KR20170041538A

KR20170041538A - 배터리 셀 두께 측정 장치

Info

Publication number: KR20170041538A
Application number: KR1020150141094A
Authority: KR
Inventors: 박희찬; 김태일; 황창묵
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-04-17
Also published as: KR102476002B1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 두께 측정 장치는, 고정된 이격 거리를 갖는 제1 평판과 제4 평판, 상기 제1 평판과 상기 제4 평판 사이에서 이동 가능하도록 배치되는 제2 평판, 및 상기 제2 평판의 일측에 배치되어 상기 제2 평판의 타측에 배치된 배터리셀의 두께 변화를 측정하는 두께 측정부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 셀 두께 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING THICKNESS OF BETTERY CELL}

본 발명은 배터리 셀의 두께 변화를 측정하는 장치에 관한 것이다.

최근, 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 배터리 모듈이 개발되고 있다. 이러한 고출력 배터리 모듈은 고전력을 필요로 하는 기기, 예를 들어 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등의 동력원으로 사용될 수 있도록 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 대용량으로 구현되고 있다.

배터리 모듈은 다수의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 셀은 리튬 이온 이차전지와 같이 하나의 격실로 된 케이스 내에서 전해액과 양극판, 음극판이 배치되어 형성된다.

배터리 셀과 같은 충방전 시에 체적 또는 두께가 변화한다. 배터리 셀의 충방전 특성이 비정상적인 경우, 배터리 셀의 체적도 비정상적으로 변하게 된다.

따라서, 충방전 특성이 균일한 배터리 셀을 제조하기 위해서는 배터리 셀의 체적 변화에 따른 두께 변화를 측정할 필요가 있다.

본 발명은 배터리 셀과 같은 평판형 피측정물의 두께 변화 측정이 가능한 배터리 셀 두께 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 실시예에 있어서 상기 두께 측정부는, 고정 배치되는 다수의 측정 센서를 포함하며, 상기 측정 센서들은 상기 제2 평판을 관통하여 상기 배터리셀과의 거리를 측정할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되며 상기 제2 평판을 상기 배터리셀 측으로 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 가압부는, 제1 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되는 가압 평판, 상기 가압 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되는 적어도 하나의 탄성 부재 및 상기 제1 평판에 체결되며 상기 제1 평판을 관통하는 가압 핀을 통해 상기 가압 평판을 가압하는 가압 노브를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 다수의 측정 센서는, 상기 배터리셀을 향하도록 상기 가압 평판의 일면에 체결될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 다수의 측정 센서는, 상기 배터리셀의 외부 전극과 인접한 위치까지의 거리를 측정하는 제1, 제2 센서를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 다수의 측정 센서는, 상기 배터리셀의 중심에 대응하는 위치까지의 거리를 측정하는 제3 센서를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 평판과 상기 제4 평판에 결합되어 상호 간의 이격 거리를 고정하는 체결 부재를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 평판과 상기 제4 평판 사이에 배치되어 상기 배터리셀을 지지하는 제3 평판을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제3 평판과 상기 제4 평판 사이에 배치되는 압력 측정부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 배터리셀은, 다수개가 적층 배치되며 상호 간에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 두께 측정 장치는, 피측정물이 안착되는 평판 및 상기 피측정물과 이격 배치되어 상기 피측정물과의 거리를 지속적으로 측정하여 상기 피측정물의 두께 변화를 측정하는 두께 측정부를 포함하며, 상기 두께 측정부는 분산 배치되는 다수의 측정 센서들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 장치는 다수의 측정 센서가 배터리셀의 면적에 대응하여 분산 배치된다. 이에 따라 배터리셀이 팽창할 때 전체적인 두께 변화뿐 아니라 부분적인 두께 변화도 용이하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 두께 측정 장치에서 제1 평판을 분해하여 도시한 부분 분해사시도.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 두께 측정 장치를 순차적으로 분해하여 도시한 부분 분해 사시도.
도 6은 도 1의 A 방향에 따른 측면도.
도 7은 도 6의 B-B′에 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 장치의 활용 예를 설명하기 위한 사시도.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 두께 측정 장치에서 제1 평판을 분해하여 도시한 부분 분해사시도이다.

또한 도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 두께 측정 장치를 순차적으로 분해하여 도시한 부분 분해 사시도이다.

