KR20200045686A - 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 - Google Patents
플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200045686A KR20200045686A KR1020180126520A KR20180126520A KR20200045686A KR 20200045686 A KR20200045686 A KR 20200045686A KR 1020180126520 A KR1020180126520 A KR 1020180126520A KR 20180126520 A KR20180126520 A KR 20180126520A KR 20200045686 A KR20200045686 A KR 20200045686A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- test
- bending
- tested
- batteries
- group
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 343
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 273
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 abstract description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/3865—Arrangements for measuring battery or accumulator variables related to manufacture, e.g. testing after manufacture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H01M2/0275—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
- H01M50/136—Flexibility or foldability
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0023—Bending
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법은,복수의 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 및 상기 인수 검사 후, 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부의 피테스트 배터리들에 대해 벤딩을 수반하는 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계를 포함한다. 상기 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계는, 소정의 벤딩 곡률로 제 1 피테스트 배터리들을 벤딩된 상태를 유지한 채로 충·방전 성능 평가를 수행하는 정적 벤딩 테스트 단계; 소정의 벤딩 곡률로 제 2 피테스트 배터리들을 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및 소정의 벤딩 곡률로 제 3 피테스트 배터리들을 소정 회수만큼 벤딩 및 복원한 후, 충·방전 성능 평가를 수행하는 동적 벤딩 테스트 단계 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
Description
본 발명은 배터리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라, 스마트폰 및 태블릿 PC와 같은 휴대용 디지털 응용 기기들의 수요가 증가하고 이들을 직접 사용자의 몸이나 의복 등에 부착할 수 있는 웨어러블 디바이스에 대한 수요도 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 수요 증가에도 불구하고, 실용화 단계에서 현실적으로 마주하게 되는 장벽은 충분한 용량과 다양한 형상이나 모양을 갖도록 제조되거나 구부림 또는 접힘과 같은 변형을 견디는 베터리의 구현 여부이다.
현재 다양한 전극 구조나 패키징을 적용하여 플랙시블 배터리를 구현한 기술들이 개발 및 제안되고 있다. 그러나, 상기 플랙시블 배터리의 성능 평가는 개별적으로 이루어지고 종래의 평가 방법들은 그 재현성을 충분히 확보하지 못하여 공인된 평가 방법으로서 채택되고 있지 못하는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플렉시블 배터리의 성능을 재현성있게 평가하여 신뢰성을 갖고 공정한 성능 평가 기준을 제공하며, 나아가 패일(fail)의 원인을 검출할 수 있는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 및 상기 인수 검사 후, 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부의 피테스트 배터리들에 대해 벤딩을 수반하는 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계는, 소정의 벤딩 곡률로 제 1 피테스트 배터리들을 벤딩된 상태를 유지한 채로 충·방전 성능 평가를 수행하는 정적 벤딩 테스트 단계; 소정의 벤딩 곡률로 제 2 피테스트 배터리들을 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및 소정의 벤딩 곡률로 제 3 피테스트 배터리들을 소정 회수만큼 벤딩 및 복원한 후, 충·방전 성능 평가를 수행하는 동적 벤딩 테스트 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정적 벤딩 테스트 단계의 상기 충·방전 성능 평가는, AC 임피던스 측정, 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정적 벤딩 테스트 단계는, 상기 제 1 피테스트 배터리들에 대한 레퍼런스인 비벤딩 대기 배터리로서 상기 피테스트 베터리들 중 나머지 일부의 피테스트 배터리들에 대해 벤딩하지 않은 상태에서, 상기 제 1 피테스트 배터리들과 동일한 충·방전 성능 평가를 수행하는 비벤딩 테스트 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 피테스트 배터리들을 포함하는 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대한 동시 벤딩 테스트 단계와 함께 상기 제 3 피테스트 배터리들을 포함하는 제 2 그룹의 동적 벤딩 테스트 단계가 모두 수행되고, 상기 제 2 그룹에 대한 레퍼런스인 비벤딩 대기 배터리로서 상기 피테스트 배터리들 중 나머지 일부의 피테스트 배터리에 대해 벤딩하지 않은 상태에서, 상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들과 동일한 충·방전 성능 평가를 수행하는 비벤딩 테스트 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 동적 벤딩 테스트 단계는, 상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대하여 타겟 스트레스를 분할하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계; 및 상기 분할된 스트레스가 인가된 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 동적 단위 테스트 단계; 및 상기 동적 단위 테스트 단계를 복수 회만큼 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 동적 벤딩 테스트 단계는, 상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대하여 타겟 스트레스까지 벤딩 및 복원 스트레스를 연속하여 인가하는 단계; 및 상기 타겟 스트레스가 인가된 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 동적 벤딩 테스트 단계를 겪은 상기 제 3 피테스트 배터리들 중 일부를 선택하여, 고온 저장 테스트를 수행하는 단계; 및 상기 제 2 그룹에 대한 레퍼런스인 상기 피테스트 배터리에 대해 상기 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정적 벤딩 테스트 단계, 상기 동시 벤딩 테스트 단계, 및 상기 동적 벤딩 테스트 단계에서, 상기 피테스트 배터리들은 상기 피테스트 배터리의 테스트를 위한 설정된 벤딩 곡률과 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함하는 벤딩 지그의 상기 곡면에 상기 피테스트 배터리들이 밀착되어 벤딩될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 상기 인수 검사된, 상기 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 상기 피테스트 배터리들을 설정된 벤딩 곡률로 벤딩 상태를 유지한 채로 충·방전 성능 평가를 수행하는 정적 벤딩 테스트 단계; 및 상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 비벤딩 대기 상태에서 상기 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충·방전 성능 평가는 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 2 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제 1 내지 제 3 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계; 상기 제 1 내지 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 상기 인수 검사된 상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및 상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 타겟 스트레스를 분할하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계; 상기 분할된 스트레스가 인가된 상기 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계; 상기 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계 및 상기 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 상기 타겟 스트레스를 달성할 때까지 복수회 반복하는 단계; 및 상기 인수 검사된 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 비벤딩 대기 상태에서 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충·방전 사이클 테스트가 수행된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부와 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고온 저장 테스트는 상온 이상의 전해액 증발이 가능한 온도에서 소정 기간을 방치한 후, 개방 회로 전압, 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 3 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 테스트 결과 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제 1 내지 제 3 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계; 상기 제 1 내지 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 상기 인수 검사된 상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및 상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 타겟 스트레스까지 연속하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계; 상기 벤딩 및 복원 스트레스가 인가된 상기 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계; 및 상기 인수 검사된 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 비벤딩 대기 상태에서 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충·방전 사이클 테스트가 수행된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부와 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고온 저장 테스트는 상온 이상의 전해액 증발이 가능한 온도에서 소정 기간을 방치한 후, 개방 회로 전압, 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 3 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 테스트 결과 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 있다.
