KR20210066096A - 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지 - Google Patents

리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지 Download PDF

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이영우
김익규
반성호
이윤지
조정영
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Abstract

본 발명에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법은, 리튬이온 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 상기 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량을 선별하기 위한 방법으로서, 상기 리튬이온 이차전지의 제조 후, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계; 상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계; 상기 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징하는 가압 에이징 단계; 및 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 상기 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계;를 포함할 수 있다.

Description

리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지{METHOD OF CHECKING DEFECT OF LITHIUM ION SECONDARY BATTERY AND LITHIUM ION SECONDARY BATTERY MANUFACTURED BY THE SAME METHOD}
본 발명은 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬이온 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량 선별력을 향상시킬 수 있는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.
최근, 대기 오염이나 지구 온난화에 대처하기 위해 이산화탄소량의 저감이 절실히 요구되고 있다. 자동차 업계에서는 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차의 도입에 의한 이산화탄소 배출량의 저감에 기대가 모아지고 있고, 이들의 실용화에 열쇠를 쥐고 있는 모터 구동용 리튬이온 이차전지의 개발이 왕성하게 행해지고 있다.
한편, 리튬이온 이차전지의 내부 쇼트 불량 선별은 리튬이온 이차전지의 화성공정에서 이루어지고 있다. 일반적으로, 이차전지 제조후 충/방전 후에 OCV(Open Circuit Voltage)나 IR(Internal Resistance), 에이징 후에 OCV(Open Circuit Voltage)나 IR(Internal Resistance), 에이징 전과 후의 OCV(Open Circuit Voltage)나 IR(Internal Resistance) 차이, 혹은 에이징 단위시간당 OCV의 변동량 등에 기반하여 불량을 선별하게 된다. 이때, 이차전지의 불량 선별력을 높이기 위해서는 에이징 시간 또는 온도를 증가시키거나, 화성공정에서 별도의 충전/방전을 반복하는 공정을 추가하여 선별하는 등의 방법을 사용하였다.
하지만, 불량선별을 강화하기 위한 조건을 강화하여 유출불량을 최소화하고자 하는 연구 개발에도 불구하고, 실제 시장에서 OCV가 특이하게 감소하는 셀 등이 발생하는 문제가 빈번하게 이루어지고 있다. 이에 따라, 이차전지의 불량 선별력을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-1471775
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 리튬이 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징을 함으로써, 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량 선별력을 향상시킬 수 있는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법 및 이를 통해 제조된 리튬이온 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법은, 리튬이온 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 상기 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량을 선별하기 위한 방법으로서, 상기 리튬이온 이차전지의 제조 후, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계; 상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계; 상기 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징하는 가압 에이징 단계; 및 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 상기 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계;를 포함할 수 있다.
상기 가압 에이징 단계에서,
상기 리튬이온 이차전지에 가해지는 압력은 0.2 ~ 5kg/cm2일 수 있다.
상기 가압 에이징 단계에서는 온도를 45 내지 60도로 승온할 수 있다.
상기 가압 에이징 단계에서는,
상기 리튬이온 이차전지를 일정 거리 이격된 압력판 사이에 끼운 후, 각 압력판을 서로 마주보는 방향으로 이동시킴으로써 상기 리튬이온 이차전지를 가압시킬 수 있다.
상기 가압 에이징 단계에서는,
상기 리튬이온 이차전지를 압력 챔버 내에 수용한 후 상기 압력 챔버 내의 기체의 압력을 높임으로써 상기 리튬이온 이차전지를 가압시킬 수 있다.
상기 불량 선별 단계에서는,
가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV와 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 불량 선별 단계에서는,