또한 도 6은 도 1의 A 방향에 따른 측면도이고, 도 7은 도 6의 B-B′에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 두께 측정 장치(100)는 배터리셀(battery cell)과 같은 평판형 피측정물(10)에 생기는 두께 변화를 측정하는 장치로, 고정 평판인 제1, 제4 평판(1, 4), 가동 평판인 제2, 제3 평판(2, 3), 압력 측정부(6), 가압부(8), 및 두께 측정부(7) 를 포함한다.

제1 내지 제4 평판(1, 2, 3, 4)은 각각 두께 측정 과정에서 휘어지지 않는 강성을 갖는 판으로 형성될 수 있다.

제1 내지 제4 평판(1, 2, 3, 4)은 서로 평행을 이루며 적층 배치되고, 서로 접촉하지 않도록 각각 이격 배치된다.

본 실시예에서는 제1 내지 제4 평판(1, 2, 3, 4)이 모두 동일한 크기와 동일한 두께로 형성되는 경우를 예로 들고 있다. 이 경우 제조가 용이하다는 이점이 있으나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 평판(1)과 제2 평판(2) 사이에는 가압부(8) 및 두께 측정부(7)가 배치된다. 또한 제2 평판(2)과 제3 평판(3) 사이에는 피측정물(10)인 배터리셀이 개재되고, 제3 평판(3)과 제4 평판(4) 사이에는 압력 측정부(6)가 개재된다.

제1 내지 제4 평판(1, 2, 3, 4)은 피측정물(10)보다 넒은 면적으로 형성되며, 양 측에는 체결 부재(5)가 삽입되는 다수의 관통 홀(1a, 2a, 3a, 4a)이 형성된다.

제1 평판(1)은 최상부에 배치되며, 제4 평판(4)은 최하부에 배치된다.

제1 내지 제3 평판(1, 2, 3)은 상기한 체결 부재(5)가 관통 배치되는 다수의 관통 홀(1a, 2a, 3a)을 구비한다.

제1 평판(1)의 관통 홀(1a)에는 체결 부재(5)의 일단이 고정 체결된다.

반면에 제2, 제3 평판(2, 3)의 관통 홀(2a, 3a)은 직경이 체결 부재(5)의 직경보다 크게 형성된다. 따라서 제2, 제3 평판(2, 3)은 가압부(8)의 가압력이나, 피측정물(10)의 두께 변화에 따라 이동될 수 있다.

또한 제1 평판(1)은 후술되는 가압 평판(8b)의 가이드핀(8e)가 삽입되는 다수의 가이드홀(1b)과, 가압 핀(8d)이 나사 결합되는 체결 홀(1c)를 구비한다.

제4 평판(4)은 체결 부재(5)의 타단이 고정 체결되는 관통 홀(4a)을 구비한다. 관통 홀(4a)의 내부에는 체결 부재(5)와의 결합을 위해 나사산이 형성될 수 있다.

본 실시예에서는 제4 평판(4)이 베이스(9) 상에 결합된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 지그나 테이블 등 제4 평판(4)을 안정적으로 고정할 수만 있다면 다양한 변형이 가능하다.

한편, 도시되어 있지 않지만, 베이스(4) 상에는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)에 각각 연결되어 배터리셀(10) 전압을 공급하는 전압 공급부(미도시)가 배치될 수 있다. 전압 공급부는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)이 배치되는 위치에 각각 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

체결 부재(5)는 볼트(bolt)나 관형의 샤프트 등이 이용될 수 있으며, 일단이 제1 평판(1)의 관통 홀(4a)에 고정 체결되고 타단은 제2, 제3 평판(2, 3)을 관통하여 제4 평판(4)의 관통 홀(4a)에 고정 체결된다.

체결 부재(5)의 양단이 제1 평판(1)과 제4 평판(4)에 각각 체결됨에 따라, 체결 부재(5)는 제1 평판(1)과 제4 평판(4)의 이격 거리를 규정한다. 즉, 제1 평판(1)과 제4 평판(4)의 이격 거리는 체결 부재(5)에 의해 유지된다.

제2 평판(2)과 제3 평판(3)은 체결 부재(5)의 길이 방향을 따라 제1 평판(1)과 제4 평판(4) 사이에서 이동 가능하도록 배치된다.

