KR20160072571A - Apparatus for analyzing gas in secondary electric cell and method of analyzing the gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지용 가스 분석장치 및 그의 분석방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차전지 오사용시 벤팅되는 가스에 대한 정량 분석 및 정성 분석 등을 효과적으로 수행할 수 있는 분석장치 및 그의 분석방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.Secondary batteries having high electrical properties such as high energy density and high ease of application according to the product group are widely used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HVs) driven by electric driving sources Has been applied.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.
이차 전지(셀)는 적용 형태나 구조 등에 따라 금속성 등의 하드 케이스 등에 의하여 내부 요소가 구성되는 캔형 전지 등을 비롯하여 다양하게 분류될 수 있는데 이들 중 예시적으로 파우치형 이차 전지 셀을 도 1에서 도시하고 있다. 기본적 원리와 구조 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1에 도시된 파우치형 이차 전지를 예시적인 형태로 하여 설명하도록 한다.The secondary battery (cell) may be classified into various types including a can type battery in which internal elements are constituted by a hard case such as a metallic case or the like depending on the application form or structure. Illustratively, the pouch type secondary battery cell is shown in . Since the basic principle and the structure can be mutually corresponded, the pouch type secondary battery shown in Fig. 1 will be described as an exemplary form.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지(10)는 파우치 케이스(20) 및 전극조립체(30)를 기본 구조로 포함하고 있으며, 전극조립체(30)는 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되어 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터 등으로 구성된다.1, the
도 1에 도시된 바와 같이 전극조립체(30)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 탭(32)과 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 탭(34)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
양극 탭(32)과 음극 탭(34)들은 일정한 방향으로 수렴된 후 해당하는 각각의 전극 리드(36, 38)와 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등의 방법으로 접합된다. 이와 같은 결합 구조를 가지는 전극 리드(36, 38)는 이차 전지의 전극으로서 이차전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 기능을 수행하게 된다.The
전극조립체(30)가 파우치 케이스(20)에 투입된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차 전지 셀이 된다. 실시형태에 따라 파우치 케이스(20)는 상면 케이스(21)와 하면 케이스(22)로 구분되며 전극 조립체(30)가 수용되는 부분이 어디에 존재하는지 등에 따라 싱글 캡 또는 더블 캡 등으로 지칭되기도 한다.After the
또한, 이차전지는 도 1에 도시된 바와 같이 양극 및 음극 전극 리드가 동일한 파우치 케이스 면에 형성될 수도 있으며, 실시 형태에 따라서 파우치 케이스의 다른 면에 각각의 전극 리드가 형성되도록 구성할 수도 있으며, 파우치 케이스의 밀봉 공정에 파우치 케이스의 상하면이 열융착될 때, 전극 리드와 겹치는 부분의 실링의 효율성을 향상시키기 위하여 앞서 전극 리드(36, 38)에는 절연 테이프(33)가 부착될 수 있다.1, the positive electrode and the negative electrode lead may be formed on the same pouch case surface, and the electrode lead may be formed on the other surface of the pouch case according to the embodiment, An
한편, 이와 같은 구조를 가지는 이차전지는 내부 구성 요소 즉, 전극, 활물질, 전해액 등의 전기 화학적인 반응에 의하여 가스가 발생될 수 있는데 이렇게 발생되는 내부 가스는 이차전지의 전기 화학적 반응에 의한 부수물로써 이차전지의 성능 향상, 이차전지의 구조 최적화, 활물질, 전해액 등의 성분 조정을 통한 충방전 효율 제고(提高), 부수물의 최소화를 위한 방안 연구 등을 위하여 정확하고 정밀하게 분석될 필요성이 높다고 할 수 있다.Meanwhile, the secondary battery having such a structure can generate gas by an electrochemical reaction of internal components, that is, an electrode, an active material, and an electrolyte, and the internal gas generated in this manner is generated by the electrochemical reaction of secondary water It is necessary to accurately and precisely analyze the performance of the secondary battery to improve the performance of the secondary battery, to optimize the structure of the secondary battery, to improve the charging / discharging efficiency by adjusting the composition of the active material and the electrolyte, and to minimize the side water. .
그러나, 검사의 대상이 되는 객체의 질량이나 성분 등을 분석하는 장치 등은 일반화되어 있다고 할 수 있으나, 이러한 장치는 엄격한 진공환경에만 적용되는 등의 적용상의 제한 사항 내지 한계를 가지고 있어 이차전지에 바로 적용되기 어려운 문제점이 있으며 또한, 종래 장치에 의한 성분 분석 등은 이차 전지의 내부 전해액 등이 유출되어 성분 검사의 시료를 오염시키는 등 정밀한 분석 등이 진행되지 못하여 극히 제한된 범위에서만 분석이 이루어지고 있는 실정이다.However, devices for analyzing the mass or components of objects to be inspected may be said to be generalized, but these devices have limitations or limitations in application such as being applied only to strict vacuum environments, There is a problem that it is difficult to be applied. Also, analysis of the components by the conventional device is performed only in an extremely limited range because the internal electrolytic solution of the secondary battery is leaked and the sample of the component inspection is contaminated. to be.
또한, 이차 전지는 과충전되거나 전기적 환경에 급격한 변화 등이 발생되면, 양극에서 전해액 분해 현상이 발생되고, 음극에서는 리튬 금속의 석출현상이 발생될 수 있는데 이러한 현상이 발생하게 되면, 이차전지의 성능 저하가 초래될 수 있음은 물론, 화학 반응에 의한 발열로 가스가 발생될 수 있다. In addition, if the secondary battery is overcharged or abruptly changed in an electrical environment, electrolytic solution decomposition may occur in the anode, and precipitation of lithium metal may occur in the cathode. If such a phenomenon occurs, the performance of the secondary battery may deteriorate And the gas may be generated due to the heat generated by the chemical reaction.
