KR20200084530A - Apparatus for Analyzing Venting Gas in Secondary Electric Cell - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a secondary battery gas analysis device comprises: a chamber accommodating a secondary battery; a first flow meter disposed at an inlet of the chamber and measuring the flow rate of supply gas flowing into the chamber; and a second flow meter disposed at an outlet of the chamber and measuring the flow rate of exhaust gas discharged from the chamber.

Description

이차전지 가스 분석장치{Apparatus for Analyzing Venting Gas in Secondary Electric Cell}Apparatus for Analyzing Venting Gas in Secondary Electric Cell

본 발명은 이차전지용 분석장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지의 발화 상황에서 발생하는 가스의 분석하도록 구성된 이차전지 가스 분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to an analysis device for a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery gas analysis device configured to analyze gas generated in a ignition situation of the secondary battery.

이차전지는 대기오염물질을 발생시키지 않는 에너지원으로 이용되고 있다. 그러나 이러한 이차전지는 과충전 또는 과열 상태에서 발화되어 여러 가스를 배출할수 있다. 따라서, 이차전지의 과충전 및 과열 상태를 발생하는 가스의 양, 온도, 조성 등을 정확하게 분석할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.Secondary batteries are used as energy sources that do not generate air pollutants. However, such a secondary battery may ignite in an overcharge or overheated state, and may discharge various gases. Therefore, there is a need to develop a device capable of accurately analyzing the amount, temperature, composition, etc. of gas generating overcharge and overheat conditions of the secondary battery.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.For reference, prior arts related to the present invention include patent documents 1 and 2.

KRKR 2016-00669092016-0066909 AA KRKR 2012-00506672012-0050667 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이차전지의 발화상황에서 발생하는 가스량, 가스온도, 가스조성을 신뢰할 수 있는 수준으로 분석할 수 있는 이차전지 가스 분석장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a secondary battery gas analysis device capable of analyzing gas volume, gas temperature, and gas composition generated in a ignition situation of a secondary battery at a reliable level.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 이차전지를 수용하는 챔버; 상기 챔버의 유입구에 배치되고, 상기 챔버로 유입되는 공급가스의 유량을 측정하는 제1유량계; 및 상기 챔버의 배출구에 배치되고, 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스의 유량을 측정하는 제2유량계;를 포함한다.A secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a chamber for accommodating the secondary battery; A first flowmeter disposed at the inlet of the chamber and measuring the flow rate of the supply gas flowing into the chamber; And a second flow meter disposed at an outlet of the chamber and measuring a flow rate of the exhaust gas discharged from the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버에 배치된 이차전지의 과열 또는 과충전 상태를 유발하도록 구성되는 과부하수단을 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes an overload means configured to cause an overheating or an overcharge state of the secondary battery disposed in the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버 내부의 온도 및 압력을 측정하는 제1센서를 포함한다.The secondary battery gas analyzer according to an embodiment of the present invention includes a first sensor for measuring temperature and pressure inside the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스의 성분을 분석하도록 구성되는 분석수단을 한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention has an analysis means configured to analyze the components of the exhaust gas discharged from the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스를 냉각하도록 구성되는 냉각수단을 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cooling means configured to cool the exhaust gas discharged from the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스를 포집하도록 구성되는 수용부를 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes an accommodation unit configured to capture exhaust gas discharged from the chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치에서 상기 수용부는, 이차전지가 발화되기 전 상기 챔버로부터 배출되는 가스를 포집하도록 구성되는 제1수용용기; 및 이차전지가 발화된 후 상기 챔버로부터 배출되는 가스를 포집하도록 구성되는 제2수용용기;를 포함한다.In the secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the receiving unit includes a first container configured to capture gas discharged from the chamber before the secondary battery is ignited; And a second container configured to collect gas discharged from the chamber after the secondary battery is ignited.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스가 상기 제1분석챔버 또는 상기 제2분석챔버로 유동되도록 유로를 조정하는 방향전환밸브를 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a direction switching valve that adjusts a flow path so that the exhaust gas discharged from the chamber flows into the first analysis chamber or the second analysis chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 제1분석챔버로 유입되는 배출가스의 유량을 측정하도록 구성되는 제3유량계를 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a third flowmeter configured to measure the flow rate of the exhaust gas flowing into the first analysis chamber.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치는 상기 제1분석챔버로 유입되는 배출가스의 온도 및 압력을 측정하도록 구성된 제2센서를 포함한다.The secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a second sensor configured to measure the temperature and pressure of the exhaust gas flowing into the first analysis chamber.

본 발명은 이차전지의 발화상황에서 발생하는 가스량, 가스의 온도 및 조성을 정확하게 분석할 수 있다.The present invention can accurately analyze the amount of gas generated in the ignition situation of the secondary battery, the temperature and composition of the gas.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 가스 분석장치의 사용 상태도1 is a block diagram of a secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention
2 is a state diagram of the secondary battery gas analysis apparatus shown in Figure 1

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached exemplary drawings.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In the following description of the present invention, the terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and should not be understood as a meaning limiting the technical components of the present invention.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, that a component is'connected' with another component includes not only those components that are'directly connected', but also those that are'indirectly connected' with other components. Means In addition, "including" a component means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치를 설명한다.Referring to Figure 1 will be described a secondary battery gas analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.

이차전지 가스 분석장치(100)는 이차전지(200)로부터 누설되는 가스를 분석하도록 구성된다. 그러나 본 명세서에서 설명되는 분석장치(100)가 이차전지만으로 분석하도록 이용되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 분석장치는 과열 또는 과부하 상태에서 가스를 발생시키는 어떠한 제품도 분석하도록 이용되거나 또는 부분적으로 변경될 수 있다.The secondary battery gas analysis apparatus 100 is configured to analyze gas leaked from the secondary battery 200. However, the analysis device 100 described in this specification is not used to analyze only the secondary battery. For example, the analytical device described herein can be used or partially modified to analyze any product that generates gas in an overheated or overloaded condition.

이차전지 가스 분석장치(100)는 챔버(110), 제1유량계(122), 제2유량계(124)를 포함한다. 그러나 이차전지 가스 분석장치(100)의 구성이 전술된 구성들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이차전지 가스 분석장치(100), 제3유량계(126), 과부하수단(130), 센서(142, 144), 분석수단(150), 냉각수단(160), 수용부(170), 방향전환밸브(180)를 더 포함할 수 있다.The secondary battery gas analysis apparatus 100 includes a chamber 110, a first flowmeter 122, and a second flowmeter 124. However, the configuration of the secondary battery gas analysis apparatus 100 is not limited to the aforementioned configurations. For example, the secondary battery gas analysis apparatus 100, the third flow meter 126, the overload means 130, the sensors 142, 144, the analysis means 150, the cooling means 160, the receiving unit 170 , A direction switching valve 180 may be further included.

챔버(110)는 분석 대상물인 이차전지(200)를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 챔버(110)는 이차전지(200)를 내부에 수용하는 내부공간을 포함할 수 있다. 챔버(110)의 내부공간은 복수의 이차전지(200)를 수용하도록 구성될 수 있다. 부연 설명하면, 챔버(110)의 내부공간은 이차전지(200)의 병렬 또는 직렬 배치가 가능한 체적을 가질 수 있다. 일 예로, 챔버(110)의 내부공간은 20L 체적을 갖도록 설계될 수 있다. 이와 같은 제한된 체적을 갖는 챔버(110)는 측정 분해능을 10배 이상 향상시킬 수 있다.The chamber 110 is configured to receive the secondary battery 200 as an analysis object. For example, the chamber 110 may include an internal space accommodating the secondary battery 200 therein. The inner space of the chamber 110 may be configured to accommodate a plurality of secondary batteries 200. In other words, the interior space of the chamber 110 may have a volume capable of parallel or series arrangement of the secondary batteries 200. For example, the interior space of the chamber 110 may be designed to have a volume of 20L. The chamber 110 having such a limited volume can improve the measurement resolution by 10 times or more.

챔버(110)는 이차전지(200)의 수납 및 반출이 가능한 구조를 구성될 수 있다. 예를 들어, 챔버(110)는 내부공간을 선태적으로 폐쇄하는 덮개를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 덮개는 작업자가 내부공간에 배치된 이차전지(200)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 투명 또는 반투명 재질로 이루어질 수 있다. 그러나 덮개의 재질이 투명 또는 반투명 재질로 한정되는 것은 아니다.The chamber 110 may be configured to receive and carry out the secondary battery 200. For example, the chamber 110 may include a cover that selectively closes the interior space. The cover of the chamber 110 may be made of a transparent or translucent material so that an operator can visually check the state of the secondary battery 200 disposed in the interior space. However, the material of the cover is not limited to a transparent or translucent material.

챔버(110)는 상당한 열과 압력에 견딜 수 있도록 구성된다. 부연 설명하면, 챔버(110)는 열과 압력에 강한 재질로 구성될 수 있다. 일 예로, 챔버(110)는 20bar의 압력을 견디도록 설계될 수 있다.The chamber 110 is configured to withstand considerable heat and pressure. In other words, the chamber 110 may be made of a material resistant to heat and pressure. For example, the chamber 110 may be designed to withstand a pressure of 20 bar.

아울러, 챔버(110)의 내부는 산성 배출가스에 강한 내식성 재질로 구성될 수 있다.In addition, the interior of the chamber 110 may be made of a corrosion-resistant material resistant to acidic exhaust gas.

챔버(110)는 유체의 유입 및 배출이 가능하도록 구성된다. 부연 설명하면, 챔버(110)의 일 측에는 유입구가 형성되고, 타 측에는 배출구가 형성될 수 있다. 참고로, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 챔버(110)의 유입구 및 배출구에는 개폐 밸브가 배치될 수 있다.The chamber 110 is configured to allow inflow and outflow of fluid. In other words, an inlet port may be formed on one side of the chamber 110 and an outlet port may be formed on the other side. For reference, although not illustrated in FIG. 1, an on-off valve may be disposed at the inlet and outlet of the chamber 110.

제1유량계(122)는 챔버(110)로 유입되는 유체의 유량을 측정하도록 구성된다. 부연 설명하면, 제1유량계(122)는 챔버(110)의 유입구 측에 배치되어, 챔버(110)로 공급되는 비활성 기체의 유량을 측정한다. 제1유량계(122)에서 측정된 유량정보는 분석수단(150) 또는 다른 제어수단에 송출될 수 있다.The first flow meter 122 is configured to measure the flow rate of the fluid flowing into the chamber 110. To explain further, the first flow meter 122 is disposed on the inlet side of the chamber 110 to measure the flow rate of the inert gas supplied to the chamber 110. The flow rate information measured by the first flow meter 122 may be sent to the analysis means 150 or other control means.

제2유량계(124) 및 제3유량계(126)는 챔버(110)로부터 배출되는 유체의 유량을 측정하도록 구성된다. 부연 설명하면, 제2유량계(124) 및 제3유량계(126)는 챔버(110)의 배출구 측에 배치되어, 챔버(120)로부터 배출되는 혼합가스의 유량을 측정한다. 여기서, 혼합가스는 챔버(110)로 공급되는 비활성 기체와 2차전지로부터 누설되는 가스일 수 있다. 제2유량계(124) 및 제3유량계(126)에서 측정된 유량정보는 분석수단(150) 또는 다른 제어수단에 송출될 수 있다.The second flow meter 124 and the third flow meter 126 are configured to measure the flow rate of the fluid discharged from the chamber 110. Secondly, the second flowmeter 124 and the third flowmeter 126 are disposed at the outlet side of the chamber 110 to measure the flow rate of the mixed gas discharged from the chamber 120. Here, the mixed gas may be an inert gas supplied to the chamber 110 and a gas leaked from the secondary battery. The flow rate information measured by the second flow meter 124 and the third flow meter 126 may be sent to the analysis means 150 or other control means.

유량계(122, 124, 126)의 제품사양은 100L/min로 제한될 수 있으며, 유량계(122, 124, 126)와 직접적 또는 간접적으로 연결되는 배관들도 유량계(122, 124, 126)의 제품사양에 맞도록 설계될 수 있다.Product specifications of the flowmeters 122, 124, and 126 may be limited to 100 L/min, and pipes directly or indirectly connected to the flowmeters 122, 124, and 126 also have product specifications of the flowmeters 122, 124, and 126 Can be designed to fit.

유량계(122, 124, 126)는 분석 대상물인 이차전지(200)의 과부하 상태에서 배출되는 가스량을 산출하도록 이용될 수 있다. 부연 설명하면, 이차전지(200)의 배출가스 량은 제1유량계(122)와 제2유량계(124) 또는 제1유량계(122)와 제3유량계(126) 간의 계기 편차에 의해 산출될 수 있다.The flowmeters 122, 124, and 126 may be used to calculate the amount of gas discharged in an overload state of the secondary battery 200, which is an analysis object. To explain further, the discharge gas amount of the secondary battery 200 may be calculated by the deviation of the meter between the first flowmeter 122 and the second flowmeter 124 or the first flowmeter 122 and the third flowmeter 126. .

과부하수단(130)은 분석 대상물이 과부하 상태가 되도록 구성된다. 부연 설명하면, 과부하수단(130)은 챔버(110)에 형성되어 챔버(110)의 내부공간에 배치된 이차전지(200)의 과열상태 또는 이차전지(200)의 과충전 상태를 유발시킬 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위한 과부하수단(130)의 일 형태로는 가열기가 될 수 있으며, 다른 형태로는 과충전장치가 될 수 있으며, 또 다른 형태로는 가열기와 과충전장치를 모두 구비한 장치가 될 수도 있다. 한편, 과부하수단(130)의 한 형태가 과충전장치인 경우에는, 챔버(110)의 내부에 이차전지(200)와 과부하수단을 연결하는 연결단자가 더 형성될 수 있다.The overload means 130 is configured such that the analysis object is in an overload condition. To further explain, the overload means 130 may be formed in the chamber 110 to cause an overheating state of the secondary battery 200 disposed in the inner space of the chamber 110 or an overcharging state of the secondary battery 200. One form of the overload means 130 for performing this function may be a heater, another form may be an overcharge device, and another form may be a device equipped with both a heater and an overcharge device. have. Meanwhile, when one form of the overload means 130 is an overcharge device, a connection terminal connecting the secondary battery 200 and the overload means may be further formed inside the chamber 110.

센서(142, 144, 146)는 분석 대상물의 주변 온도 및 압력, 그리고 배출가스의 온도 및 압력을 측정하도록 구성된다. 부연 설명하면, 제1센서(142)는 챔버(110)에 배치되어 챔버(110) 내부의 온도 및 압력을 측정하고, 제2센서(144) 및 제3센서(146)는 챔버(110)의 배출구 측에 배치되어 챔버(110)로부터 배출되는 배출가스의 온도 및 압력을 측정할 수 있다.The sensors 142, 144, 146 are configured to measure the ambient temperature and pressure of the analyte, and the temperature and pressure of the exhaust gas. In other words, the first sensor 142 is disposed in the chamber 110 to measure the temperature and pressure inside the chamber 110, and the second sensor 144 and the third sensor 146 are located in the chamber 110. It is disposed on the outlet side to measure the temperature and pressure of the exhaust gas discharged from the chamber 110.

분석수단(150)은 챔버(110)로부터 배출되는 배출가스의 성분을 분석하도록 구성된다. 부연 설명하면, 분석수단(150)은 배출가스 중에 포함된 CO, CO2, VOC, FH, SO2, NO2 등의 조성을 분석하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 분석수단(150)의 한 형태로 GC 분석기(Gas Chromatography)가 사용될 수 있다. 그러나 분석수단(150)의 형태가 GC 분석기로 한정되는 것은 아니다.The analysis means 150 is configured to analyze the components of the exhaust gas discharged from the chamber 110. In more detail, the analysis means 150 may be configured to analyze the composition of CO, CO 2 , VOC, FH, SO 2 , NO 2, etc. contained in the exhaust gas. For this, a GC analyzer (Gas Chromatography) may be used as a form of the analysis means 150. However, the form of the analysis means 150 is not limited to the GC analyzer.

냉각수단(160)은 챔버(110)로부터 배출되는 가스의 온도를 낮추도록 구성된다. 부연 설명하면, 냉각수단(160)은 챔버(110)로부터 배출되는 고온의 가스에 의해 분석수단(150) 등의 장치가 오작동하거나 파손되는 것을 방지할 수 있도록, 배출가스의 온도를 낮출 수 있다. 참고로, 냉각수단(160)은 고온의 가스를 저온의 공기 또는 저온의 액체(물 또는 열매체)를 이용하여 냉각시키도록 구성될 수 있다.The cooling means 160 is configured to lower the temperature of the gas discharged from the chamber 110. In other words, the cooling means 160 may lower the temperature of the exhaust gas so as to prevent a malfunction or damage to the device such as the analysis means 150 by the high temperature gas discharged from the chamber 110. For reference, the cooling means 160 may be configured to cool the high-temperature gas using low-temperature air or low-temperature liquid (water or heat medium).

수용부(170)는 챔버(110)로부터 배출된 배출가스를 수용하도록 구성된다. 수용부(170)는 제1수용용기(172) 및 제2수용용기(174)를 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 제2수용용기(174)는 분석 대상물(즉, 이차전지)이 과부하 상태에 이르기 전에 배출되는 가스를 수용하도록 구성되고, 제1수용용기(172)는 분석 대상물(즉, 이차전지)이 과부하 상태에 이른 후에 배출되는 가스를 수용하도록 구성될 수 있다. 바꿔서 표현하면, 제2수용용기(174)는 저온의 배출가스를 수용할하도록 구성되고, 제1수용용기(172)는 고온의 배출가스를 수용하도록 구성될 수 있다. The receiving unit 170 is configured to receive the exhaust gas discharged from the chamber 110. The accommodation unit 170 may include a first receiving container 172 and a second receiving container 174. In other words, the second container 174 is configured to receive the gas discharged before the analyte (ie, the secondary battery) reaches an overload condition, and the first receptor 172 is the analyte (ie, the secondary battery) ) Can be configured to receive gas that is discharged after reaching an overload condition. In other words, the second receptor 174 may be configured to receive low-temperature exhaust gas, and the first receptor 172 may be configured to receive high-temperature exhaust gas.

방향전환밸브(180)는 챔버(110)로부터 배출되는 가스가 제1수용용기(172) 또는 제2수용용기(174)로 유동되도록 유로를 조정한다. 예를 들어, 방향전환밸브(180)는 유량계(122, 124, 126), 센서(142, 144), 또는 분석수단(150)에 의해 분석 대상물이 과부하 상태라고 인지되면, 챔버(110)와 제1수용용기(172)를 연결하는 유로를 개방하고, 챔버(110)와 제2수용용기(174)를 연결하는 유로를 차단할 수 있다. 이와 반대로, 방향전환밸브(180)는 유량계(122, 124, 126), 센서(142, 144), 또는 분석수단(150)에 의해 분석 대상물이 정상상태라고 인지되면, 챔버(110)와 제1수용용기(172)를 연결하는 유로를 차단하고, 챔버(110)와 제2수용용기(174)를 연결하는 유로를 개방할 수 있다. The direction switching valve 180 adjusts the flow path so that the gas discharged from the chamber 110 flows to the first container 172 or the second container 174. For example, if the direction change valve 180 is recognized by the flow meter 122, 124, 126, the sensors 142, 144, or the analysis means 150 as an overload condition, the chamber 110 and the chamber The flow path connecting the one receiving container 172 may be opened, and the flow path connecting the chamber 110 and the second receiving container 174 may be blocked. On the contrary, when the direction change valve 180 is recognized as the normal state of the analysis object by the flowmeters 122, 124, 126, sensors 142, 144, or analysis means 150, the chamber 110 and the first The flow path connecting the receiving container 172 may be blocked, and the flow path connecting the chamber 110 and the second receiving container 174 may be opened.

다음에서는 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 이차전지 가스 분석장치를 이용한 이차전지 가스 분석방법을 설명한다.Next, a method for analyzing a secondary battery gas using the secondary battery gas analyzer illustrated in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.

본 실시 예에 따른 이차전지 가스 분석장치(100)는 아래와 같은 순서로 작동될 수 있다.The secondary battery gas analyzer 100 according to the present exemplary embodiment may be operated in the following order.

1) 기준가스 공급단계1) Reference gas supply stage

본 단계는 기준가스를 챔버(110)로 공급하는 일련의 공정을 모두 포함한다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 챔버(110)의 유입구로 비활성 가스를 일정한 유속으로 공급한다. 이에 따라, 본 단계에서는 제1유량계(122)에서 측정되는 수치와 제2유량계(124) 및 제3유량계(126)에서 측정되는 수치는 동일할 수 있다.This step includes all of a series of processes for supplying the reference gas to the chamber 110. In other words, in this step, the inert gas is supplied to the inlet of the chamber 110 at a constant flow rate. Accordingly, in this step, the values measured by the first flowmeter 122 and the values measured by the second flowmeter 124 and the third flowmeter 126 may be the same.

2) 이차전지 과부하 형성단계2) Secondary battery overload formation step

본 단계는 이차전지의 과부하 상태를 유발하는 일련의 공정을 모두 포함한다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 챔버(110)의 내부를 소정의 온도까지 상승시키거나 또는 챔버(110)에 배치된 이차전지(200)의 과충전 상태를 유발한다. 이에 따라, 본 단계에서는 이차전지(200)로부터 분석용 가스가 누설되어, 기준가스와 함께 챔버(110)의 배출구로 배출될 수 있다.This step includes all of a series of processes that cause an overload condition of the secondary battery. In other words, in this step, the interior of the chamber 110 is raised to a predetermined temperature or an overcharge state of the secondary battery 200 disposed in the chamber 110 is caused. Accordingly, in this step, the analytical gas leaks from the secondary battery 200, and may be discharged together with the reference gas to the outlet of the chamber 110.

3) 냉각 단계3) Cooling step

본 단계는 챔버(110)로부터 배출되는 가스의 온도를 낮추는 일련의 공정을 모두 포함한다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 챔버(110)로부터 배출되는 고온의 혼합가스(기준가스와 분석용 가스)를 소정의 온도로 냉각시킨다. 혼합가스의 냉각은 공기 또는 유체 등을 이용하여 이루어질 수 있다.This step includes all of a series of processes to lower the temperature of the gas discharged from the chamber 110. Incidentally, in this step, the high-temperature mixed gas discharged from the chamber 110 (reference gas and analysis gas) is cooled to a predetermined temperature. Cooling of the mixed gas may be performed using air or a fluid.

4) 분석 단계4) Analysis phase

본 단계는 혼합가스의 성분을 분석하는 일련의 공정을 모두 포함한다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 챔버(110)로부터 배출되는 혼합가스를 실시간으로 수집하여 혼합가스 중에 포함된 CO, CO2, VOC, FH, SO2, NO2 등의 조성을 분석한다. 여기서, 혼합가스의 분석은 GC 분석기를 이용할 수 있다.This step includes a series of processes that analyze the components of the mixed gas. In more detail, in this step, the mixed gas discharged from the chamber 110 is collected in real time to analyze the composition of CO, CO 2 , VOC, FH, SO 2 and NO 2 contained in the mixed gas. Here, a GC analyzer may be used to analyze the mixed gas.

혼합가스의 분석 시점은 유량계(122, 124)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1유량계(122)와 제2유량계(124)의 측정 수치가 현저하게 상이해지면, 해당 시점부터 이차전지로부터 가스가 누설되는 것으로 인지하고 혼합가스의 분석을 시작할 수 있다.The analysis time of the mixed gas may be determined by the flowmeters 122 and 124. For example, if the measured values of the first flowmeter 122 and the second flowmeter 124 differ significantly, it can be recognized that gas is leaking from the secondary battery from that point in time and analysis of the mixed gas can be started.

5) 가스 포집 단계5) Gas capture step

본 단계는 챔버(110)로부터 배출되는 혼합가스를 포집하는 일련의 공정을 모두 포함한다. 부연 설명하면, 본 단계는 기준가스를 포집하는 제1공정 및 분석용 가스를 포함하는 가스를 포집하는 제2공정을 포함한다. 여기서, 제1공정 및 제2공정의 전환은 방향전환밸브(180)를 통해 선택적으로 이루어질 수 있다.This step includes all of a series of processes for collecting the mixed gas discharged from the chamber 110. In other words, this step includes a first process for collecting a reference gas and a second process for collecting a gas containing an analytical gas. Here, the first process and the second process can be selectively switched through the direction switching valve 180.

위와 같이 구성된 이차전지 가스 분석장치 및 분석방법은 개방형 챔버(110)에서 다수의 유량계(122, 124, 126)를 통해 분석대상물인 이차전지에서 발생하는 가스량을 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 분석대상물인 이차전지에서 발생하는 가스를 신속하게 분석할 수 있으므로, 이차전지의 가스 분석신뢰성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.The secondary battery gas analysis apparatus and analysis method configured as above can not only quickly measure the amount of gas generated in the secondary battery as an analysis object through a plurality of flowmeters 122, 124, and 126 in the open chamber 110, but also analyze Since the gas generated from the target secondary battery can be quickly analyzed, the reliability and accuracy of gas analysis of the secondary battery can be improved.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.The present invention is not limited only to the embodiments described above, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be any number within the scope of the technical spirit of the present invention as set forth in the claims below. It can be implemented by various changes. For example, various features described in the above-described embodiments can be applied in combination with other embodiments, unless the opposite description is explicitly described.

100 이차전지 가스 분석장치
110 챔버
122 제1유량계
124 제2유량계
126 제3유량계
130 과부하수단
142 제1센서
144 제2센서
146 제3센서
150 분석수단
160 냉각수단
170 수용부
172 제1수용용기
174 제2수용용기
180 방향전환밸브100 secondary battery gas analyzer
110 chamber
122 1st flow meter
124 Second flow meter
126 Third flow meter
130 Overload means
142 1st sensor
144 Second sensor
146 Third sensor
150 analysis means
160 cooling means
170 accommodation
172 First container
174 Second container
180 directional valve

Claims (10)

이차전지를 수용하는 챔버;
상기 챔버의 유입구에 배치되고, 상기 챔버로 유입되는 공급가스의 유량을 측정하는 제1유량계; 및
상기 챔버의 배출구에 배치되고, 상기 챔버로부터 배출되는 배출가스의 유량을 측정하는 제2유량계;
를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.A chamber accommodating the secondary battery;
A first flowmeter disposed at the inlet of the chamber and measuring the flow rate of the supply gas flowing into the chamber; And
A second flowmeter disposed at an outlet of the chamber and measuring a flow rate of the exhaust gas discharged from the chamber;
Secondary battery gas analysis device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 챔버에 배치된 이차전지의 과열 또는 과충전 상태를 유발하도록 구성되는 과부하수단을 포함하는 이차전지 가스 분석장치.According to claim 1,
Secondary battery gas analysis apparatus comprising an overload means configured to cause an overheating or overcharge state of the secondary battery disposed in the chamber. 제1항에 있어서,
상기 챔버 내부의 온도 및 압력을 측정하는 제1센서를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.According to claim 1,
Secondary battery gas analysis apparatus including a first sensor for measuring the temperature and pressure inside the chamber. 제1항에 있어서,
상기 챔버로부터 배출되는 배출가스의 성분을 분석하도록 구성되는 분석수단을 더 포함하는 이차전지 가스 분석장치.According to claim 1,
Secondary battery gas analysis apparatus further comprises an analysis means configured to analyze the components of the exhaust gas discharged from the chamber. 제1항에 있어서,
상기 챔버로부터 배출되는 배출가스를 냉각하도록 구성되는 냉각수단을 포함하는 이차전지 가스 분석장치.According to claim 1,
Secondary battery gas analysis apparatus comprising a cooling means configured to cool the exhaust gas discharged from the chamber. 제1항에 있어서,
상기 챔버로부터 배출되는 배출가스를 포집하도록 구성되는 수용부를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.According to claim 1,
Secondary battery gas analysis apparatus including a receiving portion configured to collect the exhaust gas discharged from the chamber. 제6항에 있어서,
상기 수용부는,
이차전지가 발화되기 전 상기 챔버로부터 배출되는 가스를 포집하도록 구성되는 제1수용용기; 및
이차전지가 발화된 후 상기 챔버로부터 배출되는 가스를 포집하도록 구성되는 제2수용용기;
를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.The method of claim 6,
The receiving portion,
A first container configured to collect gas discharged from the chamber before the secondary battery is ignited; And
A second container configured to collect gas discharged from the chamber after the secondary battery is ignited;
Secondary battery gas analysis device comprising a. 제7항에 있어서,
상기 챔버로부터 배출되는 배출가스가 상기 제1분석챔버 또는 상기 제2분석챔버로 유동되도록 유로를 조정하는 방향전환밸브를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.The method of claim 7,
Secondary battery gas analysis apparatus including a direction switching valve for adjusting the flow path so that the exhaust gas discharged from the chamber to the first analysis chamber or the second analysis chamber. 제7항에 있어서,
상기 제1분석챔버로 유입되는 배출가스의 유량을 측정하도록 구성되는 제3유량계를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.The method of claim 7,
Secondary battery gas analysis apparatus including a third flow meter configured to measure the flow rate of the exhaust gas flowing into the first analysis chamber. 제7항에 있어서,
상기 제1분석챔버로 유입되는 배출가스의 온도 및 압력을 측정하도록 구성된 제2센서를 포함하는 이차전지 가스 분석장치.
The method of claim 7,
A secondary battery gas analysis device comprising a second sensor configured to measure the temperature and pressure of the exhaust gas flowing into the first analysis chamber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045589A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery system and battery module evaluation method capable of detecting damaged battery cell
WO2022235027A1 (en) * 2021-05-06 2022-11-10 주식회사 엘지화학 High-temperature-gas collection apparatus and method
WO2023080444A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Gas analysis device
WO2024106813A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-23 (주)에스씨에스 Battery cell test system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120050667A (en) 2010-11-11 2012-05-21 주식회사 엘지화학 Apparatus for real time analyzing inner gas in secondary electric cell
KR101359333B1 (en) * 2012-08-31 2014-02-12 한국전기연구원 Multi-electrode cell test apparatus
KR20160066909A (en) 2014-12-03 2016-06-13 주식회사 엘지화학 Apparatus for analyzing venting gas in secondary electric cell and method of analyzing the venting gas
KR20160144217A (en) * 2015-06-08 2016-12-16 주식회사 엘지화학 Apparatus for collecting inner gas in secondary electric cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120050667A (en) 2010-11-11 2012-05-21 주식회사 엘지화학 Apparatus for real time analyzing inner gas in secondary electric cell
KR101359333B1 (en) * 2012-08-31 2014-02-12 한국전기연구원 Multi-electrode cell test apparatus
KR20160066909A (en) 2014-12-03 2016-06-13 주식회사 엘지화학 Apparatus for analyzing venting gas in secondary electric cell and method of analyzing the venting gas
KR20160144217A (en) * 2015-06-08 2016-12-16 주식회사 엘지화학 Apparatus for collecting inner gas in secondary electric cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022045589A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery system and battery module evaluation method capable of detecting damaged battery cell
WO2022235027A1 (en) * 2021-05-06 2022-11-10 주식회사 엘지화학 High-temperature-gas collection apparatus and method
WO2023080444A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Gas analysis device
WO2024106813A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-23 (주)에스씨에스 Battery cell test system

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