체결 부재(5)는 제1 평판(1)과 제4 평판(4)의 이격 거리가 변하지 않도록 이중 볼트로 구성할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 이격 거리에 대응하는 파이프와 같은 관형 부재를 배치하고 나사나 볼트를 이용하여 양단을 제1 평판(1)과 제4 평판(4)에 체결하는 것도 가능하다. 또한 별도의 지그(jig)를 사용하는 등 두께 측정 과정에서 제1 평판(1)과 제4 평판(4)의 이격 거리를 유지할 수만 있다면 다양한 부재가 이용될 수 있다.

압력 측정부(6)는 제3 평판(3)과 제4 평판(4) 사이에 배치되며, 가압부(8)와 배터리셀(10)의 팽창에 의해 가해지는 압력을 측정한다.

본 실시예에 따른 압력 측정부(6)는 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 로드셀(6a ~ 6e, load cell)을 포함할 수 있다. 각각의 로드셀(6a ~ 6e)은 도시되지 않은 제어부에 연결되며, 이에 제어부는 로드셀(6a ~ 6e)로부터 입력되는 신호를 토대로 피측정물(10)인 배터리셀로부터 가해지는 압력의 변화를 수치적으로 산출 및 표시한다.

본 실시예에 있어서, 로드셀(6a ~ 6e)은 5개가 구비된다. 5개의 로드셀(6a ~ 6e)은 피측정물(10)의 형상과 수직 대응하는 위치에 각각 배치된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 평판형으로 형성되는 하나의 로드셀을 이용하는 등 필요에 따라 다양한 개수의 로드셀을 다양한 형태로 배치하여 이용할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제2 평판(2)은 제3 평판(3) 상에 배치되며, 제2 평판(2)과 제3 평판(3) 사이에는 피측정물인 배터리셀(10)이 배치된다. 따라서, 제2, 제3 평판(2, 3)은 피측정물(10)보다 넒은 면적으로 형성된다.

제2 평판(2)은 내부에 적어도 하나의 측정용 구멍(2b)이 형성된다. 측정용 구멍(2b)은 후술되는 두께 측정부(7)의 측정 센서(7a ~ 7e)가 배터리셀(10)과의 거리를 측정하기 위해 구비된다.

따라서 측정용 구멍(2b)은 측정 센서(7a ~ 7e)의 위치에 대응하여, 수직 하부에 각각 형성된다.

제3 평판(3)은 압력 측정부(6)에 의해 지지되므로, 하부 방향으로의 이동이 제한된다. 따라서 배터리셀(10)이 팽창하는 경우, 배터리셀(10)은 하부의 제3 평판(3)을 지지하며 제2 평판(2)을 가압하여 팽창된 두께만큼 제2 평판(2)을 상부로 이동시킨다.

가압부(8)는 제1 평판(1)과 제2 평판(2) 사이에 배치되며, 제2 평판(2)을 매개로 하여 배터리셀(10)을 가압한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 가압부(8)는 탄성 부재(8a)와, 가압 평판(8b), 및 가압 노브(8c)를 포함할 수 있다.

탄성 부재(8a)는 하나 또는 다수개로 구성될 수 있으며, 제2 평판(2)을 탄성적으로 가압하기 위해 구비된다. 이를 위해, 본 실시예에서는 탄성 부재(8a)로 코일 스프링을 이용한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

탄성 부재(8a)의 일단은 제2 평판(2)의 상면에 접촉하여 제2 평판(2)을 가압한다. 또한 탄성 부재(8a)의 타단에는 가압 평판(8b)이 배치된다.

가압 평판(8b)은 다수의 탄성 부재(8a)를 일괄적으로 가압하기 위해 구비된다. 따라서 가압 평판(8b)을 가압하는 것만으로 다수의 탄성 부재들(8a)이 동시에 탄성 변형되어 제2 평판(2)을 전체적으로 가압할 수 있다.

본 실시예에서는 4개의 탄성 부재(8a)가 사각 형상으로 형성되는 가압 평판(8b)의 각 모서리 부분에 배치되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 가압부(8)는 가압 평판(8b)의 형상과 탄성 부재(8a)의 개수에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

가압 노브(8c)는 가압 핀(8d)이 제1 평판(1)의 체결 홀(1c)을 관통하는 형태로 배치되며 체결 홀(1c)에 나사결합된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이 가압 핀(8d)의 끝단은 가압 평판(8b)의 상면에 접촉한다.

따라서 가압 노브(8c)는 회전 방향에 따라 가압 평판(8b)을 가압하거나, 압력을 해제할 수 있다. 또한 가압 노브(8c)의 회전 정도를 조정함에 따라 가압 평판(8b)을 가압하는 압력의 크기를 조절할 수 있다.

이와 같이 구성되는 가압부(8)는 가압 노브(8c)에 의해서만 가압 평판(8b)이 이동된다. 따라서 두께 측정 과정에서 가압 평판(8b)은 다른 고정 평판들(1, 4)과의 이격 거리가 유지되며, 사용자가 가압 노브(8c)를 조정하는 경우에만 이격 거리가 변경된다.

한편, 가압 노브(8c)에 의해 가압 평판(8b)이 가압되며 이동될 때, 가압 평판(8b)은 평행이 유지되며 가압되어야 한다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 가압 노브(8c)의 가압 핀(8d)은 가압 평판(8b)의 중심과 접촉하도록 배치된다.

그러나 이에 한정되지 않으며, 탄성 부재(8a)의 배치 구조에 대응하여 중심이 아닌 다른 위치에서 접촉하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한 가압 평판(8b)이 평행을 유지하며 가압되도록, 본 실시예에 따른 가압 평판(8b)은 다수의 가이드핀(8e)을 구비할 수 있다.

가이드핀(8e)은 가압 평판(8b)의 상부면에서 상부로 돌출되는 형태로 배치될 수 있으며, 제1 평판(1)의 가이드홀(1b)을 관통하도록 배치된다. 따라서, 가압 평판(8b)이 상하로 이동하게 되면 가이드핀(8e)도 가이드홀(1b)을 통해 상하로 이동하게 되며, 이에 가압 평판(8b)은 평행이 지속적으로 유지될 수 있다.

두께 측정부(7)는 가압 평판(8b)에 결합될 수 있으며 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 측정 센서(7a ~ 7e)를 포함한다.

측정 센서(7a ~ 7e)는 가압 평판(8b)의 하부면에 고정 체결되며 제2 평판(2)의 측정용 구멍(2b)을 통해 배터리셀(10)과의 거리를 지속적으로 측정하며, 이에 두께 측정부(7)는 측정된 거리의 변화를 기반으로 배터리셀(10)의 두께 변화를 산출한다.

이를 위해, 측정 센서(7a ~ 7e)들은 배터리셀(10)을 직접 대면하도록 측정용 구멍(2b)의 상부에 각각 배치된다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 측정 센서(7a ~ 7e)는 그 형상에 따라 측정용 구멍(2b)에 일부가 삽입될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 측정 센서(7a ~ 7e)로는 레이저나 적외선, 초음파 등을 이용한 거리 측정 센서가 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 배터리셀(10)과의 거리를 지속적으로 측정할 수만 있다면 다양한 센서들이 이용될 수 있다.

또한 도시되어 있지 않지만, 본 실시예에 따른 두께 측정부(7)는 측정 센서(7a ~ 7e)로부터 측정된 거리 정보를 토대로 배터리셀(10)의 두께 변화를 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 측정 센서(7a ~ 7e)는 배터리셀(10)의 형상에 대응하여 적어도 3곳에 배치될 수 있다.

도 7을 참조하면, 배터리셀(10)의 외부 전극(11)이 서로 반대 방향을 향하도록 배치됨에 따라, 본 실시예에 따른 두께 측정부(7)는 측정 센서들(7a ~ 7e)이 십자(+)형태로 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 센서(7a)와 제2 센서(7b)는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)과 인접한 양 단에 대응하는 위치에 배치된다. 따라서, 제1 센서(7a)와 제2 센서(7b)는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)과 인접한 위치와의 거리를 측정한다.

그리고 제3 센서(7c)는 배터리셀(10)의 중심인 제1 센서(7a)과 제2 센서(7b) 사이에 배치된다. 따라서 제3 센서(7c)는 배터리셀(10)의 중심에 대응하는 위치와의 거리를 측정한다.

한편, 본 실시예에서 제4 센서(7d)와 제5 센서(7e)는 제1 센서(7a)와 제2 센서(7b)가 형성하는 직선을 수직 이등분하는 직선 상에 각각 배치하였으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제4 센서(7d)와 제5 센서(7e)는 필요에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 두께 측정부(7)는 특정 위치에 배치되는 3개의 측정 센서(7a, 7b, 7c)와, 그 외의 임의의 위치에 배치되는 측정 센서들(7d, 7e)을 포함할 수 있다.

이어서 본 실시예에 따른 두께 측정 장치(100)의 동작을 설명한다.

먼저 피측정물(10)인 배터리셀(10)을 제2 평판(2)과 제3 평판(3) 사이에 배치한 후, 가압부(8)를 통해 일정한 압력(이하, 기준 압력)으로 배터리셀(10)을 가압한다. 본 단계는 가압부(8)의 가압 노브(8c)를 회전시켜 가압 평판(8b)을 가압함으로써 수행될 수 있다. 또한 정확한 기준 압력 인가 여부는 압력 측정부(6)를 통해 확인할 수 있다.

배터리셀(10)을 기준 압력으로 가압함에 따라, 배터리셀(10)과 제2 평판(2), 제3 평판(3)은 서로 견고하게 밀착된다.

이어서, 배터리셀(10)에 전압을 인가하여 충방전을 반복적으로 진행한다. 이 과정에서 두께 측정부(7)의 측정 센서들(7a ~ 7e)은 지속적으로 배터리셀(10)과의 거리를 측정한다.

반복적인 충방전에 의해 배터리셀(10)이 팽창하게 되면, 팽창된 배터리셀(10)에 의해 제2 평판(2)과 제3 평판(3)이 가압된다.

여기서, 제3 평판(3)은 압력 측정부(6)와 제4 평판(4)에 의해 지지되므로 하부 방향으로의 이동이 제한된다. 따라서 배터리셀(10)은 하부의 제3 평판(3)을 지지하며 제2 평판(2)을 가압하여 팽창된 두께만큼 제2 평판(2)을 상부로 이동시킨다.

이 과정에서, 압력 측정부(6)에는 상기한 기준 압력보다 큰 압력이 가해지게 되므로, 압력 측정부(6)는 이에 따른 압력 변화를 측정할 수 잇다.

또한 배터리셀(10)의 팽창함에 따라, 측정 센서(7a ~ 7e)와 배터리셀(10) 사이의 거리도 축소된다. 따라서 측정 센서(7a ~ 7e)에는 배터리셀(10)이 팽창하기 전보다 축소된 거리가 측정되며, 이에 두께 측정부(7)는 배터리셀(10)의 두께 변화를 산출한다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 두께 측정 장치는 다수의 측정 센서가 배터리셀의 면적에 대응하여 분산 배치된다. 이에 따라 배터리셀이 팽창할 때 전체적인 두께 변화뿐 아니라 부분적인 두께 변화도 용이하게 측정할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 두께 측정 장치는 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 7과 대응하는 평면을 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 두께 측정 장치(200)는 전술한 실시예와 유사하게 구성되며, 배터리셀의 형상과 측정 센서들의 배치 구조에 있어서만 차이를 갖는다. 따라서 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하며, 차이를 갖는 구성에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 두께 측정 장치(200)는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)이 전술한 실시예와 같이 서로 반대 방향을 향하여 배치되지 않고, 동일한 방향을 향해 배치된 배터리셀(10)의 두께 변화를 측정하기 위한 장치이다.

도 7을 참조하면, 제1 센서(7a)와 제2 센서(7b)는 배터리셀(10)의 외부 전극(11)과 인접한 위치에 각각 배치된다.

그리고 제3 센서(7c)는 배터리셀(10)의 중심에 배치된다.

제4 센서(7d)와 제5 센서(7e)는 제1 센서(7a)와 제2 센서(7b)가 제3 센서(7c)에 대하여 점대칭되는 위치에 각각 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제4 센서(7d)와 제5 센서(7e)는 필요에 따라 다른 위치에 배치될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 두께 측정부(7)도 특정 위치에 배치되는 3개의 센서(7a, 7b, 7c)와, 그 외의 임의의 위치에 배치되는 센서들(7d, 7e)을 포함할 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 두께 측정부(7)는 측정 센서들(7a ~ 7e)의 위치가 고정되지 않으며, 배터리셀(10)의 형상에 대응하여 변경될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 장치의 활용 예를 설명하기 위한 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 두께 측정 장치는 다수의 배터리셀을 함께 측정한다. 이를 위해, 적어도 2개의 배터리셀(10)이 제2 평판(2)과 제3 평판(3) 사이에 배치된다.