이와 함께, 전해액에는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 용매를 사용하게 되는데, 이러한 용매는 고온에서 분해되어 가스 등이 발생하고 이에 의한 압력 증가로 일종의 부품현상인 스웰링(swelling) 현상이 발생하여 이차전지가 폭발하는 등 심각한 문제가 발생될 수 있다.At the same time, a solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate is used as the electrolyte solution. Such a solvent decomposes at high temperature to generate gas, and as a result of this pressure swelling phenomenon, which is a component phenomenon, Which can cause serious problems such as explosion.
이와 같이 온도, 충전 또는 방전 등의 환경 조건에 따른 이차전지 내부 발생 가스의 성분, 중량 등의 변화에 대한 정확한 프로파일을 분석하여 더욱 안전하고 안정적인 이차전지를 구현하기 위한 기초 데이터를 제공할 수 있도록 장치를 고안할 필요성이 크다고 할 수 있다. In order to provide basic data for realizing a safer and more stable secondary battery by analyzing the accurate profile of changes in the composition, weight, etc. of the generated gas in the secondary battery according to environmental conditions such as temperature, charging, It is necessary to devise.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차전지의 특성에 최적화된 구조를 통하여 이차전지 내부 발생 가스의 성분, 중량 등의 변화에 대한 프로파일을 분석할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus for analyzing a profile of a change in a component, a weight, etc. of a gas generated inside a secondary battery through a structure optimized for the characteristics of the secondary battery It has its purpose.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다. Other objects and advantages of the present invention will be described hereinafter and will be understood by the embodiments of the present invention. Further, the objects and advantages of the present invention can be realized by a combination of the constitution and the constitution shown in the claims.
본 발명에 따르면, 이차전지가 수용되고 밀폐된 공간을 형성하는 가스분석챔버; 상기 이차전지를 지지하며, 상기 이차전지를 충전 또는 방전시키도록 상기 이차전지의 전극리드와 연결되는 충방전부; 상기 가스분석챔버의 압력과 온도를 센싱하는 센싱부; 및 상기 가스분석챔버 내부에 열을 공급하되, 열량을 조절하여 상기 가스분석챔버의 온도를 순차적으로 상승시키는 온도제어부를 포함하는 이차전지용 가스 분석장치가 제공될 수 있다.According to the present invention, there is provided a gas analysis apparatus comprising: a gas analysis chamber in which a secondary battery is accommodated and a sealed space is formed; A charger supporting the secondary battery and connected to the electrode lead of the secondary battery to charge or discharge the secondary battery; A sensing unit sensing the pressure and temperature of the gas analysis chamber; And a temperature controller for supplying heat to the inside of the gas analysis chamber and sequentially increasing the temperature of the gas analysis chamber by adjusting the amount of heat.
상기 충방전부, 상기 이차전지가 상면에 안착되는 지지플레이트; 상기 지지플레이트의 일측 가장자리 영역에 마련되는 전기전도성 도전판; 상기 도전판의 상부에서 승하강 가능하게 마련되어 상기 이차전지의 전극리드를 가압하여 상기 도전판에 접촉시키는 가압플레이트; 및 일측은 상기 도전판과 연결되고 타측은 상기 가스분석챔버를 관통하여 외부로 연장배치되는 전원공급케이블을 포함할 수 있다.A support plate on which the charging unit, the secondary battery are mounted on the upper surface, An electrically conductive conductive plate provided on one side edge region of the support plate; A pressing plate which is provided at an upper portion of the conductive plate so as to be able to move up and down to press the electrode lead of the secondary battery to contact the conductive plate; And a power supply cable having one side connected to the conductive plate and the other side extending outwardly through the gas analysis chamber.
상기 이차전지를 사이에 두고 상기 지지플레이트와 상하로 체결되는 고정플레이트를 더 포함할 수 있다.And a fixing plate which is vertically coupled to the support plate with the secondary battery interposed therebetween.
상기 가스분석챔버는, 일측이 개방된 박스 형태로 마련되고 상기 충방전부, 상기 온도제어부, 상기 센싱부와 결합되는 챔버본체; 상기 챔버본체와 상호 조립가능하게 마련되고 상기 챔버본체를 차폐시키는 챔버덮개; 및 상기 챔버본체와 상기 챔버덮개의 접촉면에 개재되는 실링부재를 포함할 수 있다. Wherein the gas analysis chamber comprises: a chamber body provided in a box shape with one side opened and to be coupled with the charging unit, the temperature control unit, and the sensing unit; A chamber cover interposed between the chamber body and shielding the chamber body; And a sealing member interposed between the chamber main body and the chamber cover.
상기 센싱부는, 상기 이차전지에서 상기 가스분석챔버의 벽면 방향으로 소정 간격마다 이격 배치되어 상기 이차전지 및 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하는 복수 개의 온도측정센서를 포함할 수 있다.The sensing unit may include a plurality of temperature measurement sensors arranged at predetermined intervals in the direction of the wall of the gas analysis chamber in the secondary battery to measure a temperature of the space inside the secondary battery and the gas analysis chamber.
상기 센싱부는, 상기 가스분석챔버의 내부 압력을 측정하는 압력게이지를 포함할 수 있다. The sensing unit may include a pressure gauge for measuring the internal pressure of the gas analysis chamber.
상기 온도제어부는, 상기 가스분석챔버의 바닥면 및 측벽면 중 적어도 한 곳에 마련되는 열선을 포함할 수 있다. The temperature control unit may include a hot line provided on at least one of a bottom surface and a side wall surface of the gas analysis chamber.
상기 온도제어부는, 상기 열선의 상부에 배치되어 상기 열선으로부터 전달된 열을 상기 가스분석챔버 내부로 발산하는 방열패드를 더 포함할 수 있다. The temperature control unit may further include a heat radiation pad disposed on the heat ray and radiating heat transferred from the heat ray into the gas analysis chamber.
상기 가스분석챔버에 비활성 기체를 공급하는 비활성 기체공급부를 더 포함할 수 있다. And an inert gas supply unit for supplying an inert gas to the gas analysis chamber.
일측은 상기 가스분석챔버에 결합되고, 타측은 상기 가스분석챔버 내부의 상기 이차전지에서 발생된 가스를 포집하기 위한 유관과 연결되는 가스밸브를 더 포함할 수 있다. The gas analyzing apparatus may further include a gas valve connected to the gas analysis chamber on one side and a pipe for collecting gas generated in the secondary battery inside the gas analysis chamber on the other side.
상기 가스분석챔버에 결합되되, 상기 가스분석챔버의 내압이 미리 설정된 허용 압력을 초과하는 경우, 압력에 의해 개방되는 안전밸브를 더 포함할 수 있다.And a safety valve coupled to the gas analysis chamber, wherein the safety valve is opened by pressure when the internal pressure of the gas analysis chamber exceeds a predetermined allowable pressure.
상기 가스분석챔버에 진공 상태를 조성하는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.The gas analysis chamber may further include a vacuum pump for establishing a vacuum state.
상기 가스분석챔버 내부 기체의 유동을 촉진시키는 팬유닛을 더 포함할 수 있다. And a fan unit for promoting the flow of the gas inside the gas analysis chamber.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 밀폐된 공간을 형성하는 가스분석챔버 내부에 이차전지를 배치하는 단계; 상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 상기 이차전지와 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값 산출하는 단계; 상기 이차전지를 충방전시키는 단계; 상기 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 상기 이차전지와 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값을 산출하는 단계; 및 이상기체 상태방정식을 적용하여 상기 이차전지에서 가스가 벤팅되기 전 상기 가스분석챔버 내부의 기체의 총몰수와 상기 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 상기 가스분석챔버 내부의 기체의 총몰수를 비교하여 상기 이차전지에서 벤팅된 가스량을 산출하는 단계를 포함하는 이차전지용 가스 분석방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a secondary battery, comprising: disposing a secondary battery inside a gas analysis chamber forming a closed space; Measuring a pressure of the gas analysis chamber, measuring a temperature of the secondary battery and a space inside the gas analysis chamber, and calculating a temperature average value; Charging and discharging the secondary battery; Measuring a pressure of the gas analysis chamber after the gas is vented in the secondary battery, measuring a temperature of the space inside the secondary battery and the gas analysis chamber, and calculating a temperature average value; And an ideal gas state equation is applied to compare the total number of moles of gas in the gas analysis chamber before the gas is vented in the secondary battery and the total number of moles of gas in the gas analysis chamber after the gas is vented in the secondary cell And calculating the amount of gas vented in the secondary battery.
상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 온도 평균값을 산출하는 단계 이후에, 상기 가스분석챔버의 온도를 순차적으로 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include sequentially increasing the temperature of the gas analysis chamber after calculating the pressure measurement and the temperature average value of the gas analysis chamber.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 특성에 최적화된 구조로 특정 전위에서 이차전지 벤팅 가스의 정량 및 정성 분석을 효과적으로 수행할 수 있다. According to an aspect of the present invention, it is possible to effectively perform the quantitative and qualitative analysis of the venting gas of the secondary battery at a specific potential with a structure optimized to the characteristics of the secondary battery.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 가스분석챔버의 내부 온도 조건을 상이하게 조성할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the internal temperature conditions of the gas analysis chamber can be varied differently.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가스분석챔버의 내압 상승으로 인한 폭발을 방지할 수 있다. According to another aspect of the present invention, it is possible to prevent an explosion due to an increase in internal pressure of the gas analysis chamber.
도 1은 일반적인 이차전지의 구성을 도시한 분해 결합도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 가스 분석장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에서 챔버 덮개를 분리한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전부의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 이차전지 셀이 장착된 충방전부의 평면도이다.
도 6 내지 도 7은 가압플레이트의 동작을 설명하기 위한 도 5의 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정센서의 개략적인 배치도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도제어부의 개략적인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 가스 분석방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded view showing a configuration of a general secondary battery.
2 is a perspective view of a gas analysis apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view schematically showing a state in which the chamber lid is removed in FIG. 2. FIG.
4 is a schematic perspective view of a charging part according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a charging unit in which a secondary battery cell is mounted according to an embodiment of the present invention. FIG.
Figs. 6 to 7 are sectional views of Fig. 5 for explaining the operation of the pressing plate.
8 is a schematic configuration diagram of a temperature measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic configuration diagram of a temperature control unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic flow chart for explaining a method for analyzing a gas for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention are provided to explain the present invention more fully to the ordinary artisan, so that the shape and size of the components in the drawings may be exaggerated, omitted or schematically shown for clarity. Thus, the size or ratio of each component does not entirely reflect the actual size or ratio.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 가스 분석장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에서 챔버 덮개를 분리한 상태를 나태내는 도면이다.FIG. 2 is a perspective view of a gas analysis apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view illustrating a state in which a chamber lid is separated in FIG.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 가스 분석장치는 가스분석챔버(100), 충방전부(200), 센싱부(300), 온도제어부(400), 를 포함한다. 2 to 3, the gas analyzer for a secondary battery according to the present invention includes a
가스분석챔버(100)는 상호간 분해 조립이 가능한 챔버본체(110)와, 챔버덮개(120)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 챔버본체(110)는 상단부가 개방된 직육면체 형상으로 마련되고 챔버덮개는 챔버본체(110)의 상단부를 차폐시킬 수 있도록 마련된다. 그리고 챔버본체(110)의 측벽면에는 충방전부(200), 센싱부(300), 온도제어부(400)가 각각 접속될 수 있도록 다수의 삽입홀이 형성되며, 내부 공간에는 실험 대상인 이차전지 셀(B)이 배치될 수 있다. The
가스분석챔버(100)는 후술할 가스량 측정을 위한 기체방정식의 부피에 해당하는 공간을 제공한다. 이러한 가스분석챔버(100)는, 예컨대, 하나의 이차전지 셀(B)에서 발생되는 가스량을 감안할 때 3리터에서 30리터 이내의 부피를 갖는 것이 실험에 유리할 수 있다. 다만, 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.The
또한, 가스분석챔버(100)는 이차전지 셀(B)이 충전 또는 방전되는 과정 또는 고온에 노출될 때 발생하는 가스가 외부로 방출되지 않도록 밀폐된 구조를 갖는다. 이를 위해 챔버본체(110)와 챔버덮개(120)의 접촉면에는 기밀성을 유지할 수 있는 오링(o-ring) 또는 고무재질의 실링부재가 더 개재될 수 있다.Also, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전부의 개략적인 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 이차전지 셀이 장착된 충방전부의 평면도이고, 도 6 내지 도 7은 가압플레이트의 동작을 설명하기 위한 도 5의 단면도들이다. FIG. 5 is a plan view of a charging unit in which a secondary battery cell is mounted according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 7 are plan views of a charging / Fig. 5 is a cross-sectional view of Fig.
이차전지 셀(B)은 활물질, 금속판, 전해질 등의 전기 화학적 반응에 의해여 충전 또는 방전 구동되는데, 이러한 충전 또는 방전 구동이 수행되는 동안 내부 전기 화학 반응에 의하여 가스가 발생될 수 있다.The secondary battery cell B is charged or discharged by an electrochemical reaction between an active material, a metal plate, and an electrolyte. During the charging or discharging operation, a gas may be generated by an internal electrochemical reaction.
충방전부(200)는 이러한 이차전지 셀(B)에서 가스 발생을 유도하기 위한 구성으로 이차전지의 전극리드와 전기적으로 연결되어 이차전지를 충전 또는 방전시키는 역할을 수행한다. The charging
이러한 충방전부(200)는, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 지지플레이트(210), 도전판(220), 가압플레이트(260), 전원공급케이블(230)을 포함한다. 4 to 7, the charging
지지플레이트(210)는 이차전지 셀(B)이 안착되는 장소로, 챔버본체(110)의 바닥면으로부터 이차전지 셀(B)을 소정의 높이로 이격되게 지지하는 구성이다. 지지플레이트(210)는 정반의 판상체로 마련될 수 있다. 또한, 지지플레이트(210)의 상면에 안착된 이차전지 셀(B)의 구동 시 유동을 방지할 수 있도록 이차전지 셀(B)을 고정시키기 위한 고정플레이트(211)가 더 마련될 수 있다. 고정플레이트(211)는 이차전지 셀(B)을 사이에 두고 지지플레이트(210)와 상하로 체결되는 정반의 판상체일 수 있다. The
지지플레이트(210)의 일측 가장자리 영역에는 전기전도성 도전판(220)이 마련된다. 도전판(220)은 이차전지 셀(B)과 전원공급케이블(230)을 연결하기 위한 매개체이다. 이차전지 셀(B)은 전극리드가 이러한 도전판(220)의 상부에 위치하도록 지지플레이트(210)에 안착된다. 본 실시예에서 도전판(220)은 이차전지 셀(B)의 양극리드와 음극리드에 각각 대응되도록 서로 분리된 한 쌍으로 마련될 수 있다.An electrically conductive
가압플레이트(260)는 이차전지 셀(B)의 전극리드(L)가 도전판(220)과 접촉될 수 있도록 전극리드(L)를 가압하는 역할을 담당한다. 가압플레이트(260)는 도전판(220)의 상부에서 승하강 가능하게 마련된다. 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 가압플레이트(260)는 승강샤프트(250)의 일단부에 결합된다. 고정프레임(240)은 지지플레이트로부터 소정 간격 이격되게 마련된다. 그리고 승강샤프트(250)는 고정프레임(240)에 형성된 나사산홀에 끼워질 수 있다. 승강샤프트(250)의 타측에 결합된 손잡이(250a)를 정,역방향으로 회전시키면 승강샤프트(250)가 상승 또는 하강하게 된다. 예컨대, 사용자가 손잡이(250a)를 정방향으로 회전시키면 승강샤프트(250)에 결합된 가압플레이트(260)가 하강하고 이차전지 셀(B)의 전극리드 부분은 가압플레이트에 의해 가압되어 도전판(220)에 접촉되게 된다. 그리고 도전판(220)은 전원공급케이블(230)의 단자와 볼트 체결된다. 전원공급케이블(230)은 일측 단자가 도전판(220)과 연결되고 타측 단자는 가스분석챔버(100)를 관통하여 외부의 전원부(미도시) 및 부하부(미도시)에 연결될 수 있다.The
전원부(미도시)는 이차전지 셀(B)을 충전하기 위하여 전압 및/또는 전류를 조절하여 이차전지 셀(B)에 인가하고, 부하부는 이차전지 셀(B)에 충전된 에너지를 방전한다. 전원부 및 부하부는 스위칭 회로(미도시)에 의하여 선택적으로 전원공급케이블(230)과 전기적으로 연결될 수 있다. The power unit (not shown) adjusts the voltage and / or the current to charge the secondary battery cell B and applies the voltage and / or current to the secondary battery cell B, and the load unit discharges the energy charged in the secondary battery cell B. The power supply unit and the load unit may be electrically connected to the
이와 같은 본 발명의 충방전부(200)에 의하면 이차전지 셀(B)의 전극리드와 도전판(220)의 접촉이 안정적이어서 이차전지 셀(B)의 충방전 공정이 효과적으로 수행될 수 있다.According to the charge /
센싱부(300)는 가스분석챔버(100)의 압력과 온도를 측정하기 위한 구성으로 가스분석챔버(100) 내부의 압력을 측정하는 압력 게이지(310)와, 가스분석챔버(100) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서(320)를 포함한다. The
이러한 센싱부(300)는 실험과정에서 가스분석챔버(100)의 온도와 압력 변화를 측정하여 후술할 이차전지 셀(B)에서 벤팅된 가스량을 계산하기 위한 데이터를 제공한다. The
가스분석챔버(100) 내부 공간의 온도는 이차전지 셀(B)에서 멀어질수록 온도가 낮아진다. 즉, 열원인 이차전지 셀(B) 주변의 기체들은 온도가 높지만 이차전지 셀(B)에서 상대적으로 떨어져 있는 기체들의 온도는 상대적으로 낮다. 따라서 가스분석챔버(100) 내부 온도는 불균일한 온도 분포를 나타낸다.The temperature of the inner space of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정센서의 개략적인 배치도이다.8 is a schematic configuration diagram of a temperature measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 온도측정센서(320)는 가스분석챔버(100) 내부의 복수의 지점에 배치된다. 예컨데, 온도측정센서(320)는 이차전지 셀(B)에서 가스분석챔버(100)의 상,하,좌,우 벽면 방향으로 소정 간격마다 복수 개가 각각 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 온도측정센서(320)는 상이한 위치에서 가스분석챔버(100) 내부의 온도를 각각 측정하고 온도 평균값을 산출한다. Referring to FIG. 8, the
한편, 가스분석챔버(100)의 내부 온도 편차를 줄이기 위해 기체의 유동을 촉진하기 위한 팬유닛(미도시)이 더 마련될 수도 있다. 팬유닛은 이차전지 셀(B) 주변의 열을 가스분석챔버(100)의 벽면에 인접한 기체에 전달함으로서 온도 편차를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것이다. Meanwhile, a fan unit (not shown) may be further provided to accelerate the flow of the gas to reduce the internal temperature variation of the
본 발명에 따른 이차전지용 가스 분석장치는 이차전지 셀(B)의 가스 발생 전, 후 가스분석챔버(100)의 부피, 온도, 압력의 변화를 측정하고 이들 데이터를 이상기체 상태방정식에 대입하여 이차전지 셀(B)에서 발생되는 가스량을 측정한다. 이하에서는 이에 대해 자세히 설명하기로 한다. The gas analyzer for a secondary battery according to the present invention measures changes in volume, temperature, and pressure of the
본 실시예의 이차전지 셀(B)에서 발생되는 가스는 이상기체가 아니므로 다소 오차가 있을 수 있다. 그러나 이차전지(B) 셀에서 발생하는 가스량이 비교적 소량이고 특정 온도 또는 전위 구간에서 벤팅되는 가스의 변화량 자체를 분석하는데에 있어서는 이상기체 상태방정식을 적용하더라도 재현성있는 결과를 얻을 수 있다. The gas generated in the secondary battery cell (B) of this embodiment is not an ideal gas, so there may be some errors. However, reproducible results can be obtained even when the ideal gas state equation is applied in analyzing the variation amount of the gas which is vented at a certain temperature or potential range and the amount of gas generated in the secondary cell (B) is relatively small.
먼저, 보다 정확한 결과값을 도출할 수 있도록 실험전 가스분석챔버(100)는 진공상태로 조성될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 분석장치는 가스분석챔버(100)에 진공을 조성하는 진공펌프(미도시)를 더 구비할 수 있다. First, the pre-experiment
또한, 실험전 가스분석챔버(100)의 내부는 비활성 기체로 채워질 수 있다. 이를 위해 분석장치는 비활성 기체 공급부(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 이는 비활성 기체가 충진된 탱크일 수 있다. 비활성 기체로는 예컨대, 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등이 사용될 수 있다. In addition, the interior of the pre-experiment
그 다음, 가스분석챔버(100)와 연결된 모든 밸브를 차단한 상태에서 온도와 전압 조건을 달리하면서 이차전지 셀(B)을 충전 또는 방전 구동시킨다. Next, all the valves connected to the
이에 따라 이차전지 셀(B)에서 발생되는 가스량은 전술한 바와 같이 이상기체 상태방정식을 활용하여 다음의 수식에 의해 계산될 수 있다. Accordingly, the amount of gas generated in the secondary battery cell B can be calculated by the following equation using the ideal gas state equation as described above.
여기서 Δn은 가스분석챔버(100) 내부 기체의 몰수 변화량이고, Vc는 가스분석챔버(100)의 부피이고, R은 기체 상수이고, P1은 이차전지 셀(B)에서 가스 벤팅전 가스분석챔버(100)의 기체 압력이고, T1은 이차전지 셀(B)에서 가스 벤팅전 가스분석챔버(100)의 평균온도이고, P2는 이차전지 셀(B)에서 가스 벤팅후 가스분석챔버(100)의 기체 압력이고, T2는 이차전지 셀(B)에서 가스 벤팅후 가스분석챔버(100)의 평균온도를 의미한다. 부연하면, 보일-샤를의 법칙에 따라 기체의 온도,압력,부피 사이에는 P*V=n*R*T의 관계가 성립한다. 즉, 가스분석챔버(100)는 밀폐된 공간을 제공하므로 부피 변화는 없는 것으로 볼 수 있으므로 이차전지 셀(B)에서 가스 벤팅전 가스분석챔버(100)의 기체방정식은 n1*R*T1=P1*Vc와 같고, 이차전지 셀(B)에서 가스가 벤팅된 후, 기체방정식은 n2*R*T2=P2*Vc와 같다. 여기서 n1은 비활성 기체의 몰수, n2는 비활성 기체와 벤팅된 가스의 총 몰수를 의미한다. 따라서 이들 기체방정식을 정리하면 가스분석챔버(100) 내부 기체의 총 몰수 변화량을 구할 수 있고, 총 몰수의 변화량은 이차전지 셀(B)에서 벤팅된 가스량을 의미한다. 즉, 이차전지 셀(B)에서 벤팅된 가스의 부피는 표준상태에서 Δn * 22.4L으로 환산될 수 있다.Where V n is the volume of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도제어부의 개략적인 구성도이다. 9 is a schematic configuration diagram of a temperature control unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이차전지용 가스 분석장치는 보다 다양한 환경 조건에서 벤팅 가스량을 측정할 수 있도록 온도제어부(400)을 포함한다. 온도제어부(400)는 이차전지 셀(B)에 충전 또는 방전에 의한 열화 뿐만 아니라 외부 온도 조건의 변화에 따른 열화를 유발하기 위한 구성이다. 온도제어부(400)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 가스분석챔버(100)의 바닥면 및 측벽면 중 적어도 한 곳에 마련된 열선(410)과, 열선(410)의 상부에 배치되는 방열패드(420)를 포함한다. The gas analyzer for a secondary battery of the present invention includes a
열선(410)은 히팅 코일로 마련되고, 가스분석챔버(100) 외부의 전원공급부와 연결될 수 있다. 그리고 전원공급부는 열선(410)의 발열량을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 가스분석챔버(100) 내부의 온도를 점진적으로 상승시킬 수 있다. 방열패드(420)는 열선(410)이 그대로 가스분석챔버(100) 내부에 노출되는 것을 차폐하면서 가스분석챔버(100) 내부 공간에 고르게 열을 발산시키는 역할을 한다. 이러한 방열패드(420)로는 테프론 시트(420)가 적용될 수 있다. The
또한, 본 발명의 이차전지용 가스 분석장치는 실험과정에서 가스분석챔버(100)의 내부 압력이 과도하게 올라가 폭발하는 것을 방지하기 위해 안전밸브(600)(도 2 내지 도 3 참조)를 더 구비할 수 있다. 안전밸브(600)는 가스분석챔버(100)에 있어서 챔버본체(110)의 일 측벽면 또는 챔버덮개(120)의 일면에 설치될 수 있으며, 미리 설정된 압력을 초과하면 자동으로 노즐이 개방되어 외부로 압력을 배출한다. In addition, the gas analyzer for a secondary battery of the present invention may further include a safety valve 600 (see FIGS. 2 to 3) for preventing an internal pressure of the
또한, 본 발명의 이차전지용 가스 분석장치는 이차전지 셀(B)에서 벤팅된 가스를 포집해 그 성분을 분석하기 위한 가스밸브(500)(도 2 내지 도 3 참조)를 더 구비할 수 있다. 가스밸브(500)는 일측이 가스분석챔버(100)에 결합되고 타측은 가스 배출 경로를 형성하는 유관과 연결될 수 있다. 그리고 유관은 가스포집챔버에 연결될 수 있다. 참고로, 본 발명의 분석장치는 초기에 가스밸브(500)를 개방한 상태에서 진공펌프를 구동하여 미리 유관에 진공압을 조성함으로서 벤팅 가스량 측정 후 가스분석챔버(100)에 잔존하는 기체들이 유관의 음압으로 흡인되도록 할 수 있다. In addition, the gas analyzer for a secondary battery of the present invention may further include a gas valve 500 (see FIGS. 2 to 3) for collecting gas bent in the secondary battery cell B and analyzing the gas. The
이와 같이 채취된 가스들에 대한 정성분석은 일반적으로 알려진 가스 정성 분석방법에 의해 진행될 있다. 예컨대, 적외선을 대상 가스에 비추어 특정 성분의 농도를 연속적으로 분석하는 적외선 가스분석계, 광전변환기를 이용한 광전광도계, 기타 가스 검지관, 일산화탄소 분석계, 이산화탄소 분석계 및 탄화수소 분석계 등이 사용될 수 있을 것이다. The qualitative analysis of the collected gases is carried out by a generally known gas qualitative analysis method. For example, an infrared gas analyzer for continuously analyzing the concentration of a specific component in the presence of infrared rays, a photoelectric photometer using a photoelectric transducer, other gas detector tubes, a carbon monoxide analyzer, a carbon dioxide analyzer, and a hydrocarbon analyzer may be used.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 가스 분석방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. 10 is a schematic flow chart for explaining a method for analyzing a gas for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 도 10를 참조하여 본 발명의 분석장치를 이용한 이차전지용 가스 분석방법에 대해 간략히 살펴보기로 한다. Hereinafter, a gas analysis method for a secondary battery using the analyzing apparatus of the present invention will be briefly described with reference to FIG.
본 발명에 따른 이차전지용 가스 분석방법은 밀폐된 공간을 형성하는 가스분석챔버(100) 내부에 이차전지를 배치하는 단계(S100)와, 가스분석챔버(100)의 압력 측정 및 이차전지와 가스분석챔버(100) 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값 산출하는 단계(S200)와, 이차전지를 충방전시키는 단계(S300)와, 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 가스분석챔버(100)의 압력 측정 및 이차전지와 가스분석챔버(100) 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값을 산출하는 단계(S400)와, 이상기체 상태방정식을 적용하여 이차전지에서 가스가 벤팅되기 전 가스분석챔버(100) 내부의 기체의 총 몰수와 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 가스분석챔버(100) 내부의 기체의 총 몰수를 비교하여 이차전지에서 벤팅된 가스량을 산출하는 단계(S500)를 포함한다. The method for analyzing gas for a secondary battery according to the present invention includes the steps of disposing (S100) a secondary battery in a gas analysis chamber (100) forming a closed space, measuring pressure of the gas analysis chamber (100) A step S200 of measuring the temperature of the internal space of the
먼저, 이차전지를 배치하는 단계는 상술한 지지플레이트(210)에 이차전지 셀(B)을 안착시키고 그 위에 고정플레이트(211)를 체결하여 이차전지 셀(B)이 유동하지 않도록 고정시키는 단계와, 가압플레이트(260)로 이차전지 셀(B)의 전극리드가 도전판(220)에 접촉되도록 가압하는 단계를 진행될 수 있다. 그리고 보다 정확한 실험을 위해 가스분석챔버(100)에 진공 상태를 조성하고 비활성 기체를 공급할 수 있다. The step of disposing the secondary battery includes the steps of placing the secondary battery cell B on the
그 다음, 센싱부(300)를 통해 이차전지 셀(B)에서 가스가 벤팅되기 전 가스분석챔버(100)의 내부 압력 및 온도 평균값을 측정한다. 이때 측정된 압력 및 온도평균값은 데이터 처리부(미도시)에 입력될 수 있다. 데이터 처리부는 미리 입력된 가스분석챔버(100)의 부피 Vc와 센싱부(300)로부터 상기 압력 및 온도평균값으로부터 기체의 몰수를 계산하도록 프로그래밍될 수 있다. 데이터 처리부에서 프로세싱된 결과값, 즉 벤팅된 가스량은 사용자가 확인할 수 있도록 별도의 디스플레이장치에 표시될 수 있다. 물론, 데이터 처리부의 구성을 생략하고 사용자가 직접 상기 압력 및 온도평균값을 읽고 가스량을 산출할 수도 있다.Next, the internal pressure and temperature average value of the
그 다음, 이차전지 셀(B)에 전류를 인가하거나 이차전지 셀(B)이 방전될 수 있도록 한다. 이때, 전압과 온도 조건을 달리하면서 이차전지 셀(B)을 충전 또는 방전시킬 수 있다(S400). 이차전지 셀(B)에 인가되는 전압은 충방전부(200)에 의해 조절될 수 있고 온도는 온도제어부(400)에 의해 열선(410)의 발열량을 조절함으로써 점진적으로 높일 수 있다. 그리고 특정 전압, 온도, 시간 경과 시점에 가스분석챔버(100)의 온도, 압력을 다시 측정한다. 이와 같이 측정된 압력 및 온도 데이터를 바탕으로 가스 벤팅 전과 후의 기체방정식을 비교하여 벤팅된 가스의 몰수와 부피를 산출한다. Next, a current is applied to the secondary battery cell (B) or the secondary battery cell (B) is discharged. At this time, the secondary battery cell B can be charged or discharged while voltage and temperature conditions are different (S400). The voltage applied to the secondary battery cell B can be controlled by the charging
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.On the other hand, in the present specification. It is to be understood that the terminology such as up, down, left, right, etc., is used for convenience of explanation, but can be expressed differently depending on the viewing position of the observer or the position of the object. To be clear to.
100 : 가스분석챔버
110 : 챔버본체
120 : 챔버덮개
200 : 충방전부
210 : 지지플레이트
220 : 도전판
230 : 전원공급케이블
240 : 고정프레임
250 : 승강샤프트
260 : 가압플레이트
300 : 센싱부
310 : 압력 게이지
320 : 온도측정센서
400 : 온도제어부
410 : 열선
420 : 방열패드
500 : 가스밸브
600 : 안전밸브100: gas analysis chamber
110: chamber body
120: chamber cover
200:
210: Support plate
220: conductive plate
230: Power supply cable
240: Fixed frame
250: lifting shaft
260: pressure plate
300: sensing part
310: Pressure gauge
320: Temperature measurement sensor
400: temperature control unit
410: Heat line
420: heat radiating pad
500: Gas valve
600: Safety valve
Claims (15)
상기 이차전지를 지지하며, 상기 이차전지를 충전 또는 방전시키도록 상기 이차전지의 전극리드와 연결되는 충방전부;
상기 가스분석챔버의 압력과 온도를 센싱하는 센싱부; 및
상기 가스분석챔버 내부에 열을 공급하되, 열량을 조절하여 상기 가스분석챔버의 온도를 순차적으로 상승시키는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치.A gas analysis chamber in which the secondary battery is housed and forms a closed space;
A charger supporting the secondary battery and connected to the electrode lead of the secondary battery to charge or discharge the secondary battery;
A sensing unit sensing the pressure and temperature of the gas analysis chamber; And
And a temperature controller for supplying heat to the inside of the gas analysis chamber and sequentially increasing the temperature of the gas analysis chamber by adjusting the amount of heat.
상기 충방전부,
상기 이차전지가 상면에 안착되는 지지플레이트;
상기 지지플레이트의 일측 가장자리 영역에 마련되는 전기전도성 도전판;
상기 도전판의 상부에서 승하강 가능하게 마련되어 상기 이차전지의 전극리드를 가압하여 상기 도전판에 접촉시키는 가압플레이트; 및
일측은 상기 도전판과 연결되고 타측은 상기 가스분석챔버를 관통하여 외부로 연장배치되는 전원공급케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. The method according to claim 1,
The charging /
A supporting plate on which the secondary battery is seated;
An electrically conductive conductive plate provided on one side edge region of the support plate;
A pressing plate which is provided at an upper portion of the conductive plate so as to be able to move up and down to press the electrode lead of the secondary battery to contact the conductive plate; And
And a power supply cable connected to the conductive plate on the one side and extending outwardly through the gas analysis chamber on the other side.
상기 이차전지를 사이에 두고 상기 지지플레이트와 상하로 체결되는 고정플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. 3. The method of claim 2,
Further comprising a fixing plate which is vertically coupled to the support plate with the secondary battery interposed therebetween.
상기 가스분석챔버는,
일측이 개방된 박스 형태로 마련되고 상기 충방전부, 상기 온도제어부, 상기 센싱부와 결합되는 챔버본체;
상기 챔버본체와 상호 조립가능하게 마련되고 상기 챔버본체를 차폐시키는 챔버덮개; 및
상기 챔버본체와 상기 챔버덮개의 접촉면에 개재되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치.The method according to claim 1,
The gas analysis chamber includes:
A chamber body provided at one side in an open box shape and coupled with the charging part, the temperature control part, and the sensing part;
A chamber cover interposed between the chamber body and shielding the chamber body; And
And a sealing member disposed on a contact surface between the chamber body and the chamber lid.
상기 센싱부는,
상기 이차전지에서 상기 가스분석챔버의 벽면 방향으로 소정 간격마다 이격 배치되어 상기 이차전지 및 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하는 복수 개의 온도측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치.The method according to claim 1,
The sensing unit includes:
And a plurality of temperature measurement sensors arranged at predetermined intervals in the direction of the wall of the gas analysis chamber in the secondary battery to measure the temperature of the space inside the secondary battery and the gas analysis chamber. .
상기 센싱부는,
상기 가스분석챔버의 내부 압력을 측정하는 압력게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. The method according to claim 1,
The sensing unit includes:
And a pressure gauge for measuring the internal pressure of the gas analysis chamber.
상기 온도제어부는,
상기 가스분석챔버의 바닥면 및 측벽면 중 적어도 한 곳에 마련되는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치.The method according to claim 1,
The temperature control unit includes:
And a hot line provided at least one of a bottom surface and a side wall surface of the gas analysis chamber.
상기 온도제어부는,
상기 열선의 상부에 배치되어 상기 열선으로부터 전달된 열을 상기 가스분석챔버 내부로 발산하는 방열패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. 8. The method of claim 7,
The temperature control unit includes:
And a heat dissipation pad disposed on the heat ray to dissipate the heat transferred from the heat ray into the gas analysis chamber.
상기 가스분석챔버에 비활성 기체를 공급하는 비활성 기체공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. The method according to claim 1,
Further comprising an inert gas supply unit for supplying an inert gas to the gas analysis chamber.
일측은 상기 가스분석챔버에 결합되고, 타측은 상기 가스분석챔버 내부의 상기 이차전지에서 발생된 가스를 포집하기 위한 유관과 연결되는 가스밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. The method according to claim 1,
Further comprising a gas valve connected to the gas analysis chamber on one side and to a pipe for collecting gas generated in the secondary battery inside the gas analysis chamber on the other side.
상기 가스분석챔버에 결합되되, 상기 가스분석챔버의 내압이 미리 설정된 허용 압력을 초과하는 경우, 압력에 의해 개방되는 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치.The method according to claim 1,
Further comprising a safety valve coupled to the gas analysis chamber and opened by pressure when the internal pressure of the gas analysis chamber exceeds a preset allowable pressure.
상기 가스분석챔버에 진공 상태를 조성하는 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석장치. The method according to claim 1,
Further comprising a vacuum pump for creating a vacuum state in the gas analysis chamber.
상기 가스분석챔버 내부 기체의 유동을 촉진시키는 팬유닛을 더 포함하는 이차전지용 가스 분석장치.The method according to claim 1,
And a fan unit for promoting the flow of the gas inside the gas analysis chamber.
상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 상기 이차전지와 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값 산출하는 단계;
상기 이차전지를 충방전시키는 단계;
상기 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 상기 이차전지와 상기 가스분석챔버 내부 공간의 온도를 측정하고 온도 평균값을 산출하는 단계; 및
이상기체 상태방정식을 적용하여 상기 이차전지에서 가스가 벤팅되기 전 상기 가스분석챔버 내부의 기체의 총몰수와 상기 이차전지에서 가스가 벤팅된 후 상기 가스분석챔버 내부의 기체의 총몰수를 비교하여 상기 이차전지에서 벤팅된 가스량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석방법.Disposing a secondary battery in a gas analysis chamber forming a closed space;
Measuring a pressure of the gas analysis chamber, measuring a temperature of the secondary battery and a space inside the gas analysis chamber, and calculating a temperature average value;
Charging and discharging the secondary battery;
Measuring a pressure of the gas analysis chamber after the gas is vented in the secondary battery, measuring a temperature of the space inside the secondary battery and the gas analysis chamber, and calculating a temperature average value; And
The ideal gas state equation is applied to compare the total number of moles of gas in the gas analysis chamber before the gas is vented in the secondary cell and the total number of moles of gas in the gas analysis chamber after the gas is vented in the secondary cell, And calculating the amount of gas vented in the secondary battery.
상기 가스분석챔버의 압력 측정 및 온도 평균값을 산출하는 단계 이후에,
상기 가스분석챔버의 온도를 순차적으로 상승시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 가스 분석방법.15. The method of claim 14,
After the step of calculating the pressure measurement and temperature average value of the gas analysis chamber,
Further comprising the step of sequentially raising the temperature of the gas analysis chamber.
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