KR20200046786A - 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이차 전지를 충전하면서, 이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계; 상기 충전량에 따른 폐쇄 전압(SOC-CCV) 프로파일 및 충전량에 따른 개방 전압(SOC-OCV) 프로파일을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일로부터 상기 이차 전지의 내부 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간을 판단하는 단계를 포함하는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법이다.
본 발명은 이차 전지의 과충전 등에 따른 내부 가스 발생량을 실제로 측정하지 않더라도, SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일로부터 이차 전지의 내부 가스의 발생량이 급속하게 증가하는 구간을 알 수 있다.

Description

이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법{A method for judging the gas generation acceleration section of a secondary battery}
본 발명은 이차 전지의 과충전 등에 따른 발화, 폭발 시 내부에서 발생하는 가스의 발생량이 급격하게 증가하는 구간을 판단하는 방법에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차 전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목 받고 있다.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 이차 전지 셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용됨에 반하여, 노트북, 전기자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 이차 전지 셀들을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다.
한편, 리튬 이차 전지는 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 반해 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 리튬 이차 전지는 과충전, 과방전, 고온에서의 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스를 발생하고, 가스 발생으로 인해 이차 전지의 저항이 증가하게 되고, 가스의 발생이 가속화되면서 급기야 발화 또는 폭발을 초래하기도 한다.
또한, 이러한 이차 전지의 안전성 문제는 멀티-셀 구조의 중대형 셀 모듈에서 더욱 심각하다. 멀티-셀 구조의 셀 모듈에서는 다수의 전지 셀들이 사용됨으로써, 일부 전지 셀에서의 작동 이상은 다른 전지 셀들로 연쇄반응을 유발할 수 있으며, 그로 인한 발화 및 폭발은 자칫 대형 사고로 초래할 수 있기 때문이다.
이로 인하여, 이차 전지의 과충전, 고온 노출 등에 따른 안전성 평가에 대한 필요성이 점점 커지고 있으며, 특히 이차 전지의 내부에서 발생하는 가스의 급격한 증가 시점 등에 대한 측정의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 중대형 셀 모듈의 폭발은 전술한 바와 같은 연쇄반응에 의해 대형 사고로 초래할 수 있는 위험이 따르게 될 뿐 아니라, 측정 장치의 구조적 변형이 일어나 이로 인하여 가스의 급격한 증가 시점 등의 측정이 어려운 문제점이 있다.
이에, 이차 전지의 안전성 평가 시 과충전 등에 따라 내부에서 발생하는 가스의 발생 가속 시점을 측정할 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 이차 전지의 내부에서 발생하는 가스를 실제로 분석하지 않고도, 가스 발생 가속 구간 즉, 가스의 발생량이 급격하게 증가하는 구간을 판단할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법은, 이차 전지를 충전하면서, 이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계; 상기 충전량에 따른 폐쇄 전압(SOC-CCV) 프로파일 및 충전량에 따른 개방 전압(SOC-OCV) 프로파일을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일로부터 상기 이차 전지의 내부 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간을 판단하는 단계를 포함하할 수 있다.
이때, 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간을 판단하는 방법은, 상기 SOC-CCV 프로파일에서 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하고, 상기 SOC-OCV 프로파일의 기울기가 작아지는 것을 모두 만족하는 구간을 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간으로 판단하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간은, SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간 대비 동일하거나 증가하는 충전량 구간이며, 이후 구간에서는 기울기가 감소하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간은, SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간 대비 1.2배 이상 증가하는 충전량 구간일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간에서는, SOC-OCV 프로파일의 기울기 변화율이 ±5% 미만일수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간에서는, 개방 전압의 변화값이 ±10~200mV일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간 이전에, 상기 폐쇄 전압 및 상기 개방 전압이 각각 지속적으로 증가하는 추세일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 이차 전지는 1Ah 이하의 용량을 가지는 소형 셀을 하나 이상 포함하되, 상기 소형 셀들은 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 소형 셀을 중대형 셀 모듈의 모사 조건 하에 충전함으로써 중대형 셀 모듈에 대한 내부 가스 발생 가속 구간을 예측하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 중대형 셀 모듈의 모사 조건은, 열이 외부로 유출되는 것을 차단하기 위해서 상기 소형 셀의 전면을 단열 부재로 감싼 채 충전을 수행하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 중대형 셀 모듈은 20Ah 이상의 용량을 가지는 중대형 셀을 하나 이상 포함하는 것일 수 있다.
상기 중대형 셀 모듈은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장장치의 전원으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이차 전지의 과충전 등에 따른 발화 시 내부에서 발생하는 가스를 실제로 분석하지 않고도, 충전량에 따른 폐쇄 전압 및 개방 전압의 프로파일만으로 내부 가스 발생 가속 구간을 판단할 수 있다. 이로 인하여 가스 분석 장비를 별도로 구비할 필요가 없게 되어 이차 전지의 안전성 테스트 비용이 절감될 수 있다.
또한, 상기 발생 가속 구간에 기반하여 이차 전지의 과충전 시 가스의 제거, 배기시스템 등의 여러 개선 방법 적용이 용이할 수 있다. 아울러, 상기 전압 프로파일로만 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있음에 따라, 활물질의 소재별, 이차 전지의 용량별 등에 구애받지 않고, 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간을 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 가스 발생 가속 구간을 판단하기 위한 SOC-OCV 프로파일 및 SOC-CCV 프로파일을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 실시예 1 및 2에 따른 SOC-OCV 프로파일 및 SOC-CCV 프로파일을 각각 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간을 판단하는 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간을 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이며, 도 2는 가스 발생 가속 구간을 판단하기 위한 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일을 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간을 판단하는 방법은, 이차 전지를 충전하면서, 이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계(S100); 상기 충전량에 따른 폐쇄 전압(SOC-CCV) 프로파일 및 충전량에 따른 개방 전압(SOC-OCV) 프로파일을 도출하는 단계(S200); 및 상기 도출된 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일로부터 상기 이차 전지의 내부 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간을 판단하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 이차 전지를 충전하면서, 이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계(S100)는, 이차 전지를 충전하면서 충전량에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정함과 동시에, 지속적으로 충전량을 상승시키며 이차 전지의 가스 발생을 유도하는 것일 수 있다.
이차 전지는 과충전에 의해 전지 구성요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스를 발생하고, 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 분해반응을 더욱 촉진하여 급기야 발화 또는 폭발을 초래하게 된다. 본 발명은 안전성 테스트 시 가스 발생량이 급속히 증가하는 충전량 구간을 판별하기 위한 것이므로, 가스 발생을 유도하기 위해 검사 대상이 되는 이차 전지에 대하여 지속적으로 충전 전류를 인가함으로써 상기 이차 전지의 충전량(SOC)을 상승시키게 된다.
이때, 충전량(SOC)을 200%를 한도로 충전 전류를 인가함으로써, 이차 전지의 폭발을 유도할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이차 전지의 폭발 시까지 과충전을 수행할 수 있다. 상기와 같이 충전량을 기준으로 하지 않고, 상한 전압을 가동 전압의 약 2배로 한정지어서, 과충전을 수행할 수도 있을 것이다.
한편, 과충전은 분석 장치의 챔버 내에 이차 전지를 장착한 후, 챔버의 일측에 배치된 충방전부를 통해 수행될 수 있다. 챔버는 챔버 본체 및 챔버 커버를 포함할 수 있으며, 챔버 본체는 상부가 개방된 중공형 구조일 수 있다. 또한, 챔버 본체는 평면상 형상 및 크기는 제한되지 않으며, 내부에 이차 전지의 장착되는 형상 및 크기로 정육면체 또는 직육면체 형상일 수 있다. 챔버 커버는 챔버 본체 내부에 장착된 이차 전지를 밀폐하기 위하여 챔버 본체의 개방부와 결합될 수 있다. 챔버 본체 및 챔버 커버는 단단히 결합될 수 있는 수단이면 특별히 한정되지 않으나, 고정핀, 나사, 볼트 등의 고정 수단으로 결합될 수 있다. 또한, 챔버 본체 및 챔버 커버의 결합력을 높이기 위해 챔버 본체와 챔버 커버 사이에 O-ring 등이 추가로 사용될 수 있다. 이러한 챔버의 내부면은 절연성, 단열성의 물질이면서도 고온 고압에 내구성이 있는 물질일 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 베이클라이트(bakelite), 테플론(teflon), 에어로졸(aerosol) 등일 수 있다. 내부면을 둘러싼 외부면은 스테인레스 스틸, 금속 등의 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 보다 정확한 결과값을 도출할 수 있도록 챔버 내부는 진공 상태로 조성될 수 있다.
또한, 충방전부는 전원부 및 측정부를 포함할 수 있다. 전원부는 충방전 단자들을 통해 장착된 이차 전지와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 챔버의 일측에 충방전 단자들이 구비되며, 충방전 단자들이 장착되는 이차 전지의 전극과 전기적으로 연결되어 충방전이 수행될 수 있다.
이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)의 측정은, 검사 대상이 되는 이차 전지에 충전 전류를 인가하면서 동시에 이루어질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 특정 충전량(SOC)에 이르기까지 충전 전류를 인가하고, 이차 전지를 방치한 후 전압을 측정하는 것일 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폐쇄 전압은 이차 전지에 전류가 인가되는 상태에서 이차 전지의 전압이며, 상기 개방 전압은 이차 전지에 전류가 인가되지 않는 상태에서 이차 전지의 전압을 의미하는바, 폐쇄 전압의 측정은 지속적으로 충전을 진행하면서 특정 SOC에 도달했을 때의 전압을 측정함으로써 SOC에 따른 폐쇄 전압을 측정할 수 있고, 개방 전압의 측정은 특정 충전량까지 충전을 진행하고, 최소 1시간 이상 이차 전지를 방치한 후 전압을 측정하는 과정을 반복 진행함으로써, 이차 전지의 충전량에 따른 개방 전압을 측정할 수 있는 것이다. 이때 개방 전압의 측정을 위해 이차 전지를 방치하는 시간은 상기 수치에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계(S100)는 전술한 측정부를 통해 수행될 수 있다. 이에, 이차 전지에 전류를 인가함과 동시에 실시간으로 이차 전지의 전압을 측정할 수 있다. 이러한 측정부에 의해 측정된 전압은 별도의 저장부에 저장될 수 있으며, 저장된 전압 측정치를 이용하여 후술하는 전압 프로파일을 형성할 수 있다.
충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)의 프로파일을 도출하는 단계(S200)는 상기 측정 단계(S100)에 따른 SOC-CCV의 측정치 및 측정치를 나타내는 그래프를 형성하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 횡축에 충전량(SOC)을 설정하고 종축에 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 각각 설정하여, 각 측정치를 그래프에 플롯함으로써 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일을 형성할 수 있다.
이후, SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일의 거동으로부터 상기 이차 전지의 내부에서 발생하는 가스의 발생 가속 구간을 판단하는 단계(S300)를 수행할 수 있다.
상기 가스의 발생 가속 구간을 판단하는 방법은, 구체적으로 SOC-CCV 프로파일에서 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하고, 상기 SOC-OCV 프로파일의 기울기가 작아지는 것을 모두 만족하는 구간을 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간으로 판단한다.
도 2를 참조하면, 폐쇄 전압은 충전이 진행됨에 따라, 지속적으로 증가하는 추세를 나타내며, 증가 속도가 급격하게 증가하는 구간을 지난 후, 이차 전지의 저항 증가로 인하여 결국 쇼트가 발생하게 된다. 이때, 가스의 발생 가속 구간(G)은 충전량에 따른 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하거나, SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간(S1)과 비교하여 증가하거나 동일한 충전량 구간일 수 있다. 이후 구간(S2)에서는 SOC-CCV 프로파일의 기울기가 감소하는 경향을 보일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 가스의 발생 가속 구간(G)은 SOC-CCV 프로파일의 기울기가 가속 구간 이전(S1) 대비 1.2배 이상 증가하는 충전량 구간일 수 있다.
또한, 가스의 발생 가속 구간 이전(S1)에는 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하는 추세를 나타내며, 이후(S2)에는 폐쇄 전압의 기울기가 감소하는 추세를 나나낼 수 있으며, 과충전이 지속적으로 진행됨에 따라 이차 전지의 저항이 증가하게 되어 결국 쇼트가 발생하게 된다.
한편, 개방 전압은 과충전이 진행됨에 따라, 지속적으로 증가하는 추세를 나타내다가, 특정 구간부터는 증가 속도가 둔화되는 것을 알 수 있다. 이때, 가스의 발생 가속 구간(G)은 개방 전압의 증가 속도가 둔화되는 즉, SOC-OCV 프로파일의 기울기가 작아지는 충전량 구간일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 가스의 발생 가속 구간(G)에서 SOC-OCV 프로파일의 기울기 변화율이 ±5% 미만일 수 있으며, 개방 전압의 변화 값(△V)은 ±10~200mV일 수 있다.
또한, 가스의 발생량이 급속하게 증가하는 구가 이전(S1)에, 상기 폐쇄 전압 및 상기 개방 전압은 각각 지속적으로 증가하는 추세일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일에서, 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하면서, SOC-OCV 프로파일의 기울기가 작아지는 구간을 가스의 발생량이 급속하게 증가하는 구간으로 판단한다.
따라서, 본 발명에서는 이차 전지의 과충전 등에 따른 발화 시 내부에서 발생하는 가스를 실질적으로 분석하지 않고도, 충전량에 따른 폐쇄 전압 및 개방 전압의 프로파일만으로 내부 가스 발생 가속 구간을 판단할 수 있다. 이로 인하여 가스 분석 장비를 별도로 구비할 필요가 없게 되어 이차 전지의 안전성 테스트 비용이 절감될 수 있다.
또한, 가스의 발생 가속 구간에 기반하여 이차 전지의 과충전 시 가스의 제거, 배기시스템 등의 여러 개선 방법 적용이 용이할 수 있다. 아울러, 상기 전압 프로파일로만 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있음에 따라, 활물질의 소재별, 이차 전지의 용량별 등에 구애받지 않고, 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용한 이차 전지는 각각 1Ah 이하의 용량을 가지는 소형 셀을 하나 이상 포함하며, 상기 소형 셀들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 소형 셀은 휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에 사용되는 것으로, 셀의 외형에는 제한이 없으나, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치형, 코인형 등이 될 수 있다.
본 발명은 소형 셀을 이용하여 중대형 셀 모듈에 대한 내부 가스 발생 가속 구간도 예측할 수 있다.
일반적으로, 멀티-셀 구조의 중대형 셀 모듈에서는 다수의 전지 셀들이 사용됨으로써, 일부 전지 셀에서의 작동 이상은 다른 전지 셀들로 연쇄반응을 유발할 수 있으며, 그로 인한 발화 및 폭발은 자칫 대형 사고로 초래할 수 있다. 이로 인하여, 중대형 셀 모듈의 과충전, 고온 노출 등에 따른 안전성 평가에 대한 필요성이 점점 커지고 있으며, 특히 과충전 등에 따른 중대형 셀 모듈의 내부에서 발생하는 가스의 급격한 증가 시점 등에 대한 측정의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 중대형 셀 모듈의 폭발은 전술한 바와 같은 연쇄반응에 의해 대형 사고로 초래할 수 있는 위험이 따르게 될 뿐 아니라, 측정 장치의 구조적 변형이 일어나 이로 인하여 가스의 급격한 증가 시점 등의 측정이 어려운 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는 중대형 셀 모듈을 직접적으로 검사 대상으로 하지 않으면서도, 소형 셀을 중대형 셀 모듈의 모사 조건 하에서 충전함으로써 중대형 셀 모듈에 대한 내부 가스 발생 가속 구간을 예측하는 방법을 제안하는 것이다.
일반적으로 소형 셀은 단순 과충전을 수행하였을 때, 충전량에 따른 전압 및 온도가 중대형 셀 모듈의 그것과 비교하여 다른 경향을 보이며, 중대형 셀 모듈의 폭발이 일어나는 충전량 지점 이후에도 폭발이 일어나지 않는다. 이는 소형 셀에서 과충전에 의해 전해액의 분해 반응이 일어나더라도 전지의 온도가 급격히 상승하지 않기 때문이다. 반면 중대형 셀 모듈의 경우에는 과충전에 의해 전지의 온도가 급격히 상승한다.
이에, 본 발명에서는 소형 셀을 충전하는 과정에서, 중대형 모듈을 모사하기 위해 검사의 대상이 되는 소형 셀의 전면을 단열 부재로 감싸는 것을 특징으로 한다. 이렇게 소형 셀의 전면을 단열재로 감싼 후 충전을 진행함으로써, 과충전 시 발열량이 전지의 외부로 유출되지 않아 소형 셀의 온도 상승을 가속화하는 효과가 있으며, 중대형 셀 모듈의 충전량에 따른 전압 및 온도 프로파일과 동일하게 한다.
이때, 단열 부재의 비제한적인 예는 글라스울(glasswool), EPS(Expanded Polystyrene), XPS(Extruded Polystyrene Sheet), 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam), 수성 연질 폼, 우레아 폼(Urea Foam), 진공 단열 패널(Vacuum Insulation Panel), PVC 및 열반사 단열재 중 적어도 하나의 재질일 수 있으나, 이차 전지의 과충전에 따른 발열을 외부 공간으로 빠져나가지 않고, 내부 공간에 보유할 수 있는 재질이라면 특별히 제한되지 않는다.
전술한 소형 셀을 하나 이상 포함하되, 소형 셀들은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 단열 부재가 검사 대상이 되는 이차 전지의 전면을 감싸도록 하여 본 발명에 따른 가스 발생 가속 구간 판단 방법을 수행함으로써, 중대형 셀 모듈의 가스 발생 가속 구간을 판단할 수 있다.
한편, 상기 중대형 셀 모듈은 노트북, 전기자동차 등의 중대형 디바이스에 사용되는 것으로, 20Ah 이상의 용량을 가지는 하나 이상의 중대형 셀들을 병렬 및/또는 직렬로 연결된 것일 수 있다. 이러한 중대형 셀 모듈은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장장치의 전원으로 사용되는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다, 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
양극 활물질로써 Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2(NMC 622)를 포함하는 소형 셀(1Ah) 3개를 직렬로 연결한 후, 전면을 단열재로 감싸 검사 대상 전지를 준비하였다. 상기 검사 대상 전지에 충전 전류를 인가하면서, 충전량에 따른 개방 전압 및 충전량에 따른 폐쇄 전압을 각각 측정하였다. 상기 측정값을 플롯팅하여 SOC-OCV 프로파일 및 SOC-CCV 프로파일을 얻어 도 3에 나타내었으며, 상기 도 3에서, CCV가 지속적으로 증가하거나 CCV가 급격히 증가하면서(SOC-CCV 프로파일의 기울기가 증가), SOC-OCV 프로파일의 기울기가 감소하는(OCV의 증가속도가 둔화) 구간 G를 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간으로 판단하였다.
[실시예 2]
소형 셀의 양극 활물질로 Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2(NMC 811)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 SOC-OCV 프로파일 및 SOC-CCV 프로파일을 얻어 도 4에 나타내었으며, 상기 도 4에서 SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간 대비 약간 증가하거나 동일하면서, OCV의 증가 속도가 둔화되거나, OCV의 변화 값(△V)이 100mV 이하인 구간 G를 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간으로 판단하였다.
[실험예]
실시예 1 및 실시예 2의 검사 대상 전지와 동일한 전지를 준비한 후, 충전 전류를 인가하여 실시간으로 충전량에 따른 가스의 이온 강도를 측정하였다. 이를 도 3 및 도 4에 각 나타내었다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 양극 활물질의 소재가 다름에도 불구하고, 구간 G에서 충전량에 따른 폐쇄 전압의 증가 속도가 급격하며, 개방 전압의 증가 속도는 둔화되는 것을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 실시예 1의 경우 가스 발생 가속 구간인 G 구간에서 폐쇄 전압의 기울기는, 가속 구간 이전(S1) 대비 동일하거나 증가하는 것을 알 수 있고, 개방 전압의 기울기가 약간 감소한 것을 알 수 있다. 실시예 2의 경우 폐쇄 전압의 증가율은 이전 구간(S1) 대비 동등하거나 약간 증가한 수준을 보이고, 개방 전압은 증가율이 둔화되거나, 감소 추세로 변화하며, 그 변화 값이 약 100mV 이하로 보인다.
한편, 상기 실험예를 통해 본 발명의 판별 방법에 의해 가스 발생 가속 구간으로 판단된 G 구간에서, 실제로 가스의 이온 농도가 급격하게 증가하고 있는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 가스 가속 구간 판단 방법은, 실제로 가스의 발생량을 측정하거나, 분석하지 않더라도 SOC-CCV 및 SOC-OCV 프로파일을 통해 가스 발생 가속 구간을 판단할 수 있을 것이다.
또한, 실시예에서 소형 셀로부터 중대형 셀 모듈을 모사함에 따라, 중대형 셀 모듈의 가스 발생 가속 구간 또한 동일할 것으로 예측된다.
이에, 본 발명에 따른 방법은 가스 분석 장비를 별도로 구비할 필요가 없어 이차 전지의 안전성 테스트 비용이 절감될 수 있고, 가스 발생 가속 구간에 기반하여 이차 전지의 과충전 시 가스의 제거, 배기시스템 등의 여러 개선 방법 적용이 용이할 수 있다. 아울러, 상기 전압 프로파일로만 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있음에 따라, 활물질의 소재별, 이차 전지의 용량별 등에 구애받지 않고, 가스 발생 가속 구간을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 이차 전지를 충전하면서, 이차 전지의 충전량(SOC)에 따른 폐쇄 전압(CCV) 및 개방 전압(OCV)을 측정하는 단계;
    상기 충전량에 따른 폐쇄 전압(SOC-CCV) 프로파일 및 충전량에 따른 개방 전압(SOC-OCV) 프로파일을 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 SOC-CCV 프로파일 및 SOC-OCV 프로파일로부터 상기 이차 전지의 내부 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간을 판단하는 단계를 포함하는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SOC-CCV 프로파일에서 폐쇄 전압이 지속적으로 증가하고, 상기 SOC-OCV 프로파일의 기울기가 작아지는 것을 모두 만족하는 구간을 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간으로 판단하는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간은, SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간 대비 동일하거나 증가하는 충전량 구간이며, 이후 구간에서는 기울기가 감소하는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간은, SOC-CCV 프로파일의 기울기가 이전 구간 대비 1.2배 이상 증가하는 충전량 구간인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간에서는, SOC-OCV 프로파일의 기울기 변화율이 ±5% 미만인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간에서는, 개방 전압의 변화값이 ±10~200mV인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스의 발생량이 급속히 증가하는 구간 이전에 상기 폐쇄 전압 및 상기 개방 전압이 각각 지속적으로 증가하는 추세인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이차 전지는 1Ah 이하의 용량을 가지는 소형 셀을 하나 이상 포함하되, 상기 소형 셀들은 서로 전기적으로 연결되어 있는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 소형 셀을 중대형 셀 모듈의 모사 조건 하에 충전함으로써 중대형 셀 모듈에 대한 내부 가스 발생 가속 구간을 예측하는 것인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중대형 셀 모듈의 모사 조건은, 열이 외부로 유출되는 것을 차단하기 위해서 상기 소형 셀의 전면을 단열 부재로 감싼 것을 특징으로 한 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 중대형 셀 모듈은 20Ah 이상의 용량을 가지는 중대형 셀을 하나 이상 포함하는 것인 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중대형 셀 모듈은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장장치의 전원으로 사용되는 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210025771A1 (en) * 2018-10-25 2021-01-28 Lg Chem, Ltd. Explosion pressure prediction system for medium- and large-size cell module, and method for predicting explosion pressure of medium- and large-size cell module
WO2022035130A1 (ko) * 2020-08-13 2022-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
US11959818B2 (en) * 2018-10-25 2024-04-16 Lg Energy Solution, Ltd. Explosion pressure prediction system for medium- and large-size cell module, and method for predicting explosion pressure of medium- and large-size cell module

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253781B1 (ko) * 2017-04-28 2021-05-20 주식회사 엘지화학 방전 제어 장치 및 방법
KR20230174640A (ko) * 2022-06-21 2023-12-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456042B1 (en) * 2000-11-27 2002-09-24 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for charging batteries at reduced overcharge levels
KR20030088515A (ko) * 2001-05-02 2003-11-19 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 배터리의 가용에너지 예측방법 및 장치
JP2007103351A (ja) * 2005-09-06 2007-04-19 Denso Corp 蓄電池の劣化判定方法及びその装置
JP2008532043A (ja) * 2005-03-01 2008-08-14 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 鉛蓄電池の容量劣化の方法および装置
JP2017073337A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社デンソー 組電池

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997007582A1 (en) * 1995-08-16 1997-02-27 Advanced Charger Technology, Inc. Method and apparatus for determining when to terminate charging of a battery
CN100438204C (zh) * 2002-12-05 2008-11-26 松下电器产业株式会社 电池组及其充放电方法
JP4811626B2 (ja) * 2003-08-25 2011-11-09 トヨタ自動車株式会社 車両用の燃料電池システム及び電気自動車
JP2006337155A (ja) 2005-06-01 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池監視装置
JP2007053058A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Toyota Motor Corp 二次電池の内圧推定装置及びそれを備えた二次電池の充電制御装置
JP2011003513A (ja) 2009-06-22 2011-01-06 Kobelco Kaken:Kk 安全性評価試験方法およびその試験装置
US20110181249A1 (en) * 2009-09-18 2011-07-28 Masaki Deguchi Charging method and charger for non-aqueous electrolyte secondary battery
JPWO2011090020A1 (ja) * 2010-01-19 2013-05-23 株式会社Ｇｓユアサ 二次電池の充電状態測定装置及び二次電池の充電状態測定方法
JP5413507B2 (ja) 2010-07-05 2014-02-12 トヨタ自動車株式会社 車両用制御装置および車両用制御方法
JP2014003737A (ja) 2012-06-15 2014-01-09 Denso Corp 充電制御装置
JP2014007821A (ja) 2012-06-22 2014-01-16 Toyota Motor Corp 車両に搭載される蓄電装置の制御装置
JP2014044929A (ja) * 2012-08-02 2014-03-13 Nippon Soken Inc 二次電池装置，二次電池における内部ガスの発生量推定方法，二次電池の制御方法，および二次電池の製造方法
DE102012224105A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Einstellen eines Stromsensors
JP5994680B2 (ja) 2013-02-27 2016-09-21 株式会社豊田自動織機 電池残容量推定方法及び装置
DE112013006995B4 (de) * 2013-04-25 2023-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuergerät für ein Fahrzeug
KR101577387B1 (ko) 2013-05-06 2015-12-16 주식회사 엘지화학 이차전지, 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
CN103308865B (zh) * 2013-07-09 2015-07-08 福州瑞芯微电子有限公司 测算二次电池soc及自学习ocv-soc曲线的方法与电子设备
KR101708885B1 (ko) * 2013-10-14 2017-02-21 주식회사 엘지화학 혼합 양극재를 포함하는 이차 전지의 상태 추정 장치 및 그 방법
MX2016015059A (es) * 2014-05-21 2017-06-29 Thermal Ceram Inc Materiales de aislamiento pasivo.
KR101696313B1 (ko) * 2014-10-24 2017-01-13 주식회사 엘지화학 이차전지의 퇴화에 따른 soc-ocv 프로파일 추정 방법
JP6447029B2 (ja) 2014-11-11 2019-01-09 三菱自動車工業株式会社 二次電池の制御装置
DE102015205228A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum bestimmen eines referenzenergieprofils und vorrichtung zum formieren einer batterie
DE102016204814A1 (de) 2016-03-23 2017-09-28 Henkel Ag & Co. Kgaa Verbesserte Reinigungsleistung an Protein sensitiven Anschmutzungen
JP6730056B2 (ja) 2016-03-29 2020-07-29 株式会社コベルコ科研 蓄電デバイスの発生ガス分析方法及び装置
KR101972521B1 (ko) * 2016-08-26 2019-04-25 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 성능 테스트 장치 및 방법
KR102032505B1 (ko) * 2016-09-19 2019-10-15 주식회사 엘지화학 배터리 테스트 장치 및 방법
US11355824B2 (en) * 2018-05-11 2022-06-07 The Regents Of The University Of Michigan Detection of an internal short circuit in a battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456042B1 (en) * 2000-11-27 2002-09-24 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for charging batteries at reduced overcharge levels
KR20030088515A (ko) * 2001-05-02 2003-11-19 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 배터리의 가용에너지 예측방법 및 장치
JP2008532043A (ja) * 2005-03-01 2008-08-14 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 鉛蓄電池の容量劣化の方法および装置
JP2007103351A (ja) * 2005-09-06 2007-04-19 Denso Corp 蓄電池の劣化判定方法及びその装置
JP2017073337A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社デンソー 組電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210025771A1 (en) * 2018-10-25 2021-01-28 Lg Chem, Ltd. Explosion pressure prediction system for medium- and large-size cell module, and method for predicting explosion pressure of medium- and large-size cell module
US11959818B2 (en) * 2018-10-25 2024-04-16 Lg Energy Solution, Ltd. Explosion pressure prediction system for medium- and large-size cell module, and method for predicting explosion pressure of medium- and large-size cell module
WO2022035130A1 (ko) * 2020-08-13 2022-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법

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