일 실시예에서, 상기 피테스트 배터리들의 벤딩은 상기 피테스트 배터리의 테스트를 위한 설정된 벤딩 곡률과 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함하는 벤딩 지그의 상기 곡면에 상기 피테스트 배터리들이 밀착되어 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플렉시블 배터리의 종류, 플렉시블 배터리가 사용되는 다양한 사용 환경이나 조건을 모사할 수 있도록, 정적 벤딩 테스트 단계, 동시 벤딩 테스트 단계 및 동적 벤딩 테스트 단계를 선택적 또는 조합 수행함으로써, 플렉시블 배터리의 성능을 재현성있게 평가하여 신뢰성을 갖고 공정한 성능 평가 기준을 제공하며, 나아가 레퍼런스 그룹을 설정하여 상기 벤딩 테스트 단계들의 측정 값과 비교함으로써 패일의 원인이나 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 정량적으로 검출할 수 있는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플렉시블 배터리의 벤딩 스트레스 인가시 소정 곡률 반경을 갖는 벤딩 지그를 이용함으로써, 플렉시블 배터리의 종류에 상관없이 설정된 벤딩 곡률로 피테스트 배터리가 정확하게 벤딩되도록 함으로써, 일관되고 신뢰성을 갖는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피테스트 베터리에 벤딩 변형을 가하는 소정의 곡률을 갖는 곡면을 제공하는 벤딩 지그를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법을 도시하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
도면에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수로 기재되어 있다 하더라도, 문맥상 단수를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 기판 또는 다른 층 "상에(on)" 형성된 층에 대한 언급은 상기 기판 또는 다른 층의 바로 위에 형성된 층을 지칭하거나, 상기 기판 또는 다른 층 상에 형성된 중간 층 또는 중간 층들 상에 형성된 층을 지칭할 수도 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 숙련된 자들에게 있어서, 다른 형상에 "인접하여(adjacent)" 배치된 구조 또는 형상은 상기 인접하는 형상에 중첩되거나 하부에 배치되는 부분을 가질 수도 있다.
본 명세서에서, "아래로(below)", "위로(above)", "상부의(upper)", "하부의(lower)", "수평의(horizontal)" 또는 "수직의(vertical)"와 같은 상대적 용어들은, 도면들 상에 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 소자의 다른 방향들도 포괄하는 것임을 이해하여야 한다.
이하에서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들(및 중간 구조들)을 개략적으로 도시하는 단면도들을 참조하여 설명될 것이다. 이들 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 도면의 부재들의 참조 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법에서, 성능 평가를 위한 피테스트 배터리는 제조사나 판매사에 의해 공급되는 것으로서 규격과 성능이 명목상 동일한 배터리들이며, 적어도 2 개 이상이며, 그 개수는 특별히 제한되지 않고, 자유롭게 정하여 질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피테스트 배터리들에 대하여 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나가 수행될 수 있다. 상기 외관 검사 및 용량 검사는 인수 검사라는 항목으로 통칭될 수도 있다. 상기 외관 검사는, 상기 피테스트 배터리의 가로, 세로, 및 두께 중 적어도 하나 이상을 평가하고, 상기 배터리의 제조사 또는 공급자가 제공하는 규격 대비 허용 공차 내인지 여부를 평가한다. 일 실시예에서는, 전해액의 누설과 같은 패키징 무결성을 평가할 수 있다.
상기 용량 검사는, 복수 회, 예를 들면 3 회의 충·방전 사이클 테스트를 통해 수행될 수 있다. 충전의 경우, CC/CV (Constant Current/Constant Voltage) 조건 하에서 소정의 충전 전류속으로 충전 전압 도달 후 전류값이 일정 값에 도달되었을 때에 충전을 종료(충전 전류 cut off라 함)하는 것에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, CC/CV 조건하에서, 충전 전류 0.5 C rate, 충전 전압 도달 후 전류값이 0.2 C 도달 시 컷 오프한다. 이후, 소정 시간, 예를 들면, 10분의 Rest 시간을 두어 피테스트 배터리들의 충전 특성을 평가할 수 있다.
방전의 경우는, CC(Constant Current) 조건 하에서, 소정의 방전 전류속으로 최종 방전 전압까지 방전하여 방전 특성을 평가할 수 있다. 예를 들면, CC 조건 하에서, 0.2C rate의 방전 전류량으로 최종 3.0 V의 방전 전압까지 방전하여 방전 특성을 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 사이클 성능의 평가는 2 회 내지 100 회의 범위 내의 회수로 수행될 수 있다. 상기 용량 검사의 평가 결과는 상기 배터리의 제조사 또는 공급자가 제공하는 규격 대비 공차(허용범위) 내인지 여부를 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피테스트 배터리들에 대하여 동시 벤딩 테스트(simultaneous bending test, 배터리를 규칙적인 Bending을 수행하면서 충·방전을 수행하는 작업)가 수행될 수 있다. 상기 동시 벤딩 테스트는, 테스트를 위한 벤딩 반경(radius) 및 벤딩 스피드를 설정하는 단계, 상기 설정된 벤딩 반경 및 벤딩 스피드로 상기 배터리를 벤딩/복원하면서 동시에 충 방전 사이클 성능을 평가할 수 있다. 상기 충·방전 사이클 성능은, 충전의 경우, CC/CV (Constant Current/Constant Voltage) 조건 하에서 소정의 충전 전류 속도로 충전 전압 도달 후 전류값이 일정 값에 도달되었을 때에 충전을 종료(충전 전류 cut off라 함)하고, 소정 시간 동안 대기 시간(Rest time, 안정화 시간이라고도 칭함)을 두어 테스트를 수행할 수 있다. 예를 들면, CC/CV 조건, 0.5C rate, 0.2C cut off 및 10분의 대기 시간의 조건으로 충전 테스트를 수행할 수 있다. 방전의 경우는, CC(Constant Current) 조건 하에서, 소정의 방전 전류속도로 최종 방전 전압까지 방전하여 방전 특성을 평가할 수 있다. 비제한적 예로서, CC 조건 하에서, 0.2C rate로 최종 방전 전압(예를 들면, 3.0 V)까지 방전하여 방전 특성을 평가할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 동시 벤딩 테스트는 비제한적 예로서 복수 회, 예를 들면, 3 회 실시될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 동시 벤딩 테스트 동안 수행되는 상기 충·방전의 사이클 성능 평가는 상기 피테스트 배터리의 강제 변형을 유도하지 않은 상태에서의 충·방전의 사이클 성능 평가와 동일하게 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 동시 벤딩 테스트 동안 수행되는 상기 충·방전의 사이클 성능 평가는 상기 피테스트 배터리의 강제 변형을 유도하지 않은 상태에서의 충 방전의 사이클 성능 평가와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 사이클 성능은, 충전의 경우, CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off 및 소정 시간, 예를 들면, 10분의 Rest시간의 조건으로 테스트를 수행하고, 방전의 경우는, 비제한적 예로서, CC 조건 하에서, 0.5C rate로 최종 방전 전압(예를 들면 3.0V)까지 방전하여 그 특성을 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 동시 벤딩 테스트가 종료된 후에는, 상기 배터리의 외관 검사를 수행할 수 있다. 상기 외관 검사는, 피테스트 배터리의 가로, 세로, 및 두께 중 적어도 하나 이상을 평가하고, 상기 피테스트 배터리의 제조사 또는 공급자가 제공하는 규격 대비 공차 내인지 여부를 평가한다. 일 실시예에서는, 상기 강제 변형을 시키지 않은 대기 상태에서의 외관 검사 평가 값과 동시 벤딩 테스트 종료 후의 외관 검사 평가 값을 상호 비교하여 변형 정도를 측정할 수 있으며, 이를 기초로 동시 벤딩 테스트에 의한 열화 정도를 정량화할 수 있다.
