KR20210059527A - 전극전위 측정 장치 - Google Patents

전극전위 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210059527A
KR20210059527A KR1020190147068A KR20190147068A KR20210059527A KR 20210059527 A KR20210059527 A KR 20210059527A KR 1020190147068 A KR1020190147068 A KR 1020190147068A KR 20190147068 A KR20190147068 A KR 20190147068A KR 20210059527 A KR20210059527 A KR 20210059527A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
secondary battery
case
electrode terminal
cylindrical secondary
Prior art date
Application number
KR1020190147068A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102678942B1 (ko
Inventor
지상구
이하나
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020190147068A priority Critical patent/KR102678942B1/ko
Priority claimed from KR1020190147068A external-priority patent/KR102678942B1/ko
Priority to CN202080073295.9A priority patent/CN114631020B/zh
Priority to EP20886926.3A priority patent/EP4030527B1/en
Priority to US17/770,218 priority patent/US11965934B2/en
Priority to PCT/KR2020/015368 priority patent/WO2021096157A1/ko
Publication of KR20210059527A publication Critical patent/KR20210059527A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102678942B1 publication Critical patent/KR102678942B1/ko

Links

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
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/4161—Systems measuring the voltage and using a constant current supply, e.g. chronopotentiometry
    • 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
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • 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]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • 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
    • 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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • 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
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전극전위 측정 장치는 비딩부가 분리된 원통형 이차전지가 삽입되는 삽입부가 일면에 형성된 본체부; 상기 본체부의 상기 일면을 덮는 덮개부; 상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제1 전극과 연결되는 작업전극 단자; 및 상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제2 전극과 연결되는 상대전극 단자를 포함하고, 상기 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 캡 어셈블리가 삽입되는 제1 삽입부, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 제2 삽입부 및 상기 원통형 이차전지의 제1 전극 탭이 삽입되는 제3 삽입부를 포함하며, 상기 제2 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 케이스 삽입부 및 상기 케이스 삽입부로부터 상기 원통형 이차전지의 케이스의 개방 방향으로 연장되어 전해액을 주입할 수 있는 주입부를 포함하고, 상기 주입부에 기준전극 단자가 연결된다.

Description

전극전위 측정 장치{DEVICE MEASURING ELECTRODE POTENTIAL}
본 발명은 전극전위 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기준전극(reference electrode) 작업전극(working electrode) 및 상대전극(counter electrode)으로 구성된 3 전극계 전극전위 측정 장치에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위 셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
도 1에는 원통형 이차전지(10)의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 1을 참고하면, 원통형 이차전지(10)는 권취형 구조의 전극조립체(20)를 원통형의 케이스(30)에 수납하고, 케이스(30) 내에 전해액을 주입한 후에, 케이스(30)의 개방 상단에 전극 단자가 형성되어 있는 캡 어셈블리(40)를 결합하여 제작한다.
또한, 케이스(30)에는, 캡 어셈블리(40)의 안정적인 결합 및 전극조립체(20)의 유동 방지를 위해 중심 방향으로 만입된 비딩부(31)가 형성될 수 있다.
전극조립체(20)가 케이스(30)에 탑재되는 경우, 제1 전극 탭(51)과 제2 전극 탭(61)은 서로 대향하는 방향으로 돌출된다. 나아가, 제1 전극 탭(51)은 케이스(30)의 개방된 일면 방향으로 돌출된 상태에서, 케이스(30)의 개방된 일면에 결합되는 캡 어셈블리(40)에 연결되며, 이에 따라, 캡 어셈블리(40)의 일면이 제1 전극(50)으로 작용한다.
제2 전극 탭(61)은 케이스(30)의 개방된 일면에 대향하는 하면 방향으로 돌출되어 케이스(30)의 내면에 결합되며, 이에 따라, 케이스(30) 하부면이 제2 전극(60)으로 작용한다.
제1 전극(50)과 제2 전극(60)은 각각 양극 및 음극일 수 있다.
새롭게 개발, 제조된 전지셀의 성능 확인 등을 위해서는 전지셀의 전극전위(electrode potential)를 측정하는 과정을 거치게 된다.
전극전위의 측정에는 기준전극(reference electrode), 작업전극(working electrode) 및 상대전극(counter electrode)으로 구성된 3 전극계 전극전위 측정방법이 주로 사용되고 있다.
기준전극은 전지를 구성하고 있는 전극이나 전기분해가 일어나고 있는 전극의 전위를 측정하기 위하여 당해 전극과 조합하여 전극전위 측정용 전지회로를 만드는데 사용하는 전극으로서, 전극전위의 상대값을 측정할 때 전위의 기준이 된다.
도 2는 전극전위 측정을 위해 도 1의 이차전지에 대해 비딩부를 절단한 후를 나타낸 모식도이다.
도 2를 참고하면, 전극전위 측정을 위해 도 1의 이차전지(10)의 비딩부(31)를 절단한다. 즉, 분리된 원통형 이차전지(10a)는 하부가 개방된 캡 어셈블리(40a)와 상부가 개방된 케이스(30a)로 구성되며, 제1 전극 탭(51)은 절단되지 않은 채 유지된다.
도 3은 종래의 전극전위 측정 방법을 개략적으로 나타낸 모식도로서, 구체적으로 도 2의 원통형 이차전지(10a)를 이용한 종래의 전극전위 측정 방법을 나타낸다.