가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR과 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계 이후에, 상기 리튬이온 이차전지에 일정 압력을 가하면서 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정하는 단계; 상기 기 측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값과 재측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값에 기반하여 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 리튬이온 이차전지의 2차 충방전 이전에,
상기 리튬이온 이차전지를 일정 크기 이상의 압력으로 가압하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
상기 도출된 OCV의 변동량과 기 설정된 OCV의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
상기 도출된 IR의 변동량과 기 설정된 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
상기 도출된 OCV 및 IR의 변동량과 기 설정된 OCV 및 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
상기 불량 선별 단계에서는,
상기 리튬이온 이차전지의 2차 충방전 후 측정된 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR이 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법에 의해 제조된 리튬이온 이차전지.
본 발명에 따르면, 압력이 가해진 상태에서만 양극 및 음극 전극 간 접촉하는 입자에 의한 쇼트 불량 선별력을 향상시킬 수 있다.
또한, 고저항 돌출입자 또는 성장형 입자에 의한 쇼트 불량 선별력을 향상시킬 수 있다.
아울러, 에이징 기간을 단축시킴으로써, 공정비용을 절감할 수 있으며, 시장 불량 유출을 최소화함으로써, 전체적인 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법에서, 가압 에이징되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법에서, 가압 에이징되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법의 흐름도이다. 본 발명은 리튬이온 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량을 선별하기 위한 방법으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 리튬이온 이차전지의 제조 후, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계(S100), 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계(S200) 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징하는 가압 에이징 단계(S300) 및 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계(S400)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 리튬이온 이차전지의 제조 후, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계(S100)에서는 제조된 리튬이온 이차전지의 최초의 충전인 초기 충전이 수행될 수 있다. 이때, 초기 충전에서는 기 설정된 SOC(State of Charge)까지 충전이 될 수 있다. 실시예에 따라, 초기 충전에서는 SOC 30%까지 충전이 이루어질 수 있으나 이는 일실시예일 뿐 SOC는 다른 값으로 설정 가능하다.
또한, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계(S100)에서는 1차 충전에서 리튬이온 이차전지에 가스가 생성됨에 따라 생성된 가스를 제거하는 디개싱이 수행될 수 있다.
리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 측정하는 단계(S200)에서는, 디개싱 이후에 리튬이온 이차전지를 SOC 100%까지 충전한 후 충전용량을 측정할 수 있고, 충전용량을 확인한 후 리튬이온 이차전지를 SOC 0%까지방전한 후 방전용량을 측정할 수 있다. 아울러, 방전용량까지 측정한 이후에는, 기 설정된 에이징 조건을 맞춘 후, 리튬이온 이차전지의 OCV 및 IR 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.
다시 말해, 단계 S200에서는, 기 설정된 에이징 조건을 맞춘 후 실시예에 따라 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 또는 리튬이온 이차전지 셀의 IR값을 측정할 수 있으며, 다른 실시예에 따라 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 값을 측정할 수 있다.
리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징하는 가압 에이징 단계(S300)에서는 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력이 가해질 수 있다. 여기서, 리튬이온 이차전지에 가해지는 압력은 0.2 ~ 5kg/cm2인 것이 바람직하다. 아울러, 가압 에이징 단계(S300)에서는 리튬이온 이차전지의 온도를 40 내지 60도로 승온시키는 것이 바람직하다.
구체적으로, 도 2를 참조하면, 실시예에 따라, 가압 에이징 단계(S300)에서는 리튬이온 이차전지를 일정거리 이격된 압력판(200) 사이에 끼운 후, 각 압력판을 서로 마주보는 방향으로 이동시킴으로써 리튬이온 이차전지를 가압시킬 수 있다. 도면에 상세히 도시하지는 않았으나, 실시예에 따라 압력판은 실린더 또는 모터 등을 통해 구동되어 0.2 ~ 5kg/cm2의 압력이 리튬이온 이차전지에 가해지도록 할 수 있다.
아울러, 도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따라, 가압 에이징 단계(S300)에서는, 리튬이온 이차전지를 압력 챔버(300) 내에 수용한 후 압력 챔버 내의 기체의 압력을 높임으로써 리튬이온 이차전지를 가압시킬 수 있다.
다만, 도 2 및 도 3에 도시된 리튬이온 이차전지 가압 방법은 일실시예일 뿐 에이징 공정 중에 리튬이온 이차전지에 기 설정된 압력을 가할 수 있다면 이외에도 다양한 가압 방법이 본 발명에 사용될 수 있다.
가압 방법에 따라 2차 충방전 이전 혹은 이후에도 셀에 가압이 가능할 수 있는데, 이러한 경우 잠재적 불량셀의 불량현상을 발현시켜 이후 공정에서 불량 선별력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 분리막과 전극간 간극을 최소화하고 전극의 휨이나 주름 등을 최소화하여 셀의 두께산포를 최소화 할 수 있고, 전극의 반응을 균일하게 유도하여 셀의 특성을 개선할 수도 있다.
실시예에 따라, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계(S400)에서는, 가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV와 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계(S400)에서는, 가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR과 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계(S400)에서는, 가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR과 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
다시 말해, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계(S400)에서는, S200에서 측정한 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 값과 단계 S400에서 측정한 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 값의 차이를 산출한 후, 산출된 값이 기 설정된 정상범위를 벗어나면, 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법의 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법은 상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계(S200) 이후에, 리튬이온 이차전지에 일정 압력을 가하면서 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정하는 단계(S500), 기 측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값과 재측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값에 기반하여 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량을 도출하는 단계(S600) 및 도출된 변동량에 기반하여 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계(S700)에서는 실시예에 따라, 도출된 OCV의 변동량과 기 설정된 OCV 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계(S700)에서는 다른 실시예에 따라, 도출된 IR의 변동량과 기 설정된 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
아울러, 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계(S700)에서는 또 다른 실시예에 따라, 도출된 OCV 및 IR의 변동량과 기 설정된 OCV 및 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
다시 말해, 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계(S700)에서는, 단계 S200에서 측정한 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 값과 단계 S500에서 재측정한 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR의 값에 기반하여 단계 S600에서 도출된 리튬이온 이차전지의 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량이 기 설정된 정상범위의 변동량을 벗어나면, 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 본 발명에서 에이징 공정 중 리튬이온 이차전지에 압력을 가한 상태에서 에이징을 하는 이유는 아래와 같다.
종래에 리튬이온 이차전지 제조 공정 중 에이징은 리튬이온 이차전지의 피막을 안정화시킴으로써 셀 성능을 안정화시키고, 측정된 OCV 및 IR 등에 기반하여 셀의 불량 선별을 하기 위해 수행됐었다. 하지만, 종래의 에이징 공정에서는 고저항 돌출입자에 의해 발생하는 내부 쇼트 불량이나 시간에 따라 성장하는 성장형 입자에 의한 내부 쇼트 불량 등은 선별할 수 없는 한계점이 있었고, 이를 검출하기 위해서는 에이징 공정 시간을 늘려야 한다는 한계점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 리튬이온 이차전지의 에이징 공정 중 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가하면서 에이징을 수행함으로써 고저항 돌출입자에 의해 발생하는 내부 쇼트 불량이나 시간에 따라 성장하는 성장형 입자에 의한 내부 쇼트 불량을 선별하여 리튬이온 이차전지의 불량 선별력을 향상시키는 동시에 에이징 시간을 단축할 수 있다.
구체적으로, 고저항 돌출입자의 경우, 리튬이온 이차전지에 일정 크기의 압력이 가해지면 접촉저항이 감소되어 보다 빠른 시간 내에 쇼트가 일어날 수 있고, 그에 따라 OCV의 변동이 빠르게 일어날 수 있으며, 그 결과 보다 짧은 에이징 공정 중에 쇼트 불량을 선별할 수 있다.
아울러, 양극 및 음극 사이에 위치한 성장형 입자의 경우, 시간이 지나면서 해당 입자가 성장하여 양극 및 음극을 연결하여 쇼트가 일어나게 되는데, 본 발명과 같이 리튬이온 이차전지에 일정 크기의 압력이 가해지면 양극 및 음극 간의 거리가 감소되어 성장형 입자가 충분히 성장하지 않은 시점에도 상기 성장형 입자에 의해 양극 및 음극의 쇼트가 일어날 수 있고, 그에 따라 보다 짧은 에이징 공정 중에 쇼트 불량을 선별할 수 있다.
더 나아가, 압력이 가해진 상태에서만 양극 및 음극 간 접촉하는 입자에 의한 불량은 종래의 무가압 에이징 공정을 통해서는 불량 선별이 어려웠으나 본 발명에 따르면 압력이 가해진 상태에서만 양극 및 음극 간 접촉하는 입자에 의한 불량 선별력을 강화할 수 있다.
또한, 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가함으로써, 리튬이온 이차전지 내부 부품의 결합 또는 물리적 결합(탭 용접 불량, 기재 크랙, 탭 크랙) 상태가 비정상적인 리튬이온 이차전지의 경우, 결합부의 상태가 변동됨으로써, 해당 변동에 기반하여 종래의 방법 대비 불량 선별력을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법에 의해 제조된 리튬이온 이차전지는 향상된 불량 선별력을 거쳐 제조됨으로써, 셀 안정성이 향상되며 전체적인 상품성이 향상될 수 있다.
100: 리튬이온 이차전지 200: 압력판
300: 압력 챔버

Claims (14)

  1. 리튬이온 이차전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 상기 리튬이온 이차전지의 내부 미세 쇼트 불량을 선별하기 위한 방법으로서,
    상기 리튬이온 이차전지의 제조 후, 1차 충전 및 디개싱을 수행하는 단계;
    상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계;
    상기 리튬이온 이차전지에 일정 크기 이상의 압력을 가한 상태에서 에이징하는 가압 에이징 단계; 및
    상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정한 후, 이전에 측정한 OCV 및 IR과 비교하여 상기 리튬이온 이차전지의 불량을 선별하는 불량 선별 단계;를 포함하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 에이징 단계에서,
    상기 리튬이온 이차전지에 가해지는 압력은 0.2 ~ 5kg/cm2인 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 에이징 단계에서는,
    온도를 45 내지 60도로 승온하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 에이징 단계에서는,
    상기 리튬이온 이차전지를 일정 거리 이격된 압력판 사이에 끼운 후, 각 압력판을 서로 마주보는 방향으로 이동시킴으로써 상기 리튬이온 이차전지를 가압시키는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 에이징 단계에서는,
    상기 리튬이온 이차전지를 압력 챔버 내에 수용한 후 상기 압력 챔버 내의 기체의 압력을 높임으로써 상기 리튬이온 이차전지를 가압시키는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 불량 선별 단계에서는,
    가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV와 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 OCV의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 불량 선별 단계에서는,
    가압 에이징 단계 이전에 측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR과 가압 에이징 단계 이후에 재측정된 리튬이온 이차전지 셀의 IR의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 리튬이온 이차전지를 2차 충방전 후, 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV(Open Circuit Voltage) 및 IR(Internal Resistance) 중 하나 이상을 측정하는 단계 이후에,
    상기 리튬이온 이차전지에 일정 압력을 가하면서 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR 중 하나 이상을 재측정하는 단계;
    상기 기 측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값과 재측정된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 값에 기반하여 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량을 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 리튬이온 이차전지의 2차 충방전 이전에,
    상기 리튬이온 이차전지를 일정 크기 이상의 압력으로 가압하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지의 불량 선별 방법
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
    상기 도출된 OCV의 변동량과 기 설정된 OCV의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
    상기 도출된 IR의 변동량과 기 설정된 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 도출된 OCV 및 IR 중 하나 이상의 변동량에 기반하여 상기 리튬이온 이차전지 셀의 불량을 선별하는 단계에서는,
    상기 도출된 OCV 및 IR의 변동량과 기 설정된 OCV 및 IR의 변동량의 차이가 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 불량 선별 단계에서는,
    상기 리튬이온 이차전지의 2차 충방전 후 측정된 상기 리튬이온 이차전지 셀의 OCV 및 IR이 기 설정된 정상범위를 벗어나면 상기 리튬이온 이차전지 셀이 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법.
  14. 청구항 1의 리튬이온 이차전지의 불량 선별 방법에 의해 제조된 리튬이온 이차전지.
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