여기서, 배터리셀들(10)은 수직 방향으로 적층 배치된다. 또한 배터리셀들(10)은 서로 병렬로 연결되거나, 직렬로 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 배터리셀들(10)에 각각 독립적으로 전원을 인가하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 9에는 2개의 배터리셀(10)이 적층 배치되는 구조를 도시하였으나, 본 발명의 구성은 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 배터리셀(10)을 적층하여 두께를 측정하는 것도 가능하다.

이처럼 다수의 배터리셀들(10)을 적층 배치하여 동시에 두께를 측정하는 경우, 1개의 배터리셀(10)만 측정한 결과와 비교하여 두께의 증가 상태를 파악/분석할 수 있다. 예를 들어, 2개의 배터리셀(10)을 적층하여 두께 변화를 측정하고, 1개의 배터리셀(10)만 측정한 경우에 비례하여 2배의 두께 증가가 이루어졌는지, 혹은 두께 증가가 억제/증폭되는지 여부를 파악할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 도 1에 도시된 두께 측정 장치를 이용하는 경우를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않으며, 전술한 모든 두께 측정 장치에 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100, 200: 두께 측정 장치
1: 제1 평판
2: 제2 평판
3: 제3 평판
4: 제4 평판
5: 체결 부재
6: 두께 측정부
6a ~ 6e: 로드셀
7: 가압부
8: 두께 측정부
8a ~ 8e: 측정 센서
9: 베이스
10: 피측정물(배터리셀)
11: 외부 전극

Claims

고정된 이격 거리를 갖는 제1 평판과 제4 평판;
상기 제1 평판과 상기 제4 평판 사이에서 이동 가능하도록 배치되는 제2 평판; 및
상기 제2 평판의 일측에 배치되어 상기 제2 평판의 타측에 배치된 배터리셀의 두께 변화를 측정하는 두께 측정부;
를 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 두께 측정부는,
고정 배치되는 다수의 측정 센서를 포함하며, 상기 측정 센서들은 상기 제2 평판을 관통하여 상기 배터리셀과의 거리를 측정하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되며,
상기 제2 평판을 상기 배터리셀 측으로 가압하는 가압부를 더 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제3 항에 있어서, 상기 가압부는,
제1 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되는 가압 평판;
상기 가압 평판과 상기 제2 평판 사이에 배치되는 적어도 하나의 탄성 부재; 및
상기 제1 평판에 체결되며, 상기 제1 평판을 관통하는 가압 핀을 통해 상기 가압 평판을 가압하는 가압 노브;
를 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제4항에 있어서, 상기 다수의 측정 센서는,
상기 배터리셀을 향하도록 상기 가압 평판의 일면에 체결되는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 측정 센서는,
상기 배터리셀의 외부 전극과 인접한 위치와의 거리를 측정하는 제1, 제2 센서를 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제6항에 있어서, 상기 다수의 측정 센서는,
상기 배터리셀의 중심에 대응하는 위치와의 거리를 측정하는 제3 센서를 더 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 평판과 상기 제4 평판에 결합되어 상호 간의 이격 거리를 고정하는 체결 부재를 더 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 평판과 상기 제4 평판 사이에 배치되어 상기 배터리셀을 지지하는 제3 평판을 더 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제9항에 있어서,
상기 제3 평판과 상기 제4 평판 사이에 배치되는 압력 측정부를 더 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 배터리셀은,
다수개가 적층 배치되며, 상호 간에 직렬 또는 병렬로 연결되는 배터리 셀 두께 측정 장치.
피측정물이 안착되는 평판; 및
상기 피측정물과 이격 배치되어 상기 피측정물과의 거리를 지속적으로 측정하여 상기 피측정물의 두께 변화를 측정하는 두께 측정부;
를 포함하며,
상기 두께 측정부는 분산 배치되는 다수의 측정 센서들을 포함하는 배터리 셀 두께 측정 장치.