도 3을 참고하면, 분리된 원통형 이차전지(10a)는 전해액(71)에 담긴 상태로 트레이(70)에 밀폐되며, 분리된 원통형 이차전지(10a)의 제1 전극(50) 및 제2 전극(60)에는 각각 전극전위 측정을 위한 작업전극 단자(52) 및 상대전극 단자(62)가 연결된다.
이러한 작업전극 단자(52) 및 상대전극 단자(62)가 기준전극 단자(72)와 함께 측정부(73)에 연결되어, 원통형 이차전지(10a)의 전극전위를 측정한다.
다만, 이러한 종래의 전극전위 측정 방법의 경우, 동일한 원통형 이차전지(10a)라 하더라도, 측정자의 측정 절차나 방법 등에 의해 데이터 값이 달라질 수 있다. 특히, 종래 방법은 전해액 투입량을 면밀하게 조절하기 힘들고, 전해액을 과다 투입할 경우, 측정되는 데이터 값에 편차가 크게 발생할 수 있다.
또한, 전해액에 원통형 이차전지(10a)를 담그는 형태이므로, 필요 이상의 전해액이 과다하게 사용되는 문제가 있다.
이에, 3 전극계 전극전위 측정을 위한 종래의 방법은 많은 문제점을 가지고 있으므로, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명의 실시예들은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 일관성 있는 데이터 측정이 가능하고, 전해액 사용량을 최소화할 수 있는 전극전위 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극전위 측정 장치는 비딩부가 분리된 원통형 이차전지가 삽입되는 삽입부가 일면에 형성된 본체부; 상기 본체부의 상기 일면을 덮는 덮개부; 상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제1 전극과 연결되는 작업전극 단자; 및 상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제2 전극과 연결되는 상대전극 단자를 포함하고, 상기 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 캡 어셈블리가 삽입되는 제1 삽입부, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 제2 삽입부 및 상기 원통형 이차전지의 제1 전극 탭이 삽입되는 제3 삽입부를 포함하며, 상기 제2 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 케이스 삽입부 및 상기 케이스 삽입부로부터 상기 원통형 이차전지의 케이스의 개방 방향으로 연장되어 전해액을 주입할 수 있는 주입부를 포함하고, 상기 주입부에 기준전극 단자가 연결된다.
상기 작업전극 단자는 상기 제1 삽입부가 형성하는 공간을 향해 돌출된 작업전극 단자 스프링부를 포함할 수 있다.
상기 상대전극 단자는 상기 제2 삽입부가 형성하는 공간을 향해 돌출된 상대전극 단자 스프링부를 포함할 수 있다.
상기 제1 삽입부 및 상기 제2 삽입부는 반원을 이루는 형상으로 만입된 내면을 포함할 수 있다.
상기 제3 삽입부는 슬릿 형태일 수 있다.
상기 본체부는 상기 일면의 테두리의 적어도 일부에 형성된 밀봉부재를 포함할 수 있다.
상기 케이스 삽입부의 세로 길이가 상기 주입부의 세로 길이보다 길 수 있다.
상기 원통형 이차전지의 케이스의 지름 길이는, 상기 케이스 삽입부의 세로 길이보다 짧고, 상기 주입부의 세로 길이보다 길 수 있다.
상기 케이스 삽입부와 상기 주입부 사이에 단차부가 형성되며, 상기 본체부의 상기 제2 삽입부는 상기 단차부에 위치한 제1 패킹부를 포함할 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 본체부의 상기 제1 삽입부와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제4 삽입부, 상기 본체부의 상기 케이스 삽입부와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제5 삽입부 및 상기 본체부의 주입부와 대응하는 위치에서 만입된 관측부를 포함할 수 있다.
상기 관측부는, 투명 재질을 포함하는 투명부를 포함하고, 상기 투명부는 상기 주입부와 평면상에서 서로 대응하도록 위치할 수 있다.
상기 투명부는 개폐가 가능한 구조를 포함하할 수 있다.
상기 덮개부는 상기 제4 삽입부와 상기 관측부 사이에 위치한 제2 패킹부를 포함하고, 상기 제2 패킹부는 상기 제3 삽입부에 삽입될 수 있도록 상기 본체부 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제5 삽입부는, 상기 관측부 방향의 단부에 형성된 제3 패킹부를 포함하고, 상기 제3 패킹부는 상기 제5 삽입부의 상기 단부의 모서리를 감쌀 수 있다.
상기 기준전극 단자는 본체부에 고정된 채, 일단이 상기 주입부에 연결되고 타단이 외부로 연장될 수 있다.
상기 본체부에 상기 주입부와 연결되는 홈이 형성되고, 상기 기준전극 단자가 상기 홈에 장착될 수 있다.
상기 덮개부는, 상기 기준전극 단자가 장착된 상기 홈에 삽입되는 제4 패킹부를 포함할 수 있다.
상기 주입부는 상기 제1 전극 탭과 상기 기준전극 단자의 사이를 향해 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 본체부는, 상기 전해액에 대한 반응성이 없는 소재로써, 테플론 및 고밀도 폴리에틸렌 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 본체부와 상기 덮개부를 서로 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 이차전지가 삽입부에 삽입된 상태에서 전위측정이 이루어져 일관된 데이터 측정이 가능하다.
또한, 주입부를 통해 일정한 양의 전해액 투입이 가능하고, 또 전해액 사용량을 현격하게 줄일 수 있다.
