 용량이며, Cs는 기준 용량으로서 0.5 내지 0.8이다.)
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2공정은,
    셀의 초기 저항을 측정하는 단계 a);
    상기 제1공정을 반복한 후의 유지 저항을 측정하는 단계 b); 및
    상기 초기 저항과 유지 저항을 비교하여 셀의 사이클 수명을 판단하는 단계 c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  16. 제1항에 있어서,
    셀의 전기적 특성을 측정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 누설전류, 저항, 자가 방전 및 용량 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 셀의 성능 측정방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106443483A (zh) * 2016-11-07 2017-02-22 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法
KR20170073163A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질의 수명 평가 방법
US10473725B2 (en) 2018-04-03 2019-11-12 Lg Chem, Ltd. Method and system for calculating low voltage expression level of a secondary battery
US10502794B2 (en) 2018-03-05 2019-12-10 Lg Chem, Ltd. Method and system for predicting the time required for low voltage expression of a secondary battery, and aging method of the secondary battery using the same
CN110703100A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 河南电池研究院有限公司 一种动力锂电池全生命周期远程监控系统及优化方法
KR20210023543A (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 주식회사 엘지화학 배터리 셀 패스 판정 장치 및 방법
WO2022046829A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 Medtronic, Inc. Electrochemical cell state of health detection
WO2023128343A1 (ko) * 2021-12-30 2023-07-06 주식회사 민테크 폐배터리 방전 프로세스

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680726B (zh) * 2016-12-22 2020-02-07 力神动力电池系统有限公司 一种锂离子电池循环性能的检验方法
KR20210023544A (ko) 2019-08-23 2021-03-04 주식회사 엘지화학 배터리 셀 패스 판정 장치 및 방법
CN112731182A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 天津力神电池股份有限公司 一种快速评价锂离子电池循环寿命的方法
CN114252795B (zh) * 2021-11-30 2023-11-10 上海电气国轩新能源科技有限公司 一种预测锂离子电池循环寿命的方法
CN114397351B (zh) * 2022-01-19 2024-01-12 湖南裕能新能源电池材料股份有限公司 快速评估磷酸铁锂正极材料循环性能的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010021461A (ko) * 1999-08-30 2001-03-15 가네꼬 히사시 이차전지수명 판정방법 및 장치, 및 이차전지수명판정프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체
KR20080096953A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지 주기 수명 검사 방법
JP2009281916A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 Mitsubishi Electric Corp 電池および電極の試験方法
JP2010223866A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Furukawa Electric Co Ltd:The バッテリの状態推定方法及び電源システム
KR20130073802A (ko) 2011-12-23 2013-07-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 수명 평가 장치 및 그 방법
JP2013142630A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toshiba Corp 電池寿命事前検知方法、電池システム、及び電池コントローラ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3810508B2 (ja) * 1997-03-12 2006-08-16 松下電器産業株式会社 電極または電池の充放電サイクル加速試験法
US9316699B2 (en) * 2012-04-05 2016-04-19 Samsung Sdi Co., Ltd. System for predicting lifetime of battery
KR101330410B1 (ko) * 2012-10-31 2013-11-15 주식회사 현대케피코 하이브리드, 전기차 배터리관리장치의 작동 성능 검증 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010021461A (ko) * 1999-08-30 2001-03-15 가네꼬 히사시 이차전지수명 판정방법 및 장치, 및 이차전지수명판정프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체
KR20080096953A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지 주기 수명 검사 방법
KR100903489B1 (ko) 2007-04-30 2009-06-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지 주기 수명 검사 방법
JP2009281916A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 Mitsubishi Electric Corp 電池および電極の試験方法
JP2010223866A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Furukawa Electric Co Ltd:The バッテリの状態推定方法及び電源システム
KR20130073802A (ko) 2011-12-23 2013-07-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 수명 평가 장치 및 그 방법
JP2013142630A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toshiba Corp 電池寿命事前検知方法、電池システム、及び電池コントローラ

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170073163A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극활물질의 수명 평가 방법
US10056611B2 (en) 2015-12-18 2018-08-21 Lg Chem, Ltd. Method for testing cycle life of positive electrode active material for secondary battery
CN106443483A (zh) * 2016-11-07 2017-02-22 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种电动汽车用镍氢电池的脉冲循环寿命测试方法
US10502794B2 (en) 2018-03-05 2019-12-10 Lg Chem, Ltd. Method and system for predicting the time required for low voltage expression of a secondary battery, and aging method of the secondary battery using the same
US10473725B2 (en) 2018-04-03 2019-11-12 Lg Chem, Ltd. Method and system for calculating low voltage expression level of a secondary battery
KR20210023543A (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 주식회사 엘지화학 배터리 셀 패스 판정 장치 및 방법
CN110703100A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 河南电池研究院有限公司 一种动力锂电池全生命周期远程监控系统及优化方法
WO2022046829A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 Medtronic, Inc. Electrochemical cell state of health detection
US11762031B2 (en) 2020-08-31 2023-09-19 Medtronic, Inc. Electrochemical cell state of health detection
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