도 1은 전술한 동시 벤딩 테스트에서 피테스트 배터리를 설정된 벤딩 반경으로 벤딩하기 위한 벤딩 지그를 도시한다. 피테스트 배터리(under test battery)는 벤딩 지그의 곡면에 밀착되어 벤딩된다. 벤딩 지그는 지름 Rxx를 가지며, 이에 따른 곡률 반경을 가질 수 있으며, 이에 밀착된 피테스트 배터리는 곡면에 밀착되어 곡면을 따라 설정된 벤딩 반경으로 벤딩될 수 있다.
벤딩 지그가 피테스트 베터리 쪽으로 전진하여 양단부가 고정된 페테스트 베터리를 누르든가, 피테스트 배터리의 양단부를 벤딩 지그쪽으로 잡아당기는 것에 의해 피테스트 배터리가 벤딩 지그에 밀착되어 벤딩될 수 있다.
다른 실시예로서, 동적 벤딩 사이클 테스트(dynamic bending cycle test)가 수행될 수 있다. 상기 동적 벤딩 사이클 테스트는, 복수의 피테스트 배터리들로 각각 이루어진 2 개의 테스트 그룹들을 대상으로 수행된다. 예를 들면, 제 1 그룹은 4개의 피테스트 배터리 및 제 2 그룹은 8 개의 피테스트 배터리로 이루어져 총 12 개의 피테스트 배터리들이 필요할 수 있다.
상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 전체 피테스트 배터리들에 대하여, 전압, 무게 및 AC 임피던스를 측정할 수 있다. 이후, 벤딩 반경(bending radius) 및 벤딩 속도를 설정한다. 상기 제 1 그룹의 피테스트 배터리들인 8 개의 배터리들을 도 1에 도시된 벤딩 장치의 벤딩 지그를 이용하여 설정된 벤딩 반경에 따라 벤딩시키고 복원하는 과정을 통해 스트레스를 인가하고, 나머지 배터리들, 예를 들면 4 개의 배터리들은 상온에서 벤딩시키지 않고 그대로 대기시킨다. 이와 같이, 벤딩시키지 않고 상온에서 그대로 대기하는 배터리들을 이하에서는 비벤딩 대기 배터리(non-bending rested battery)라고 칭한다.
상기 동적 벤딩 사이클 테스트에서, 상기 제 1 그룹에 대한 벤딩 및 복원 스트레스는, 타겟 스트레스를 수회 분할하여 피테스트 배터리에 인가하는 방법과 상기 타겟 스트레스를 연속하여 한번에 피테스트 배터리에 인가하는 방법이 있다. 전자의 스트레스 인가 방법은, 분할된 스트레스 인가 후 충·방전 성능 테스트를 수행한 후, 이를 타겟 스트레스에 도달할 때까지 상기 분할된 스트레스 인가 단계와 상기 충·방전 성능 테스트를 수행하는 단계로 이루어진 단위 단계를 반복하는 것을 수반한다. 이와 달리, 후자의 스트레스 인가 방법은, 타겟 스트레스까지 연속하여 스트레스를 피테스트 배터리에 인가한 후, 충·방전 성능 테스트를 하는 것이다.
벤딩 및 복원의 스트레스를 인가받은 8 개의 피테스트 배터리들의 벤딩 상태를 해제하고, 벤딩되었던 8 개의 배터리들과 상온에서 대기시킨 4 개의 배터리들(즉, 비벤딩 대기 배터리, 후술하는 대조군을 형성하는 제 3 그룹의 피테스트 배터리임) 모두에 대해 전압과 AC 임퍼던스를 측정한다. 이후, 벤딩되었던 8 개의 배터리들 중 일부, 예를 들면, 4 개의 배터리들에 대하여 고온 저장 테스트를 수행한다. 그리고, 벤딩되었던 8 개의 배터리들 중 나머지 일부, 예를 들면, 4 개의 배터리들과 4 개의 비벤딩 대기 배터리들에 대하여 예를 들면, 1C rate의 충·방전 사이클 테스트를 실시할 수 있다. 상기 충·방전 사이클 테스트는 500회의 사이클을 가질 수 있다. 500회의 충방전 사이클 테스트를 수행하는 동안 벤딩되었던 4개의 배터리들과 4개의 비벤딩 대기 배터리들의 충방전 사이클 테스트를 수행하여 충·방전 회수가 증가함에 따라 배터리의 충전 및 방전 용량 및 충방전 효율의 변화를 기록하고, 벤딩되었던 배터리들의 성능이 비벤딩 대기 배터리들의 성능 변화와 비교하여 벤딩에 따른 영향으로 인한 배터리의 성능 변화를 비교할 수 있다.
상기 고온 저장 테스트가 수행된 4 개의 배터리들에 대하여 외관 검사 및 전압, 무게 및 AC 임피던스를 평가한다. 유사하게, 상기 충·방전 사이클 테스트가 수행된 8 개의 배터리들에 대하여 외관 검사 및 전압, 무게 및 AC 임피던스를 평가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법(레벨 1 테스트라 함)을 도시하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 플렉시블 배터리의 성능 평가 방법에서, 제 1 및 제 2 그룹으로 이루어진 피테스트 배터리들이 준비된다. 이들 피테스트 배터리들은 커브드 배터리(curved battery)와 같이 소정 곡률로 만곡되어 사용되는 배터리들에 대한 테스트일 수 있다. 각 그룹은 예를 들면 4 개의 배터리들로 구성되거나, 제 1 그룹은 8 개의 피테스트 배터리들, 그리고 제 2 그룹은 4 개의 피테스트 배터리들로 구성될 수 있다. 이들 그룹을 구성하는 피테스트 배터리들의 수는 적어도 하나 이상이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 테스트 배터리들 모두에 대하여, 외관 검사 및 용량 검사를 포함하는 인수 검사가 수행된다. 인수 검사의 각 단계에서 성공(Y)과 실패(N) 여부가 판정되고, 실패인 경우 패일(Fail) 처리된다.