도 1에는 원통형 이차전지의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 전극전위 측정을 위해 도 1의 원통형 이차전지에 대해 비딩부를 절단한 후를 나타낸 모식도이다.
도 3은 종래의 전극전위 측정 방법을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극전위 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 본체부를 위에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 덮개부의 하면이 위를 바라보도록 뒤집은 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 5의 작업전극 단자를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 2의 원통형 이차전지가 도 5의 본체부에 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 제1 패킹부를 포함하는 본체부에 대한 사시도이다.
도 10은 제2 패킹부 및 제3 패킹부를 포함하는 덮개부에 대한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 변형된 실시예로써, 탈착 가능한 기준전극 단자를 설명하기 위한 본체부와 덮개부의 부분 사시도이다.
도 12는 돌출부를 구비한 전극전위 측정 장치를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극전위 측정 장치(100)의 개략적인 사시도이다.
도 4을 참고하면, 본 실시예에 따른 전극전위 측정 장치(100)는, 비딩부가 분리된 원통형 이차전지가 삽입되는 삽입부(400)가 일면에 형성된 본체부(200), 본체부(200)의 상기 일면을 덮는 덮개부(300), 본체부(200)에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제1 전극과 연결되는 작업전극 단자(500) 및 본체부(200)에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제2 전극과 연결되는 상대전극 단자(600)를 포함한다.
도 2와 함께 참고하면, 도 2의 분리된 원통형 이차전지(10a)가 삽입부(400)에 삽입될 수 있는데, 원통형 이차전지(10a)의 제1 전극(50)이 작업전극 단자(500)와 접촉되어 연결될 수 있고, 원통형 이차전지(10a)의 제2 전극(60)이 상대전극 단자(600)와 접촉되어 연결될 수 있다. 이에 대해선 도 5, 도 7 및 도 8에서 다시 자세히 설명하도록 한다.
삽입부(400)는 캡 어셈블리(40a)가 삽입되는 제1 삽입부(410), 케이스(30a)가 삽입되는 제2 삽입부(420) 및 제1 전극 탭(51)이 삽입되는 제3 삽입부(430)를 포함한다. 제3 삽입부(430)는 제1 삽입부(410)와 제2 삽입부(420)를 연결한다.
도 5는 도 4의 본체부(200)를 평면상, 즉 위에서 바라본 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 제2 삽입부(420)는 도 2의 케이스(30a)가 삽입되는 케이스 삽입부(421) 및 케이스 삽입부(421)로부터 케이스(30a)의 개방 방향으로 연장되어 전해액을 주입할 수 있는 주입부(422)를 포함한다.
이러한 주입부(422)에는 기준전극 단자(700)가 연결된다. 기준전극 단자(700)는, 형태의 제한은 없으나, 사각형의 리튬 금속판(710)에 기준전극 탭(720)을 삽입한 후에 리튬 금속판(710)과 기준전극 탭(720)이 고정될 수 있도록 강하게 압착하여 형성될 수 있다.
이러한 기준전극 단자(700)는 본체부(200)에 고정된 채 일단이 주입부(422)에 연결되고 타단이 외부로 연장될 수 있으며, 보다 상세하게는, 기준전극 탭(720)이 본체부(200)에 고정되어 외부로 연장되고, 리튬 금속판(710)이 주입부(422)가 형성하는 공간에 위치할 수 있다.
기준전극 탭(720)이 본체부(200)에 고정되더라도 리튬 금속판(710)은 리튬의 무른 성질로 인해 기준전극 탭(720)으로부터 떼어내기 쉽기 때문에 리튬 금속판(710)의 교체가 가능하다.
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 기준전극 탭(720)이 본체부(200)에 고정된 부분에 전해액의 누출 방지를 위한 고무 패킹이 마련될 수 있다.
제1 삽입부(410)와 제2 삽입부(420)는 각각 반원을 이루는 형상으로 만입된 내면을 포함할 수 있다. 즉, 제1 삽입부(410)는 제1 삽입부(410)에 삽입되는 캡 어셈블리(40a)의 원통형 형상에 대응하도록 형성된 내면을 포함하고, 제2 삽입부(420)는 제2 삽입부(420)에 삽입되는 케이스(30a)의 원통형 형상에 대응하도록 형성된 내면을 포함할 수 있다.
이에 따라, 캡 어셈블리(40a) 및 케이스(30a)가 본체부(200)에 안착되고 고정될 수 있다.
다만, 제2 삽입부(420)에 있어서, 케이스 삽입부(421)의 세로 길이(A)가 주입부(422)의 세로 길이(B)보다 긴 것이 바람직하다. 다시 말해서, 케이스 삽입부(421)의 반원 내면이 갖는 가상의 반지름이 주입부(422)의 반원 내면이 갖는 가상의 반지름보다 큰 것이 바람직하다. 케이스 삽입부(421)에 삽입되는 케이스(30a)가 주입부(422)가 위치한 방향으로 밀려나 이탈되는 것을 방지하기 위함이다. 이는 아래 도 8에서 다시 설명하도록 한다.
따라서, 삽입되는 케이스(30a)의 지름 길이는, 케이스 삽입부(421)의 세로 길이(A)보다는 짧고, 주입부(422)의 세로 길이(B)보다 긴 것이 바람직하다.
한편, 제3 삽입부(430)는 원통형 이차전지(10a)의 제1 전극 탭(51)이 삽입될 수 있도록, 슬릿 형태일 수 있다. 아울러, 이러한 제3 삽입부(430)의 슬릿 깊이는, 제1 전극 탭(51)의 위치 및 두께를 고려했을 때, 제1 삽입부(410)나 제2 삽입부(420)보다 깊지 않을 수 있다.
도 6은 도 4의 덮개부(300)의 하면이 위를 바라보도록 뒤집은 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6을 도 4와 함께 참고하면, 덮개부(300)는 본체부(200)의 제1 삽입부(410)와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제4 삽입부(340) 및 본체부(200)의 케이스 삽입부(421)와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제5 삽입부(350)를 포함할 수 있다. 제4 삽입부(340) 및 제5 삽입부(350)는 덮개부(300)의 하면 즉, 본체부(200)와 대면하는 면에 형성된다.
이에 따라, 덮개부(300)가 원통형 이차전지가 위치한 본체부(200)를 덮었을 때, 원통형 이차전지의 캡 어셈블리(40a)는 제1 삽입부(410)와 제4 삽입부(340)의 내면에 의해 감싸질 수 있고, 원통형 이차전지의 케이스(30a)는 케이스 삽입부(421)와 제5 삽입부(350)의 내면에 의해 감싸질 수 있다.
한편, 덮개부(300)는 본체부(200)의 주입부(422)와 대응하는 위치에서 만입된 관측부(330)를 포함할 수 있고, 관측부(330)에는 투명부(310)가 형성될 수 있다. 투명부(310)에 대해서는 아래에서 다시 설명하도록 한다.
도 7은 도 5의 작업전극 단자(500)를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 7을 함께 참고하면, 작업전극 단자(500)는, 제1 삽입부(410)가 형성하는 공간을 향해 돌출된 작업전극 단자 스프링부(510) 및 외부의 전류선과의 연결을 위한 외부 단자부(520)를 포함할 수 있다. 작업전극 단자 스프링부(510) 및 외부 단자부(520)를 비롯한 작업전극 단자(500)는 도전성 물체를 포함하는 것이 바람직하다.
작업전극 단자(500)는 원통형 이차전지(10a)의 제1 전극(50)의 전압을 측정하기 위한 것으로, 작업전극 단자 스프링부(510)가 제1 전극(50)과 밀착하여 접촉할 수 있다.
작업전극 단자(500)가 제1 전극(50)과 면밀하게 접촉되지 않으면, 접촉 저항이 증가하여 일관된 데이터 측정에 어려움이 있을 수 있으나, 본 실시예는 작업전극 단자 스프링부(510)를 통해 이러한 문제를 해결할 수 있다.
또한, 도 3의 종래의 전극전위 측정 방법의 경우, 측정할 때마다 매번 제1 전극(50)과 작업전극 단자(52)를 저항 용접 등을 통해 용접해야 하는 번거로움이 있다. 이와 달리, 본 실시예는 제1 삽입부(410)에 캡 어셈블리(40a)를 삽입하는 것만으로, 작업전극 단자 스프링부(510)에 의해 제1 전극(50)과 작업전극 단자(500)의 전기적 연결이 가능하다는 편리함이 있다.
또한, 작업전극 단자 스프링부(510)는 그 탄성력을 이용해 캡 어셈블리(40a)를 제1 삽입부(410)에 고정시키는 역할도 담당할 수 있다.
한편, 상대전극 단자(600)는 제2 삽입부(420)가 형성하는 공간을 향해 돌출된 상대전극 단자 스프링부(610) 및 외부의 전류선과의 연결을 위한 외부 단자부(620)를 포함할 수 있다. 상대전극 단자 스프링부(610) 및 외부 단자부(620)를 비롯한 상대전극 단자(600)는 도전성 물체를 포함하는 것이 바람직하다.
상대전극 단자(600)는 원통형 이차전지(10a)의 제2 전극(60)의 전압을 측정하기 위한 것으로, 상대전극 단자 스프링부(610)가 제2 전극(60)과 밀착하여 접촉할 수 있다.
작업전극 단자(500)에 대한 앞선 설명과 마찬가지로, 상대전극 단자 스프링부(610)를 통해, 용접과 같은 번거로운 공정 없이 상대전극 단자(600)가 제2 전극(60)과 면밀하게 접촉될 수 있다. 또한, 케이스(30a)가 상대전극 단자 스프링부(610)의 탄성력에 의해 케이스 삽입부(421)에 고정될 수 있다.
도 8은 도 2의 원통형 이차전지(10a)가 도 5의 본체부(200)에 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8을 참고하면, 캡 어셈블리(40a)는 제1 전극(50)이 작업전극 단자 스프링부(510)와 접촉한 상태로, 제1 삽입부(410)에 삽입되어 있다. 앞서 설명한대로, 작업전극 단자 스프링부(510)의 탄성력에 의해 캡 어셈블리(40a)가 제1 삽입부(410) 내에서 고정될 수 있다.
케이스(30a)는 제2 전극(60)이 상대전극 단자 스프링부(610)와 접촉한 상태로, 케이스 삽입부(421)에 삽입되어 있다. 앞서 설명한대로, 상대전극 단자 스프링부(610)의 탄성력에 의해 케이스(30a)가 케이스 삽입부(421) 내에서 고정될 수 있고, 케이스 삽입부(421)와 주입부(422)의 세로 길이 차이에 의해 케이스(30a)가 주입부(422)가 위치한 방향으로 밀려나지 않는다.
주입부(422)에는 전해액(900)이 주입되며, 주입된 전해액(900)에 기준전극 단자(700)와 제1 전극 탭(51)을 담근다. 또한, 케이스 삽입부(421)에 삽입된 케이스(30a)는 비딩부 절단으로 인해 주입부(422)가 위치한 방향으로 개방되어 있으므로, 주입된 전해액(900)이 자연스럽게 케이스(30a)의 개방된 부분으로 흘러 들어가게 된다.
나아가 주입부(422)의 내면은, 전해액이 케이스 삽입부(421)에 삽입된 케이스(30a)를 향해 자연스럽게 흘러갈 수 있도록, 케이스 삽입부(421) 방향으로 갈수록 하향하는 경사가 형성될 수 있다.
이러한 상태에서, 작업전극 단자(500), 상대전극 단자(600) 및 기준전극 단자(700)로부터의 전압을 각각 측정하여, 원통형 이차전지(10a)의 전극전위(electrode potential)을 측정할 수 있다.
도 3에 나타난 종래 전극전위 측정 방법과 달리, 본 실시예에서는 주입부(422)를 통해 주입되는 전해액(900)의 양을 일정하게 조절할 수 있으므로, 측정자가 달라져도 일관된 측정 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 양 스프링부(510, 610)의 탄성력을 이용하여, 작업전극 단자(500)와 상대전극 단자(600)를 각각 제1 전극(50)과 제2 전극(60)에 접촉시키는 것이므로, 일관된 데이터 값을 얻는데 도움이 된다.
또한, 측정 완료된 원통형 전지를 꺼내고 다음 원통형 전지를 삽입함으로써, 해당 규격에 맞는 복수의 원통형 이차전지에 대해 간편하게 반복 측정이 가능하다. 이는 공정상 간편함 외에도, 종래와 같이 매번 3 전극계 전극전위 측정 시스템을 형성하는 방법보다 해당 규격의 원통형 이차전지들에 대해 일관된 데이터를 형성하는데 보다 유리한 장점이 있다.
또한, 종래와 비교하여, 주입되는 전해액(900)의 양을 현저하게 줄일 수 있어, 원료의 낭비를 막고 부품의 부식 가능성도 줄일 수 있다.
또한, 전극전위 측정 과정에서 캡 어셈블리(40a)의 단부와 케이스(30a)의 단부가 접촉되는 경우에는, 내부 단락에 발생할 수 있으며, 이로 인해, 전극조립체(20)의 화학적 물성 내지 성능이 변화할 수 있어, 정확한 전극전위의 측정이 불가능하다. 도 3의 종래 전극전위 측정 방법은 이러한 위험성이 내재되어 있으나, 본 실시예에서는 캡 어셈블리(40a)와 케이스(30a)가 각각 제1 삽입부(410)와 제2 삽입부(420)에 삽입되므로, 이러한 내부 단락 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 4를 다시 참고하면, 본체부(200)는, 삽입부(400)가 형성된 일면의 테두리의 적어도 일부에 형성된 밀봉부재(800)를 포함할 수 있다.
이러한 밀봉부재(800)는, 덮개부(300)가 본체부(200)의 상기 일면을 덮을 때, 덮개부(300)가 본체부(200) 사이에서의 밀봉성을 위한 부재이며, 특별한 제한은 없으나 합성 고무 및 실리콘계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 도 4와 도 6을 함께 참고하면, 덮개부(300)의 관측부(330)는, 투명 재질을 포함하는 투명부(310)를 포함할 수 있고, 이러한 투명부(310)는 본체부(200)의 주입부(422)와 평면상에서 서로 대응하도록 위치할 수 있다. 투명부(310)는 주입부(422)를 통해 원통형 이차전지 내부에 전해액을 주입할 때 기준 전극 단자(700)이 전해액에 완전이 잠겼는지 여부를 육안으로 확인하기 위해 배치된 구성이다.
또한, 이러한 투명부(310)는, 일측에서 덮개부(300)와 힌지 결합된 힌지부(312) 및 상기 일측에 대향하는 타측에 배치된 손잡이(311)를 포함하여, 개폐가 가능한 구조로 마련될 수 있다.
이에 따라 덮개부(300)가 본체부(200)에 고정된 상태에서 투명부(310)를 개방한 후 개방된 투명부(310)를 통해 주입부(422)에 전해액을 주입할 수 있다. 즉, 본 실시예에서의 투명부(310)는 관측창으로써의 기능뿐만 아니라 전해액 주입구로서의 기능도 함께 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예서의 전극전위 측정 장치(100)는 본체부(200)와 덮개부(300)를 서로 고정시키는 고정부(320)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 것처럼, 복수의 고정부(320)가 덮개부(300)의 양 측면에 위치하고, 각각의 고정부(320)와 대응하도록 복수의 돌기부(320a)가 본체부(200)의 양 측면에 마련될 수 있다.
돌기부(320a)가 고정부(320)의 관통구(320b)에 삽입됨으로써, 본체부(200)와 덮개부(300) 간의 고정이 이루어질 수 있다.
도 4에서의 고정부(320)는 본체부(200)와 덮개부(300)를 서로 고정시키기 위한 하나의 예시이며, 고정이 가능하다면 구체적 형상이나 개수는 자유롭게 변형이 가능하다.
한편, 삽입부(400)의 내면을 비롯한 본체부(200)는 전해액에 대한 반응성이 없는 소재를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 전해액이 직접 주입되는 주입부(422)의 내면이 전해액에 대한 반응성이 없는 소재를 포함하는 것이 바람직하다. 본체부(200)를 구성하는 소재가 전해액과 반응하여, 전극전위 측정에 영향을 주는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 소재는 테플론(Teflon), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE)과 같은 내화학성 고분자 플리스틱 소재를 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
도 9는, 본 발명의 변형된 실시예를 설명하기 위한 것으로, 제1 패킹부(424)를 포함하는 본체부(200a)에 대한 사시도이다.
도 9를 참고하면, 본체부(200a)는 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 케이스 삽입부(421) 및 전해액이 주입되는 주입부(422)를 포함한다. 케이스가 주입부(422)가 위치한 방향으로 밀려나지 않도록 케이스 삽입부(421)와 주입부(422)의 세로 길이 차이를 형성한 것은 도 5 및 도 8에서 설명한 내용과 동일하다.
즉, 케이스가 주입부(422)가 위치한 방향으로 밀려나지 않도록 케이스 삽입부(421)와 주입부(422) 사이에 단차부(423)가 형성될 수 있다.
이때, 주입부(422)로 주입된 전해액은 케이스의 개방된 부분으로 흘러 들어가는 것이 바람직하나, 케이스와 케이스 삽입부(421)의 내면 사이 공간으로 흘러 가는 것은 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 본체부(200a)의 제2 삽입부(420)는 단차부(423)에 위치한 제1 패킹부(424)를 포함하여, 주입부(422)로 주입된 전해액이 케이스와 케이스 삽입부(421)의 내면 사이 공간으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다. 제1 패킹부(424)는 고무 등의 소재를 포함하는 것이 바람직하다.
도 10은, 본 발명의 변형된 실시예를 설명하기 위한 것으로, 제2 패킹부(360) 및 제3 패킹부(370)를 포함하는 덮개부(300a)에 대한 사시도이다.
도 10을 참고하면, 덮개부(300a)가 제4 삽입부(340), 제5 삽입부(350) 및 관측부(330)를 포함하는 것은 도 6에서 설명한 내용과 동일하다.
이때, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 덮개부(300a)는 제4 삽입부(340)와 관측부(330) 사이에 위치한 제2 패킹부(360)를 포함할 수 있다. 이러한 제2 패킹부(360)는 도 4에 도시된 제3 삽입부(430)에 삽입될 수 있도록 본체부(200) 방향으로 돌출될 수 있다.
원통형 이차전지의 제1 전극 탭이 삽입되는 제3 삽입부(430)를 통해 주입부(422)에 주입된 전해액이 제1 삽입부(410)로 흘러 들어갈 우려가 있다.
이때, 제1 전극 탭을 사이에 두고 제2 패킹부(360)가 제3 삽입부(430)에 삽입되어 제3 삽입부(430)가 형성하는 공간을 밀봉할 수 있으므로, 위와 같은 문제를 방지할 수 있다.
제2 패킹부(360)는 밀봉을 위해 고무 등의 소재를 포함하고 제3 삽입부(430)의 폭과 동일한 폭을 갖는 것이 바람직하다. 다만, 제2 패킹부(360)의 돌출된 높이는 제1 전극 탭을 손상시키지 않기 위해 제3 삽입부(430)의 깊이보다 다소 낮은 것이 바람직하다.
한편, 제5 삽입부(350) 중 관측부(330) 방향의 단부에 제3 패킹부(370)가 형성될 수 있다. 이러한 제3 패킹부(370)는 제5 삽입부(350)의 상기 단부의 모서리를 감쌀 수 있다. 즉, 제5 삽입부(350)가 형성하는 반원 내면의 모서리를 감싸는 형태로 제3 패킹부(370)가 구현될 수 있다.
이러한 제3 패킹부(370)는, 앞서 설명한 제1 패킹부(424)와 유사하게, 주입부(422)로 주입된 전해액이 케이스와 제5 삽입부(350)의 내면 사이 공간으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다.
제3 패킹부(370)는, 제1 패킹부(424)와 유사하게 고무 등의 소재를 포함할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 변형된 실시예로써, 탈착 가능한 기준전극 단자(700a)를 설명하기 위한 본체부와 덮개부의 부분 사시도이다.
도 11a을 참고하면, 주입부(422)와 연결되는 홈(422a)이 본체부(200)에 형성될 수 있고, 기준전극 단자(700a)가 홈(422a)에 장착될 수 있다. 구체적으로, 기준전극 단자(700a)의 기준전극 탭(720a)이 홈(422a)에 장착되고, 기준전극 탭(720a)과 연결된 리튬 금속판(710a)이 주입부(422)가 형성하는 공간에 위치할 수 있다. 기준전극 단자(700a)가 홈(422a)에 장착되는 방식이므로, 기준전극 단자(700a) 자체의 교체가 보다 용이할 수 있다.
한편, 도 11b를 참고하면 덮개부(300)는, 홈(422a)에 삽입될 수 있는 제4 패킹부(380)를 포함할 수 있다.
제4 패킹부(380)는, 덮개부(300)가 본체부(200)를 덮었을 때 홈(422a)의 위치와 대응하는 곳에 위치하여, 기준전극 단자(700a)가 장착된 홈(422a)에 삽입될 수 있다. 주입부(422)와 연결된 홈(422a)으로 인해 기준전극 단자(700a)의 교체가 용이할 수 있으나, 동시에 전해액 누출의 우려가 있다. 따라서 기준전극 단자(700a)가 장착된 홈(422a)에 제4 패킹부(380)가 삽입됨으로써, 홈(422a)을 통한 전해액의 누출을 차단할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 변형된 실시예로써, 돌출부(422b)를 구비한 전극전위 측정 장치를 설명하기 위한 부분 사시도이다. 구체적으로, 도 2의 원통형 이차전지(10a)가 전극전위 측정 장치에 삽입 되었을 때, 주입부(422) 부분을 확대하여 나타내낸 부분 사시도이다.
도 12를 참고하면, 주입부(422)는 제1 전극 탭(51)과 기준전극 단자(700)의 사이를 향해 돌출된 돌출부(422b)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한대로, 주입부(422)에 전해액이 주입되고, 상기 전해액에 제1 전극 탭(51)과 기준전극 단자(700)를 담가 전극전위 측정이 이루어진다. 이때, 제1 전극 탭(51)과 기준전극 단자(700)가 서로 접촉하게 되면 내부 단락이 발생하고, 이로 인해, 전극조립체의 화학적 물성 내지 성능이 변화할 수 있어, 정확한 전극전위의 측정이 불가능하다.
이에, 주입부(422)는 이러한 돌출부(422b)를 구비함으로써, 제1 전극 탭(51)과 기준전극 단자(700)가 서로 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
돌출부(422b)는, 기준전극 단자(700)나 제1 전극 탭(51)과 접촉해야 하는 것은 아니며, 기준전극 단자(700)와 제1 전극 탭(51)이 접촉하는 것을 차단하기 위해 그 둘 사이 공간에 위치할 수 있다. 또한, 전해액이 기준전극 단자(700) 측과 제1 전극 탭(51) 측으로 분리되는 것을 방지하기 위해 얇은 폭을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 명세서에서 제1 전극은 양극일 수 있으며, 제2 전극은 음극일 수 있다.
한편, 본 실시예들에 따른 전극전위 측정 장치는 원통형 이차전지를 그 측정 대상으로 할 수 있고, 측정 대상이 되는 원통형 이차 전지의 높이와 직경을 고려하여 설계될 수 있다. 보다 상세하게는, 측정 대상이 되는 원통형 이차전지는, 18650 전지(지름: 18mm, 높이: 65mm)나 21700 전지(지름: 20mm, 높이: 70mm)일 수 있으며, 해당 이차 전지에 맞게 본체부와 덮개부의 크기나 삽입부의 세로 길이 등이 설계될 수 있다.
다만, 상술한 이차 전지는, 본 발명의 전극전위 측정 장치에 적용될 수 있는 원통형 이차전지의 예시들이며, 적용될 수 있는 원통형 이차전지의 사이즈에 특별한 제한은 없다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전극전위 측정 장치
200: 본체부
300: 덮개부
310: 투명부
330: 관측부
340: 제4 삽입부
350: 제5 삽입부
400: 삽입부
410: 제1 삽입부
420: 제2 삽입부
430: 제3 삽입부
500: 작업전극 단자
600: 상대전극 단자
700: 기준전극 단자

Claims (20)

  1. 비딩부가 분리된 원통형 이차전지가 삽입되는 삽입부가 일면에 형성된 본체부;
    상기 본체부의 상기 일면을 덮는 덮개부;
    상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제1 전극과 연결되는 작업전극 단자; 및
    상기 본체부에 고정되고 상기 원통형 이차전지의 제2 전극과 연결되는 상대전극 단자를 포함하고,
    상기 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 캡 어셈블리가 삽입되는 제1 삽입부, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 제2 삽입부 및 상기 원통형 이차전지의 제1 전극 탭이 삽입되는 제3 삽입부를 포함하며,
    상기 제2 삽입부는, 상기 원통형 이차전지의 케이스가 삽입되는 케이스 삽입부 및 상기 케이스 삽입부로부터 상기 원통형 이차전지의 케이스의 개방 방향으로 연장되어 전해액을 주입할 수 있는 주입부를 포함하고,
    상기 주입부에 기준전극 단자가 연결되는 전극전위 측정 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 작업전극 단자는, 상기 제1 삽입부가 형성하는 공간을 향해 돌출된 작업전극 단자 스프링부를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 상대전극 단자는, 상기 제2 삽입부가 형성하는 공간을 향해 돌출된 상대전극 단자 스프링부를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 삽입부 및 상기 제2 삽입부는 반원을 이루는 형상으로 만입된 내면을 포함하는 전극전위 측정 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제3 삽입부는 슬릿 형태인 전극전위 측정 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 본체부는 상기 일면의 테두리의 적어도 일부에 형성된 밀봉부재를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 케이스 삽입부의 세로 길이가 상기 주입부의 세로 길이보다 긴 전극전위 측정 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 원통형 이차전지의 케이스의 지름 길이는, 상기 케이스 삽입부의 세로 길이보다 짧고, 상기 주입부의 세로 길이보다 긴 전극전위 측정 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 케이스 삽입부와 상기 주입부 사이에 단차부가 형성되며,
    상기 본체부의 상기 제2 삽입부는 상기 단차부에 위치한 제1 패킹부를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 덮개부는, 상기 본체부의 상기 제1 삽입부와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제4 삽입부, 상기 본체부의 상기 케이스 삽입부와 대응하는 위치에서 반원을 이루는 형상으로 만입된 제5 삽입부 및 상기 본체부의 주입부와 대응하는 위치에서 만입된 관측부를 포함 하는 전극전위 측정 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 관측부는, 투명 재질을 포함하는 투명부를 포함하고,
    상기 투명부는 상기 주입부와 평면상에서 서로 대응하도록 위치하는 전극전위 측정 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 투명부는 개폐가 가능한 구조를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 덮개부는 상기 제4 삽입부와 상기 관측부 사이에 위치한 제2 패킹부를 포함하고,
    상기 제2 패킹부는 상기 제3 삽입부에 삽입될 수 있도록 상기 본체부 방향으로 돌출된 전극전위 측정 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 제5 삽입부는, 상기 관측부 방향의 단부에 형성된 제3 패킹부를 포함하고,
    상기 제3 패킹부는 상기 제5 삽입부의 상기 단부의 모서리를 감싸는 전극 전위 측정 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 기준전극 단자는 본체부에 고정된 채, 일단이 상기 주입부에 연결되고 타단이 외부로 연장된 전극전위 측정 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 본체부에 상기 주입부와 연결되는 홈이 형성되고,
    상기 기준전극 단자가 상기 홈에 장착되는 전극전위 측정 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 덮개부는, 상기 기준전극 단자가 장착된 상기 홈에 삽입되는 제4 패킹부를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 주입부는, 상기 제1 전극 탭과 상기 기준전극 단자의 사이를 향해 돌출된 돌출부를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 본체부는, 상기 전해액에 대한 반응성이 없는 소재로써, 테플론 및 고밀도 폴리에틸렌 중 적어도 하나를 포함하는 전극전위 측정 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 본체부와 상기 덮개부를 서로 고정시키는 고정부를 더 포함하는 전극전위 측정 장치.
KR1020190147068A 2019-11-15 2019-11-15 전극전위 측정 장치 KR102678942B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190147068A KR102678942B1 (ko) 2019-11-15 전극전위 측정 장치
CN202080073295.9A CN114631020B (zh) 2019-11-15 2020-11-05 用于测量电极电位的装置
EP20886926.3A EP4030527B1 (en) 2019-11-15 2020-11-05 Device for measuring electrode potential
US17/770,218 US11965934B2 (en) 2019-11-15 2020-11-05 Device for measuring electrode potential
PCT/KR2020/015368 WO2021096157A1 (ko) 2019-11-15 2020-11-05 전극전위 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190147068A KR102678942B1 (ko) 2019-11-15 전극전위 측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210059527A true KR20210059527A (ko) 2021-05-25
KR102678942B1 KR102678942B1 (ko) 2024-06-26

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
US20220357401A1 (en) 2022-11-10
EP4030527A4 (en) 2023-02-01
WO2021096157A1 (ko) 2021-05-20
EP4030527B1 (en) 2023-09-20
US11965934B2 (en) 2024-04-23
CN114631020B (zh) 2023-09-05
EP4030527A1 (en) 2022-07-20
CN114631020A (zh) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100474656C (zh) 电池
US7541110B2 (en) Secondary battery
KR20180036086A (ko) 그루브가 형성되어 있는 금속 캔을 포함하는 원통형 전지셀
KR101730338B1 (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법
KR102268399B1 (ko) 전지셀 제조방법 및 제조장치
KR20110107448A (ko) 스웰링 현상을 방지하는 파우치형 이차전지
CN110326131A (zh) 具有对称的多重接线片的二次电池
KR101725901B1 (ko) 계단 구조의 전극조립체에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 전지케이스를 포함하는 전지셀
KR101850177B1 (ko) 전기화학적 저항 측정용 기준전극 부재를 포함하는 전지셀
US20220223971A1 (en) Cylindrical battery and method for manufacturing the same
KR102031605B1 (ko) 단락 방지 부재를 포함하고 있는 3전극 시스템용 전극전위 측정 장치
KR101253660B1 (ko) 정밀도 향상을 위한 전지케이스 제조 방법
KR102678942B1 (ko) 전극전위 측정 장치
KR20210059527A (ko) 전극전위 측정 장치
KR101723035B1 (ko) 가스 센서를 포함하는 전지셀
KR20140002120A (ko) 가스 포집 및 배출이 용이한 이차전지모듈
KR20200077304A (ko) 비대칭 형태의 오목부를 포함하는 파우치형 전지케이스
KR20200121644A (ko) 이차 전지 제조 장치 및 방법
KR20200058752A (ko) 이차 전지의 제조 방법
CN215184180U (zh) 二次电池
KR100731464B1 (ko) 이차 전지와 이를 이용한 이차 전지의 제조방법
KR100670516B1 (ko) 이차 전지와 이를 이용한 이차 전지의 제조방법
KR20170100971A (ko) 클램핑 앤드 베이킹 과정을 포함하는 전지셀 제조 방법
KR20200144269A (ko) 전극 테스트 장치 및 이를 이용한 전극 특성 테스트 방법
KR20180056986A (ko) 접속부재 고정부를 포함하고 있는 전지셀 용접 지그

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination