KR20160098774A

KR20160098774A - 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법

Info

Publication number: KR20160098774A
Application number: KR1020150020792A
Authority: KR
Inventors: 홍은표
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-08-19
Also published as: KR101719408B1

Abstract

본 발명은 생산 라인 상에서 외장재의 핀홀에 의한 불량 유무를 식별할 수 있는 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 내부에 이차전지를 수용할 수 있도록 수용공간이 형성되는 지그부, 상기 지그부의 수용공간에 공기를 선택적으로 주입하는 공기 주입부 및 상기 이차전지의 불량여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법{JIG FOR DETECTING FAULT OF SECONDARY CELL AND METHOD FOR DETECTING FAULT OF SECONDARY CELL USING THE SAME}

본 발명은 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 생산 라인 상에서 외장재의 핀홀에 의한 불량 유무를 식별할 수 있는 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법에 관한 것이다.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류 전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.

대한민국공개특허공보 특2001-0011231호에는 이차전지의 리크 검사장치 및 그를 이용한 이차전지의 제조방법이 개시되어 있다.

이와 같이 이차전지의 제조 과정에서 이차전지의 리크를 검사하기 위한 방법들이 연구되고 있다.

하지만, 이차전지 중에서 폴리머 전지(polymer cell)는 외부의 요인으로 핀홀(pin hole)이 발생시 공기가 전지 내부로 침투하여 일정 기간이 지난 후에 부풀어오르기는 하지만 핀홀 발생 바로 당시에는 이차전지의 기능이 정상으로 나오고 외관에서 불량의 식별이 어려워 전지 생산 라인 공정 중에서는 불량의 검출이 어렵다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전지의 생산 라인 상에서 테스트를 통해 전지의 핀홀을 검출할 수 있게 하는 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그는 내부에 이차전지를 수용할 수 있도록 수용공간이 형성되는 지그부, 상기 지그부의 수용공간에 공기를 선택적으로 주입하는 공기 주입부 및 상기 이차전지의 불량여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지그부는 상기 이차전지가 안착되는 하부 지그, 상기 하부 지그와 긴밀히 결합하여 상기 수용공간을 형성하며, 상기 공기 주입부로부터 공급되는 공기의 유동로인 피팅홀이 형성되는 상부지그를 포함하며, 상기 판단부는 상기 공기 주입부로부터 공기 주입이 중단된 상태에서 상기 이차전지의 일부분이 상기 피팅홀 측으로 팽창하는지 여부를 판단할 수 있다.

상기 피팅홀은 상기 상부 지그의 상측에 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출 방법은 파우치형 외장재가 마련된 이차전지를 마련하는 마련 단계, 상기 이차전지를 지그부의 내부에 넣는 수용 단계, 상기 이차전지가 내부에 수용된 상기 지그부의 내부에 공기를 주입하는 공기 주입 단계, 상기 지그부에 공기 주입을 중단하고, 상기 지그부 내부의 공기가 외부로 빠져나오도록 하는 공 압력 해제 단계 및 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기 주입 단계는 상기 지그부의 상측에 마련된 피팅홀을 통해 상기 지그부의 내부에 공기를 주입할 수 있다.

상기 판단 단계에서는 상기 파우치형 외장재의 외형 변형 여부를 기준으로 상기 이차전지의 불량여부를 판정할 수 있다.

상기 판단 단계에서는 상기 파우치형 외장재의 일부가 상기 피팅홀 측으로 팽창하는 경우에 상기 이차전지를 불량으로 판정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지 생산 라인 중에 테스트 한번으로 파우치에 핀홀이 형성된 것을 검출할 수 있어 제품의 불량 검출 작업을 쉽고 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지 생산 라인 중에 이차전지의 불량을 검출할 수 있게 하여 제품의 불량률을 극소화하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지의 불량 판단 방법을 다양하게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그에 공기를 주입하는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 공기 주입부를 제거하여 수용공간의 공기가 외부로 배출되는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 이차전지의 불량 검출 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그에 공기를 주입하여 핀홀이 천공된 이차전지의 내부로 공기가 유입되는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 공기 주입부를 제거하여 수용공간의 공기가 외부로 배출되는 과정에서 이차전지가 내부에 유입된 공기에 의해 팽창되는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에서 공기가 배출된 후 정상의 이차전지를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5에서 공기가 배출된 후 불량의 이차전지를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그에 공기를 주입하는 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 공기 주입부를 제거하여 수용공간의 공기가 외부로 배출되는 것을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그는 내부에 이차전지(1)를 수용할 수 있도록 수용공간(17)이 형성되는 지그부(10), 상기 지그부(10)의 수용공간(17)에 공기를 선택적으로 주입하는 공기 주입부(20) 및 상기 이차전지(1)의 불량여부를 판단하는 판단부(30)를 포함한다.

지그부(10)는 저면이 바닥에 지지되며 내면에 이차전지(1)가 안착되는 하부 지그(11)와, 상기 하부지그(11)의 상측에 하부 지그(11)와 긴밀하게 결합하여 내부에 수용공간(17)을 형성하며, 공기 주입부(20)로부터 공급되는 공기의 유동로인 피팅홀(15)이 형성되는 상부지그(13)를 포함한다.

여기서 피팅홀(15)은 상부 지그(13)의 상측에 마련되어 수용공간(17)으로 공기를 공급할 시에는 공기 주입부(20)로부터 공급되는 공기가 수용공간(17)의 상측에서 하측으로 유입되게 하고, 수용공간(17) 내부로 공급된 공기를 외부로 배출할 시에는 수용공간(17) 내부의 공기가 하측에서 상측의 피팅홀(15)을 통해 외부로 배출될 수 있게 하여 수용공간(17) 내부에 수용되는 이차전지(1)에 충분한 공압이 제공되게 하는 것이 좋다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 공기 주입부(20)는 공기 펌프 또는 압축 공기통 등에 연결된 배관의 주입구일 수 있고, 피팅홀(15)에 끼움 결합되어 수용공간(17)에 공기를 공급하고 수용공간(17)으로부터 공기를 배출할 시에는 피팅홀(15)로부터 공기 주입부(20)를 분리하여 수용공간(17)으로부터 피팅홀(15)을 통해 공기가 외부로 배출되게 할 수 있다.

판단부(30)는 공기 주입부(20)로부터 공기 주입이 중단된 상태에서 이차전지(1)의 일부분이 피팅홀(15) 측으로 팽창하는지 여부를 판단하여 이차전지(1)의 불량을 검출하기 위한 것으로 감지 센서, 측정 눈금 등을 사용할 수 있는데, 본 실시예에서는, 수용공간(17)의 내부에 감지 센서를 설치하여 이차전지(1)의 변형 여부를 감지하는 것으로 설명한다.

다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 실시예에서는 수용공간(17)의 내부에 측정 눈금을 마련하여 작업자가 이차전지(1)의 변형 여부를 식별하기 쉽게 할 수도 있다.

또한, 이에 한정되지 않고 판단부(30)는 작업자가 이차전지(1)의 변형 여부를 식별할 수 있다면 일반적인 어떠한 수단이라도 적용이 가능할 것이다.

도 3은 본 발명의 이차전지의 불량 검출 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그에 공기를 주입하여 핀홀이 천공된 이차전지의 내부로 공기가 유입되는 것을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 공기 주입부를 제거하여 수용공간의 공기가 외부로 배출되는 과정에서 이차전지가 내부에 유입된 공기에 의해 팽창되는 것을 도시한 도면이고, 도 6은 도 2에서 공기가 배출된 후 정상의 이차전지를 도시한 도면이고, 도 7은 도 5에서 공기가 배출된 후 불량의 이차전지를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검출 방법은 마련단계(S1)와 수용단계(S2)와 공기 주입단계(S3)와 압력 해제 단계(S4)와 판단 단계(S5)를 포함한다.

상기 마련단계(S1)는 파우치형 외장재가 마련된 이차전지(1)를 마련하는 단계이다.

본 단계에서 마련되는 이차전지(1)는 파우치의 내부에 복수 개의 전극과 분리막이 교대로 적층되는 전극조립체가 내장되는 구조를 갖는다.

상기 수용 단계(S2)는 상기 마련 단계(S1)에서 마련된 이차전지(1)를 지그부(10)의 내부 수용공간(17)에 넣는 단계이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공기 주입 단계(S3)는 지그부(10)의 내부 수용공간(17)에 이차전지(1)를 수용한 상태에서 피팅홀(15)에 공기 주입부(20)를 결합하여 수용공간(17)에 공기를 주입하여 수용공간(17) 내부의 공압을 증가시키는 단계이다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 이차전지(1')에 핀홀(1P)이 형성된 불량의 이차전지(1')의 경우 핀홀(1P)을 통해 이차전지(1')의 내부에 공기가 유입된다.

도 2를 참조하여 설명하면, 상기 공 압력 해제 단계(S4)에서는 수용공간(17)의 공압이 충분히 증가하면 피팅홀(15)로부터 공기 주입부(20)를 제거하여 수용공간(17) 내부의 공기가 피팅홀(15)을 통해 외부로 배출됨에 따라 수용공간(17) 내부의 공 압력을 하강시킨다.

여기서 도 5에 도시된 바와 같이, 핀홀(1P)을 통해 내부에 공기가 유입된 불량의 이차전지(1')는 수용공간(17)의 공압이 하강하면 내부로 유입된 공기에 의해 증가된 이차전지(1') 내부의 공압에 의해 이차전지(1')의 파우치가 부풀어 오르게 된다.

그리고 부풀어 오르는 파우치의 상부 일부는 지그부(10)의 피팅홀(15)측으로 팽창되어 이차전지(1')의 상부 일부가 상측으로 돌출(1a)되는 돌출부(1a) 등을 형성하게 된다.

그리고 상기 판단 단계(S5)에서는 공 압력 해제 단계(S4)에서 수용공간(17) 내부의 공기가 외부로 배출된 상태에서 이차전지(1)의 변형 여부에 따라 이차전지(1)의 불량을 판단한다.

즉, 도 6을 참조하여 설명하면, 정상의 이차전지(1)의 경우 수용공간(17) 내부에 설치된 판단부(30)의 가상의 감지선(도 6에서 점선)에 의해 변화된 외형이 감지되지 않아 이차전지(1)가 정상임을 판별할 수 있다.

반면, 도 7에 도시된 바와 같이, 불량의 이차전지(1')의 경우 수용공간(17) 내부에 설치된 판단부(30)의 가상의 감지선(도 7에서 점선)에 의해 돌출부(1a) 등의 변화된 외형이 감지되어 이차전지(1')가 불량임을 판별할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법은 이차전지 생산 라인 중에 테스트 한번으로 파우치에 핀홀이 형성된 것을 검출할 수 있어 제품의 불량 검출 작업을 쉽고 정확하게 할 수 있는 효과가 있고, 이차전지 생산 라인 중에 이차전지의 불량을 검출할 수 있게 하여 제품의 불량률을 극소화하는 효과가 있고, 이차전지의 불량 판단 방법을 다양하게 할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 이차전지의 불량 검출용 지그 및 그를 이용한 이차전지의 불량 검출 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1, 1': 이차전지
10: 지그부
11: 하부 지그
13: 상부 지그
15: 피팅홀
17: 수용공간
20: 공기 주입부
30: 판단부

Claims

내부에 이차전지(1)를 수용할 수 있도록 수용공간(17)이 형성되는 지그부(10);
상기 지그부(10)의 수용공간(17)에 공기를 선택적으로 주입하는 공기 주입부(20); 및
상기 이차전지(1)의 불량여부를 판단하는 판단부(30); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출용 지그.
청구항 1에 있어서,
상기 지그부(10)는 상기 이차전지(1)가 안착되는 하부 지그(11), 상기 하부 지그(11)와 긴밀히 결합하여 상기 수용공간(17)을 형성하며, 상기 공기 주입부(20)로부터 공급되는 공기의 유동로인 피팅홀(15)이 형성되는 상부지그(13)를 포함하며,
상기 판단부(30)는 상기 공기 주입부(20)로부터 공기 주입이 중단된 상태에서 상기 이차전지(1)의 일부분이 상기 피팅홀(15) 측으로 팽창하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출용 지그.
청구항 2에 있어서,
상기 피팅홀(15)은 상기 상부 지그(13)의 상측에 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출용 지그.
파우치형 외장재가 마련된 이차전지(1)를 마련하는 마련 단계(S1);
상기 이차전지(1)를 지그부(10)의 내부에 넣는 수용 단계(S2);
상기 이차전지(1)가 내부에 수용된 상기 지그부(10)의 내부에 공기를 주입하는 공기 주입 단계(S3);
상기 지그부(10)에 공기 주입을 중단하고, 상기 지그부(10) 내부의 공기가 외부로 빠져나오도록 하는 공 압력 해제 단계(S4); 및
상기 이차전지(1)의 불량 여부를 판단하는 판단 단계(S5); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 공기 주입 단계(S3)는 상기 지그부(10)의 상측에 마련된 피팅홀(15)을 통해 상기 지그부(10)의 내부에 공기를 주입하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 판단 단계(S5)에서는 상기 파우치형 외장재의 외형 변형 여부를 기준으로 상기 이차전지(1)의 불량여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 판단 단계(S5)에서는 상기 파우치형 외장재의 일부가 상기 피팅홀(15) 측으로 팽창하는 경우에 상기 이차전지(1)를 불량으로 판정하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 불량 검출 방법.