제 1 그룹의 피테스트 배터리들은 실제 플렉시블 배터리가 사용되는 환경 및 조건을 모사하기 위한 벤딩 배터리로서 취급되고, 설정된 곡률 반경에 따라 벤딩된 상태를 유지한 채로 복수의 평가 단계들이 수행될 수 있다. 상기 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대한 상기 복수의 평가 단계들은 피테스트 배터리들이 벤딩된 상태를 유지하면서 충·방전 성능 평가가 수행되는 정적 테스트(static test)이다. 상기 복수의 평가 단계들은, AC 임피던스 측정, 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트를 포함할 수 있다. 상기 충·방전 사이클 테스트에서는 용량 유지율이 80 % 이상을 유지하는지 여부를 평가하는 단위 평가가 적어도 N 번, 예를 들면, 20 번 실행될 수 있으며, 상기 충·방전 사이클 테스트 동안 피테스트 배터리들은 벤딩된 상태를 유지한다.
상기 제 2 그룹의 피테스트 배터리들은 전술한 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대한 레퍼런스로 활용될 수 있다. 본 명세서에서는, 상기 제 2 그룹의 피테스트 배터리들을 비벤딩 대기 배터리(non-bending rested battery)라고 칭한다. 상기 제 2 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 인수 검사가 성공 판정(Y)되면, 방전 테스트와 충·방전 사이클 테스트가 연속적으로 수행될 수 있다. 충·방전 사이클 테스트는, 복수 회수(N), 비제한적 예로서, 500 회만큼 실시될 수 있으며, 소정의 용량 유지율, 예를 들면 80 % 이상인지 여부를 검사한다. 복수 회수(N)가 완료되는 동안 용량 유지율이 80 % 이상인 경우 성공으로 판정되고, 달성하지 못하는 경우 패일로 판정되고 제 1 그룹의 테스트 배터리에 대한 평가는 종료될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 그룹에 속한 피테스트 배터리들의 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트의 결과 값(Q1)과 제 2 그룹에 속한 비벤딩 대기 배터리들의 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트의 결과 값(Q2)은 상호 비교될 수 있으며, 그 결과 값의 차이(△Q = Q1-Q2)로부터 커브드 배터리로서 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도(예를 들면, △Q/Q2)가 산출될 수 있다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법(레벨 2 테스트라 함)을 도시하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법에서, 제 1 내지 제 3 그룹으로 이루어진 피테스트 배터리들이 준비된다. 제 1 그룹의 피테스트 배터리는 비제한적 예로서 4 개이고, 제 2 그룹과 제 3 그룹의 피테스트 배터리들은 각각 8 개와 4 개일 수 있다. 제 1 내지 제 3 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 외관 검사와 용량 검사를 포함하는 인수 검사가 수행될 수 있다. 외관 검사와 용량 검사 중에 어느 하나의 검사에서 기준을 만족하지 못하면 패일로 처리된다.
상기 인수 검사 이후, 제 1 내지 제 3 그룹의 피테스트 배터리들 모두를 충전한다. 제 1 그룹에 대해서는 동시 벤딩 테스트(simultaneous bending test)가, 제 2 그룹에 대해서는 동적 벤딩 테스트(dynamic bending cycle test)가, 그리고, 제 3 그룹에 대해서는 비벤딩 테스트가 수행될 수 있다.
상기 동시 벤딩 테스트는, 전술한 것과 같이 벤딩/복원 동작과 충·방전 사이클 테스트를 동시에 수행하는 것을 지칭한다. 예를 들면, 1 회 밴딩하고 다시 원래 형태, 예를 들면, 평면 형태로 복원하는 과정을 100회 진행하는 동안, 1회의 충·방전 테스트를 할 수 있다. 또는 10,000회 벤딩/복원 동작을 진행하는 동안 5회의 충·방전 테스트를 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 벤딩 시 충전 테스트를 하고, 복원시 방전 테스트를 할 수도 있다. 상기 동시 벤딩 테스트는 배터리가 벤딩과 복원 동작을 반복하는 동안 충전되거나 일을 하는 과정을 모사함으로써, 실제 사용 환경에서의 배터리의 성능을 정확하게 예측할 수 있도록 한다.
제 2 그룹의 피테스트 배터리들(bending cell)에 대해서는 전술한 AC 임피던스 측정 후, 복수 회(N)의 동적 단위 테스트가 수행된다. 상기 동적 단위 테스트는, 피테스트 배터리에 성능 평가를 위한 타겟 스트레스인 총 10,000회의 벤딩/복원 스트레스를 인가하고자 한다면, 이를 수회로 분할하여 벤딩/복원 스트레스를 인가하고, 분할된 벤딩/복원 스트레스 주기마다 충·방전 사이클 테스트를 수행한다. 도시된 실시예에서는, 하나의 주기인 단위 평가에서, 1,000 회 벤딩/복원하는 분할된 스트레스가 피테스트 배터리들에 인가된다. 상기 동적 단위 테스트는, 상기 벤딩/복원 스트레스를 인가한 이후, 상기 스트레스가 인가된 피테스트 배터리에 대해 충·방전 사이클 테스트를, 예를 들면, 50 회 수행하고, 용량 유지율이 소정 값, 예를 들면 80 % 이상을 유지하는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
레벨 2 테스트에서, 상기 동적 단위 테스트는 상기 타켓 스트레스를 달성하도록 복수 회(N) 반복될 수 있다. 예를 들면, 상기 타겟 스트레스가 10,000회라면, 1,000회의 벤딩/복원 스트레스를 수반하는 동적 단위 테스트의 반복 회수(N)은 10이다.
상기 동적 단위 테스트가 수행되는 반복 회수(N)의 값은, 제 2 그룹의 충·방전 사이클 테스트의 회수가 후술하는 제 3 그룹의 충·방전 사이클 테스트의 회수 500 회와 동일하도록 설정될 수 있다. 이와 같이, 10 회 동안 상기 동적 단위 테스트가 반복 수행된다면, 제 2 그룹의 피테스트 배터리들은 10,000회의 벤딩/복원에 의한 스트레스가 누적된 것이고, 누적된 스트레스에도 불구하고 용량 유지율이 소정 값, 예를 들면, 80 % 이상 유지되었는지 여부를 가지고 플렉시블 배터리로서 양품으로 인정될 수 있는 규격에 부합하는지가 판정되는 것이다. 단위 테스트에서, 적격의 용량 유지율, 예를 들면, 80 % 미만이 되면 동적 단위 테스트는 종료되고 피테스트 배터리는 패일 판정될 수 있다.
그러나, 이러한 10 회의 동적 단위 테스트만으로는, 전기적 성능에 대한 측정일 뿐이어서, 완전하지 않을 수 있으며, 상기 동적 단위 테스트 후에는 전술한 고온 저장 테스트가 더 수행한다. 상기 고온 저장 테스트는 3 그룹의 피테스트 배터리 전체에 대하여 수행될 수 있으며, 선택적으로는 일부의 피테스트 배터리, 예를 들면, 8 개중 4 개의 배터리에 대해서만 고온 저장 테스트가 수행될 수 있다. 상기 고온 저장 테스트가 완료되면 테스트는 종료된다.
제 3 그룹의 피테스트 배터리는 제 2 그룹의 피테스트 배터리 대비 대조군 또는 레퍼런스로서 기능한다. 제 3 그룹의 피테스트 배터리, 즉, 비벤딩 대기 배터리에 대하여는, 별도의 벤딩/복원과 같은 강제 변형 없이, AC 임피던스 측정 후, 상온에서 충·방전 사이클 테스트가 수행된다. 도시된 실시예에서는, 1C rate로 500 회의 충·방전 사이클 테스트가 예시되어 있다. 상기 충·방전 사이클 테스트의 결과가 기록되며, 제 3 그룹에 대한 테스트는 종료될 수 있다.
선택적으로는, 상기 충·방전 사이클 테스트가 완료된 제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여 고온 저장 테스트가 수행될 수 있다. 상기 고온 저장 테스트는, 상온보다 높은 고온, 비제한적 예로서, 전해액의 증발이 가능한 60 ± 3 ℃ 에서 소정 기간, 예를 들면, 7 일 동안 방치한 후, 개방 회로 전압(open circuit voltage), 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가할 수 있다. 제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여는 변형에 의한 스트레스가 인가되지 않은 것이므로, 인수 상태의 피테스트 배터리 그대로의 고온 저장 테스트가 수행된 것이므로, 상기 제 3 그룹의 피테스트 배터리의 측정 결과는 상기 제 2 그룹의 측정 결과들에 대해 레퍼런스로서 기능할 수 있다.
이와 같이 상기 단위 평가와 상기 고온 저장 테스트가 완료된 제 2 그룹의 피테스트 배터리에 대한 측정 값들은 제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대한 측정 값과 비교되어 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이 벤딩/복원에 의한 스트레스에 따른 열화 정도를 평가할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법(레벨 3 테스트라 함)을 도시하는 순서도이다.
도 4을 참조하면, 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법에서, 제 1 내지 제 3 그룹으로 이루어진 피테스트 배터리들이 준비된다. 제 1 그룹의 피테스트 배터리는 비제한적 예로서 4 개이고, 제 2 그룹과 제 3 그룹의 피테스트 배터리들은 각각 8 개와 4 개일 수 있다. 레벨 2 테스트와 같이, 제 3 그룹은 제 2 그룹에 대하여 레퍼런스로 취급될 수 있다. 레벨 2 테스트에서는 제 2 그룹의 피테스트 배터리에 대하여 타겟 스트레스(즉, 인가하고자 하는 최종 벤딩 및 복원 스트레스)를 분할하여 인가하고(예를 들면, 10,000 회의 벤딩 및복원 스트레스를 10회로 나누어 매 주기당 1,000번의 벤딩 및 복원 스트레스를 인가함), 이에 대해 충·방전 사이클 테스트가 수행되고 이를 소정 회수만큼 반복하었다면, 레벨 3 테스트에서는, 제 2 그룹의 피테스트 배터리들에 인가하고자 하는 벤딩/복원 스트레스, 즉 타겟 스트레스까지 연속하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가한 후(예를 들면, 10,000 번의 벤딩/복원 스트레스를 1회에 모두 인가함), 이에 대해 충·방전 사이클 테스트가 수행되는 점에서, 상기 레벨 3 테스트는 상기 레벨 2 테스트와 구별된다.
일 실시예에서, 상기 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여는, 레벨 2 테스트의 제 1 그룹과 동일하게 동시 벤딩 테스트가 수행된다. 마찬가지로, 제 2 그룹 및 상기 제 2 그룹의 레퍼런스인 제 3 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여도, AC 임피던스 측정과 복수 회의 충·방전 사이클 테스트가 수행된다.
제 2 그룹의 피테스트 배터리에 대하여는, AC 임피던스 측정 후, 복수 회의 벤딩/복원에 의한 스트레스가 인가된다. 상기 벤딩/복원은 비제한적 예로서, 10,000 회 이루어질 수 있다. 이와 같이, 반복된 벤딩/복원에 의한 스트레스를 받은 제 2 그룹의 피테스트 배터리 중 일부, 예를 들면 4 개의 배터리에 대하여는 복수 회의 충·방전 사이클 테스트가 수행될 수 있다. 예를 들면, 500 회의 충·방전 사이클 테스트가 수행될 수 있다. 나머지 4 개의 배터리에 대하여는 고온 저장 테스트가 수행될 수 있다.
상기 고온 저장 테스트는, 전술한 것과 같이 상온보다 높은 고온에서 개방 회로 전압(open circuit voltage), 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여는 비벤딩 대기 테스트가 수행된다. 상기 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여는, 별도의 벤딩/복원과 같은 강제 변형 없이, AC 임피던스 측정 후, 상온에서 충·방전 사이클 테스트가 수행된다. 상기 충·방전 사이클 테스트의 결과가 기록되며, 제 3 그룹에 대한 테스트는 종료될 수 있다. 선택적으로는, 상기 충·방전 사이클 테스트가 완료된 제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여도 고온 저장 테스트가 수행될 수 있다. 제 3 그룹의 피테스트 배터리에 대하여는 변형에 의한 스트레스가 인가되지 않은 것이므로, 인수 상태의 피테스트 배터리 그대로의 고온 저장 테스트가 수행된 것이므로, 상기 제 3 그룹의 피테스트 배터리의 측정 결과는 상기 제 2 그룹의 측정 결과들에 대해 레퍼런스로서 기능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 레벨 1 테스트, 레벨 2 테스트와 레벨 3 테스트에서 수행되는 정적 벤딩 테스트와 2 가지 방식의 동적 벤딩 테스트를 수행함으로써, 각 배터리(커브드 배터리인지, 사용 중 지속적으로 벤딩과 같은 변형이 에서 요구되는 실제 사용 환경, 조건이나 규격들을 정확하게 모사하여 규격의 충족 여부를 확인할 수 있다.
또한, 동일한 피테스트 배터리에 대하여 전술한 레벨 1 테스트, 레벨 2 테스트와 레벨 3 테스트에서 수행되는 정적 벤딩 테스트와 2 가지 방식의 동적 벤딩 테스트를 조합 수행하고, 각 결과 값, 예를 들면, AC 임피던스, 충·방전 사이클 테스트의 결과 값은 서로 비교될 수 있다. 이에 의해, 벤딩 스트레스가 인가되는 동안에 충·방전 과정이 수행되는 것과 벤딩 스트레스와 복원이 반복되고, 이후에 충·방전 과정이 수행되는 것이 분할 반복되는 것과 타겟 스트레스가 모두 인가되고 충·방전 과정이 수행되는 지가 서로 비교되어, 벤딩 스트레스의 종류, 또는 충·방전 스트레스 중 어느 것이 더 열화를 발생시키는 요인인지 확인할 수 있으며, 각 단계에서의 패일의 원인을 확인하여 이에 관한 정보를 도출함으로써 플렉시블 배터리의 성능을 개선시키는데에 활용될 수 있다.
또한, 고온 저장 테스트를 통하여, 벤딩 스트레스와 충·방전 테스트에 따른 결함을 용이하게 검출하고, 이를 전술한 테스트 종류마다 고온 저장 결과 값을 비교함으로써, 충·방전 테스트와 같은 전기적 테스트로 얻을 수 없는 패키징 결함이나 내부 손상을 정확하게 검출할 수 있다.
실험예:
1. 레벨 1 테스트
1-1. TEST Cell 수량 및 소요 기간 (표 1)
| 항목 | 수량 | 소요기간 | |
| 1 | 방전률 테스트 - Non Bending - Bending |
4 ea 4 ea |
|
| 2 | 충,방전 사이클 테스트 - Non Bending - Bending |
4 ea 4 ea |
|
| Total | 16 ea |
1-2. TEST 방법
1) TEST Cell 인수 검사(표 2)
- 기준 용량 : 3rd Discharge Capacity
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | 용량 검사 | 3 cycle 충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전테스트 : CC, 0.2C rate |
제조사 제공 SPEC 편차내 |
| 2 | AC Impedance 측정 | 방전상태(3.0V), 전수검사 | 결과기록 |
| 3 | 외관 검사 | 가로, 세로, 두께 측정전해질 누설 평가 | 제조사 제공 SPEC 편차내 |
2) Discharge rate TEST(표 3)
Step1. TEST Cell 중 4 Cell은 Radius에 맞는 지관에 밀착하여 고정함.
Step2. 고정한 Bending Cell에 대해 각각 AC Impedance를 측정함.
Step3. Bending 하지 않은 4 Cell과 함께 Discharge TEST 실시.
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | Cell Bending | Bending 기준 참고 | |
| 2 | AC Impedance 측정 | Bending Cell, 방전상태 | 결과기록 |
| 3 | Discharge rate TEST | 25±3 ℃충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off 방전 테스트 : CC, 0.5/1.0/2.0/5.0C rate |
결과기록 |
3) Cycle TEST (표 4)
Step1. TEST Cell 중 4 Cell을 Radius에 맞는 벤딩 지그에 밀착하여 고정함
Step2. 고정한 벤딩된 피테스트 배터리에 대해 각각 AC Impedance를 측정함.
Step3. 벤딩하지 않은 4 Cell과 함께 1C rate 충·방전 사이클 TEST 실시
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | Cell Bending | Bending 기준 참고 | |
| 2 | AC Impedance 측정 | Bending Cell, 방전상태(3.0V) | 결과 기록 |
| 3 | 충·방전 Cycle TEST | 500cycle, 25℃3충전 테스트 : CC/CV, 1.0C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC 1.0C rate |
결과기록, 기준용량대비유지율 @500cycle |
2. 레벨 2 테스트
2-1. TEST Cell 수량 및 소요 기간(표 5)
| 항목 | 수량 | 소요기간 | |
| 1 | 동시 Bending TEST | 4 ea | |
| 2 | 충·방전 Cycle TEST -비벤딩 대기 배터리들(reference) -동적 벤딩 배터리들 |
4 ea 8 ea |
|
| Total | 16 ea |
2-2. TEST 방법
1) TEST Cell 인수 검사(표 6)
- 기준 용량 : 3rd Discharge Capacity
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | 용량 검사 | 3cycle 충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC, 0.2C rate |
제조사 제공 SPEC 편차내 |
| 2 | 외관 검사 | 가로, 세로, 두께 측정전해질 누설 평가 | 제조사 제공 SPEC 편차내 |
2) 동시 벤딩 TEST (simultaneous bending test) (표 7)
Step1. Bending Radius 및 Speed 를 설정함.
Step2. TEST 용 4Cell을 Bending 하고자 하는 위치에 맞게 고정하고 Bending 과 충·방전을 동시에 실시함.
Step3. 충·방전 종료 후 Pouch의 외관 검사를 실시함.
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | Cell Bending 조건 | Cell Bending (Bending Radius 기준 참고) Bending speed |
|
| 2 | 충·방전 조건 | 3 cycle, 25℃3충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC 0.5C rate |
결과기록 |
3) 동적 벤딩 사이클 테스트(표 8)
Step1. 피테스트 배터리인 12 Cell에 대한 전압과 무게, AC Impedance를 측정함
Step2. Bending Radius 및 Speed를 설정함
Step3. 피테스트 배터리들 중 8 Cell를 Bending 하고자 하는 위치에 맞게 고정하고 (100회) Bending 실시함
Bending Cell을 제외한 4Cell은 상온에서 대기함(비벤딩 대기 배터리들임).
Step4. Bending TEST Cell 외관 검사 후 비벤딩 대기 배터리들과 함께 충방전 (50회) 실시함.
Step5. Step3~Step4을 반복.
Step6. 인수 검사 3rd Discharge 용량 대비 유지율이 80%미만이거나 500 Cycle에 도달하면 종료함.
Step7. Bending TEST 종료 후 12cell에 대해 AC Impedance를 측정함.
Step8. Bending Cell 중 4Cell은 고온저장 TEST를 실시함.
Step9. Step8 TEST 종료 후 외관검사 및 전압과 무게, AC Impedance를 측정함.
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | AC Impedance 측정 | 입수 검사 후 방전상태, 전수검사 | 결과기록 |
| 2 | Cell Bending | Bending 기준 참고, 25℃3 | |
| 3 | 상온 대기 | 25℃3 | |
| 4 | 충·방전 Cycle TEST | 50cycle, 25℃3충전 테스트 : CC/CV, 1.0C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC 1.0C rate |
기준용량대비유지율 @500cycle or Cycle Number @80%(용량유지율) |
| 5 | 고온 저장 | 60℃3 @ 7Day | OCV, 무게, 외관 |
| 6 | AC Impedance 측정 | 벤딩 종료 후, 상온 대기 후고온 저장 후, 1C rate TEST 후 | 결과기록 |
3. LEVEL 3 테스트
3-1. TEST Cell 수량 및 소요 기간(표 9)
| 항목 | 수량 | 소요기간 | |
| 1 | 동시 벤딩 테스트 | 4 ea | |
| 2 | 충·방전 사이클 테스트 - 비벤딩 대기 배터리 (reference) - 동적 벤딩 테스트 |
4 ea 8 ea |
|
| Total | 16 ea |
3-2. TEST 방법
1) TEST Cell 인수 검사(표 10)
- 기준 용량 : 3rd Discharge Capacity
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | 용량 검사 | 3cycle 충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC 0.2C rate |
제조사 제공 SPEC 편차내 |
| 2 | 외관 검사 | 가로, 세로, 두께 측정Leak | 제조사 제공 SPEC 편차내 |
2) 동시 벤딩 테스트(표 11)
Step1. 벤딩 반경 및 벤딩 속도를 설정함.
Step2. 피테스트 배터리인 4Cell을 Bending 하고자 하는 위치에 맞게 고정하고 벤딩과 충·방전을 동시에 실시함.
Step3. 충·방전 종료 후 Pouch의 외관 검사를 실시함.
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | Cell Bending 조건 | Cell Bending (Bending Radius 기준 참고) Bending speed : 소정 sec/cycle |
|
| 2 | 충·방전 조건 | 3 cycle, 25℃3충전 테스트 : CC/CV, 0.5C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC, 0.5C rate |
결과기록 |
3) 동적 벤딩 사이클 테스트(표 12)
Step1. 피테스트 배터리인 12 Cell에 대한 전압과 무게, AC Impedance를 측정함
Step2. Bending Radius 및 Speed를 설정함
Step3. 피테스트 배터리들 중 8Cell를 Bending 하고자 하는 위치에 맞게 고정하고 Bending 실시함.
Bending Cell을 제외한 4Cell은 상온에서 대기함(비벤딩 대기 배터리).
Step4. Bending 종료 후 Non Bending 4cell을 포함하여 12cell에 대해 전압과 AC Impedance를 측정함.
Step5. Bending Cell 중 4 Cell은 고온저장 TEST를 실시함.
Step6. Bending Cell 중 4 Cell과 상온 대기한 Non Bending 4Cell은 1C rate Cycle TEST를 실시함.
Step7. Step5 TEST 종료 후 외관검사 및 전압과 무게, AC Impedance를 측정함.
Step8. Step6 TEST 종료 후 외관검사 및 무게, AC Impedance를 측정함.
| 항목 | 조건 | 비고 | |
| 1 | AC Impedance 측정 | 입고 검사 후 방전상태(3.0V), 전수검사 | 결과기록 |
| 2 | Cell Bending | Bending 기준 참고, 25℃3 | |
| 3 | 상온 대기 | 25℃3 | |
| 4 | 충·방전 사이클 테스트 | 500cycle, 25℃3충전 테스트 : CC/CV, 1.0C rate, 0.2C cut off Rest 10min 방전 테스트 : CC 1.0C rate |
기준용량대비유지율 @500cycle or Cycle Number @80%(용량유지율) |
| 5 | 고온 저장 | 60℃3@7Day | 3.0 V 미만인 인지 판단무게, 외관 |
| 6 | AC Impedance 측정 | Bending 종료 후, 상온 대기 후고온 저장 후, 1C rate TEST 후 | 결과기록 |
상기 실험예들의 구체적 수치 범위는 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상에서 설명한 본 발명은, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (20)
- 복수의 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계; 및
상기 인수 검사 후, 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부의 피테스트 배터리들에 대해 벤딩을 수반하는 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계를 포함하며,
상기 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계는,
소정의 벤딩 곡률로 제 1 피테스트 배터리들을 벤딩된 상태를 유지한 채로 충·방전 성능 평가를 수행하는 정적 벤딩 테스트 단계;
소정의 벤딩 곡률로 제 2 피테스트 배터리들을 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및
소정의 벤딩 곡률로 제 3 피테스트 배터리들을 소정 회수만큼 벤딩 및 복원한 후, 충·방전 성능 평가를 수행하는 동적 벤딩 테스트 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 정적 벤딩 테스트 단계의 상기 충·방전 성능 평가는,
AC 임피던스 측정, 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 정적 벤딩 테스트 단계는, 상기 제 1 피테스트 배터리들에 대한 레퍼런스인 비벤딩 대기 배터리로서 상기 피테스트 베터리들 중 나머지 일부의 피테스트 배터리들에 대해 벤딩하지 않은 상태에서, 상기 제 1 피테스트 배터리들과 동일한 충·방전 성능 평가를 수행하는 비벤딩 테스트 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 피테스트 배터리들을 포함하는 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대한 동시 벤딩 테스트 단계와 함께 상기 제 3 피테스트 배터리들을 포함하는 제 2 그룹의 동적 벤딩 테스트 단계가 모두 수행되고,
상기 제 2 그룹에 대한 레퍼런스인 비벤딩 대기 배터리로서 상기 피테스트 배터리들 중 나머지 일부의 피테스트 배터리에 대해 벤딩하지 않은 상태에서, 상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들과 동일한 충·방전 성능 평가를 수행하는 비벤딩 테스트 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 동적 벤딩 테스트 단계는,
상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대하여 타겟 스트레스를 분할하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계; 및 상기 분할된 스트레스가 인가된 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 동적 단위 테스트 단계; 및
상기 동적 단위 테스트 단계를 복수 회만큼 반복하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 동적 벤딩 테스트 단계는,
상기 제 2 그룹의 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대하여 타겟 스트레스까지 벤딩 및 복원 스트레스를 연속하여 인가하는 단계; 및 상기 타겟 스트레스가 인가된 상기 제 3 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 동적 단위 테스트 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 동적 벤딩 테스트 단계를 겪은 상기 제 3 피테스트 배터리들 중 일부를 선택하여, 고온 저장 테스트를 수행하는 단계; 및
상기 제 2 그룹에 대한 레퍼런스인 상기 피테스트 배터리에 대해 상기 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 정적 벤딩 테스트 단계, 상기 동시 벤딩 테스트 단계, 및 상기 동적 벤딩 테스트 단계에서, 상기 피테스트 배터리들은 상기 피테스트 배터리의 테스트를 위한 설정된 벤딩 곡률과 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함하는 벤딩 지그의 상기 곡면에 상기 피테스트 배터리들이 밀착되어 벤딩되는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 및 제 2 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계;
상기 제 1 및 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계;
상기 인수 검사된, 상기 제 1 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 상기 피테스트 배터리들을 설정된 벤딩 곡률로 벤딩 상태를 유지한 채로 충·방전 성능 평가를 수행하는 정적 벤딩 테스트 단계; 및
상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 피테스트 배터리들에 대하여 비벤딩 대기 상태에서 상기 충·방전 성능 평가를 수행하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 충·방전 성능 평가는 방전 테스트 및 충·방전 사이클 테스트를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 2 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 내지 제 3 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계;
상기 제 1 내지 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계;
상기 인수 검사된 상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및
상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 타겟 스트레스를 분할하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계;
상기 분할된 스트레스가 인가된 상기 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계;
상기 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계 및 상기 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 상기 타겟 스트레스를 달성할 때까지 복수회 반복하는 단계; 및
상기 인수 검사된 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 비벤딩 대기 상태에서 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 충·방전 사이클 테스트가 수행된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부와 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 고온 저장 테스트는 상온 이상의 전해액 증발이 가능한 온도에서 소정 기간을 방치한 후, 개방 회로 전압, 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 3 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 테스트 결과 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 1 내지 제 3 그룹에 각각 속하는 피테스트 배터리들을 준비하는 단계;
상기 제 1 내지 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 외관 검사 및 용량 검사 중 적어도 하나를 포함하는 인수 검사를 수행하는 단계;
상기 인수 검사된 상기 제 1 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 벤딩 및 복원하면서 동시에 충·방전 성능 평가를 수행하는 동시 벤딩 테스트 단계; 및
상기 인수 검사된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 타겟 스트레스까지 연속하여 벤딩 및 복원 스트레스를 인가하는 단계;
상기 벤딩 및 복원 스트레스가 인가된 상기 피테스트 배터리들에 대해 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계; 및
상기 인수 검사된 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여, 비벤딩 대기 상태에서 충·방전 사이클 테스트를 수행하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 충·방전 사이클 테스트가 수행된 상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들 중 적어도 일부와 상기 제 3 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대하여 고온 저장 테스트를 수행하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 고온 저장 테스트는 상온 이상의 전해액 증발이 가능한 온도에서 소정 기간을 방치한 후, 개방 회로 전압, 무게 변화 및 외관 변화 유무 중 적어도 어느 하나를 평가하는 단계를 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 그룹의 상기 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 성능 평가 결과 값과 상기 제 3 그룹의 상기 비벤딩 피테스트 배터리들에 대한 상기 충·방전 테스트 결과 값을 서로 비교하여, 상기 결과 값의 차이로부터 벤딩 스트레스에 의한 열화 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법. - 청구항 9, 12 및 16중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 피테스트 배터리들의 벤딩은 상기 피테스트 배터리의 테스트를 위한 설정된 벤딩 곡률과 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면을 포함하는 벤딩 지그의 상기 곡면에 상기 피테스트 배터리들이 밀착되어 수행되는 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180126520A KR102136008B1 (ko) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 |
| PCT/KR2019/013913 WO2020085774A1 (ko) | 2018-10-23 | 2019-10-22 | 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180126520A KR102136008B1 (ko) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200045686A true KR20200045686A (ko) | 2020-05-06 |
| KR102136008B1 KR102136008B1 (ko) | 2020-07-21 |
Family
ID=70330634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180126520A KR102136008B1 (ko) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102136008B1 (ko) |
| WO (1) | WO2020085774A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111929563A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-13 | 珠海景旺柔性电路有限公司 | 新能源产品动态测试工装及动态测试方法 |
| CN113118056A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 奇瑞商用车（安徽）有限公司 | 一种锂电池梯次利用筛选方法 |
| KR20240057590A (ko) | 2022-10-25 | 2024-05-03 | 주식회사 스필 | 전기자동차 배터리의 성능평가 장치 및 방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110018171A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | 서울메트로 | 밧데리 충방전 체크 시스템 |
| KR20150140647A (ko) * | 2013-04-15 | 2015-12-16 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 굽힘 시험 방법, 시트물의 제조 방법, 굽힘 시험 장치, 취성 시트, 소자 장착 취성 시트 및 전자 디바이스 |
| KR20170012508A (ko) * | 2017-01-17 | 2017-02-02 | 울산과학기술원 | 섬유 형상 전지 |
| KR101843874B1 (ko) * | 2017-01-09 | 2018-03-30 | (주)플렉시고 | 플렉시블소재 내구성 평가용 폴딩장치 |
| KR20180074301A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 삼성전자주식회사 | 배터리 이상 상태 확인 방법 및 장치 |
-
2018
- 2018-10-23 KR KR1020180126520A patent/KR102136008B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-10-22 WO PCT/KR2019/013913 patent/WO2020085774A1/ko active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110018171A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | 서울메트로 | 밧데리 충방전 체크 시스템 |
| KR20150140647A (ko) * | 2013-04-15 | 2015-12-16 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 굽힘 시험 방법, 시트물의 제조 방법, 굽힘 시험 장치, 취성 시트, 소자 장착 취성 시트 및 전자 디바이스 |
| KR20180074301A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 삼성전자주식회사 | 배터리 이상 상태 확인 방법 및 장치 |
| KR101843874B1 (ko) * | 2017-01-09 | 2018-03-30 | (주)플렉시고 | 플렉시블소재 내구성 평가용 폴딩장치 |
| KR20170012508A (ko) * | 2017-01-17 | 2017-02-02 | 울산과학기술원 | 섬유 형상 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020085774A1 (ko) | 2020-04-30 |
| KR102136008B1 (ko) | 2020-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102136008B1 (ko) | 플렉시블 배터리의 성능 평가를 위한 방법 | |
| US11280837B2 (en) | Apparatus and method for detecting battery cell failure due to unknown discharge current | |
| JP6907790B2 (ja) | 蓄電デバイスの検査方法および製造方法 | |
| JP5071747B2 (ja) | 二次電池の検査装置、二次電池の検査方法、二次電池の製造方法 | |
| US20130268466A1 (en) | System for predicting lifetime of battery | |
| WO2017161882A1 (zh) | 一种动力电池的筛选方法 | |
| CN102830361A (zh) | 一种电池容量快速检测方法和系统 | |
| CN105510847A (zh) | 锂离子电池一致性的筛选方法 | |
| CN107561449B (zh) | 一种磷酸铁锂电池自放电筛选方法 | |
| CN109030567B (zh) | 一种锂离子电芯内部水含量判别方法 | |
| CN108548657B (zh) | 光伏组件载荷测试方法 | |
| CN107037345A (zh) | 晶圆测试时自我检测的方法及其晶圆测试制具 | |
| CN109507600A (zh) | 一种退役磷酸铁锂电池梯次利用评估方法 | |
| CN111036575A (zh) | 一种基于温度变化分析的锂离子电池分选方法 | |
| CN110006953A (zh) | 虚焊检测方法、系统、装置、计算机设备和可读存储介质 | |
| CN110806545B (zh) | 一种锂电池循环寿命快速检测方法 | |
| CN115077622A (zh) | 预测电池循环寿命及膨胀力的方法及其用途 | |
| CN110542864A (zh) | 一种锂离子电池自放电率热力学检测方法 | |
| CN109239606B (zh) | 一种锂离子电池预化成负压失效检测方法 | |
| CN106656041A (zh) | 一种快速测试太阳电池电势诱导衰减的装置及其方法 | |
| CN206272566U (zh) | 一种快速测试太阳电池电势诱导衰减的装置 | |
| JP5818030B2 (ja) | 電池の応答特性の測定方法 | |
| CN112964999B (zh) | 电池荷电状态的获取方法、装置、设备及介质、程序产品 | |
| CN114397591A (zh) | 一种锂电池寿命加速试验方法 | |
| CN109342966A (zh) | 电池剩余寿命判定方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |