KR20210125283A - 이차전지 가스 분석 장치 - Google Patents

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KR20210125283A
KR20210125283A KR1020200042809A KR20200042809A KR20210125283A KR 20210125283 A KR20210125283 A KR 20210125283A KR 1020200042809 A KR1020200042809 A KR 1020200042809A KR 20200042809 A KR20200042809 A KR 20200042809A KR 20210125283 A KR20210125283 A KR 20210125283A
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임수연
이성진
정인호
유진성
김기범
류경수
이상효
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(주)이손
삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 이차 전지의 측면이 외부로 노출된 상태에서 압력 변화와 가스를 실시간 및 연속적으로 분석 가능할 수 있는 이차전지 가스 분석 장치에 관한 것이다.
일예로, 본 발명은 가스 포집부를 구비한 상판과, 가스 포집부의 하부에 이차전지를 장착하는 본체 지그와, 본체 지그에서 상판의 하부에 장착되어 이차전지의 상면을 상판의 하면에 밀착시키는 지지판과, 상판의 상면과 하면을 관통하는 관통홀이 형성된 고정부와, 고정부에 설치되는 셉텀과, 셉텀을 관통하여, 가스 포집부의 하부에 이차전지의 케이스 상면을 천공하는 펀칭 바늘 및, 셉텀을 관통하여 가스 포집부에 포집된 이차전지 가스를 추출하는 실린지를 포함하는 이차전지 가스 분석 장치를 개시한다.

Description

이차전지 가스 분석 장치{APPARATUS FOR ANALYZING REAL GAS IN SECONDARY BATTERY}
본 발명의 다양한 실시예는 이차전지 가스 분석 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 우수한 에너지 밀도를 제공하는 전력 저장 시스템이다. 재충전이 불가능한 일차 전지에 비해 이차 전지는 재충전이 가능하여 스마트폰, 셀룰러폰, 노트북, 타블렛 PC 등 IT 기기에 많이 사용되고 있다.
이와같은 이차전지는 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재되도록 적층되거나, 권취된 구조의 전극 조립체가 전해질과 함께 케이스 내부에 내장될 수 있다, 이와 같은 구조를 가지는 이차전지는 내부 구성 요소 즉, 전극, 활물질, 전해액 등의 전기 화학적인 반응에 의하여 가스가 발생될 수 있는데 이렇게 발생되는 내부 가스는 이차전지의 전기 화학적 반응에 의한 부수물로써 이차전지의 성능 향상, 이차전지의 구조 최적화, 활물질, 전해액 등의 성분 조정을 통한 충방전 효율 제고(提高), 부수물의 최소화를 위한 방안 연구 등을 위하여 정확하고 정밀하게 분석될 필요성이 높다고 할 수 있다.
그러나, 검사의 대상이 되는 객체의 질량이나 성분 등을 분석하는 장치 등은 일반화되어 있다고 할 수 있으나, 이러한 장치는 엄격한 진공환경에만 적용되는 등의 적용상의 제한 사항 내지 한계를 가지고 있어 이차전지에 바로 적용되기 어려운 문제가 있다. 또한 이차전지의 가스 검사가 진공 환경에서만 적용될 수 있으므로, 온도, 충전 또는 방전 등의 환경 조건에 따른 내부 발생 가스의 성분, 중량 등의 변화에 대한 분석에 어려운 문제가 있을 수 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명은 이차 전지의 측면이 외부로 노출된 상태에서 압력 변화와 가스를 실시간 및 연속적으로 분석 가능할 수 있는 이차전지 가스 분석 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스 분석 장치는 가스 포집부를 구비한 상판과, 상기 가스 포집부의 하부에 이차전지를 장착하는 본체 지그와, 상기 본체 지그에서 상기 상판의 하부에 장착되어 상기 이차전지의 상면을 상기 상판의 하면에 밀착시키는 지지판과, 상기 상판의 상면과 하면을 관통하는 관통홀이 형성된 고정부와, 상기 고정부에 설치되는 셉텀과, 상기 셉텀을 관통하여, 상기 가스 포집부의 하부에 상기 이차전지의 케이스 상면을 천공하는 펀칭 바늘 및, 상기 셉텀을 관통하여 상기 가스 포집부에 포집된 상기 이차전지 가스를 추출하는 실린지를 포함할 수 있다.
상기 가스 포집부의 내부 용량은 상기 이차 전지의 내부 전체 용량의 0.065% 내지 4% 중 어느 하나일 수 있다.
상기 본체 지그는 상기 이차 전지의 측면을 외부로 노출시킬 수 있다.
상기 본체 지그의 상판은 하면에 상기 가스 포집부의 외주연으로부터 외측방향으로 일정거리 이격되도록 링 형상의 탄성재질의 오링이 더 장착될 수 있다.
상기 본체 지그는 상기 상판을 양측에서 지지하는 측판을 더 포함할 수 있다.
상기 상판의 측부에 장착되어, 상기 가스 포집부의 내부에 포집된 가스의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 셉텀은 상기 실린지가 다수회 상기 가스 포집부의 가스를 추출하기 위해 천공하여도 복원력이 높은 탄성재질로 이루어질 수 있다.
상기 고정부는 상기 상판에 장착되어 고정된 하부 고정 부재; 및
상기 하부 고정 부재의 상부에 밀착되어 결합되며, 분리가 가능한 상부 고정 부재를 포함할 수 있다.
상기 상부 고정부재와 상기 하부 고정부재가 결합된 내부에는 수용 공간이 구비되며, 상기 셉텀이 상기 수용 공간 내에 밀착되어 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스 분석 장치는 이차 전지의 측면이 외부로 노출된 상태에서 압력 변화와 가스를 실시간 및 연속적으로 분석 가능할 수 있으며, 다수회 반복적으로 이차 전지의 가스를 채취할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지가 장착된 이차전지 가스 분석 장치의 본체를 제1방향으로 절단한 단면도이다.
도 2는 도 1의 이차전지 가스 분석 장치를 제2방향으로 절단한 단면의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 이차전지 가스 분석 장치의 본체에 장착된 이차전지를 펀칭 바늘에 의해 천공하는 구성을 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 이차전지 가스 분석 장치의 본체에 장착된 이차전지의 가스를 실린지를 통해 추출하는 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지가 장착된 이차전지 가스 분석 장치의 본체를 제1방향으로 절단한 단면도가 도시되어 있다. 또한 도 2를 참조하면, 도 1의 이차전지가 장착된 이차전지 가스 분석 장치의 본체의 상단부를 제2방향으로 절단하여 확대한 확대단면도가 도시되어 있다. 여기서, 제1방향과 제2방향은 서로 수직할 수 있다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 이차전지(110)가 장착된 이차전지 가스 분석 장치(100)의 본체(10)에 대해서 설명하고자 한다. 또한 추가적으로 이차전지 가스 분석 장치(100)는 본체(10)와, 도 3a 및 도 3b에 도시된 펀칭 바늘(160)과, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실린지(170)를 더 포함한다.
우선, 이차 전지(110)는 전극 조립체(미도시)와 전해질(미도시)이 케이스(111)의 내부에 수용될 수 있다. 여기서 전극 조립체는 양극판과 음극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층하거나, 젤리 롤 형태로 권취하여 제작할 수 있다. 전극 조립체는 전해질과 함께 케이스(111)의 내부에 수용된 후, 밀봉될 수 있다. 상기 이차 전지(110)는 원통형 케이스(111)내에 전극조립체가 수용된 원통형 이차전지일 수 있다. 그러나 원통형 이외에도 각형 또는 코인형등 외장재가 금속 케이스로 마련되는 캔형 이차 전지 중 어떠한 것이 적용될 수 있다. 또한 이차 전지(110)는 본체(10)에 장착된 상태에서, 전류와 전압을 실시간으로 측정하기 위한 전류 및 전원 케이블 연결부(112)를 더 구비할 수 있다. 상기 전류 및 전원 케이블 연결부(112)는 이차 전지(110)의 전류 및 전원의 측정 가능하도록 양극 및 음극 단자와 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 이차전지 가스 분석 장치(10)의 본체(10)는 대략 평평한 판형상의 상판(121)과, 상판(121)을 양측에서 지지하는 판 또는 바형상의 두 개의 측판(122)을 포함하는 본체 지그(120)와, 본체 지그(120)의 상판(121)의 하부에 위치하고 상판(121)과 평행하도록, 본체 지그(120)에 장착되며 상하로 이동 가능한 지지판(130) 및 상판(121)의 상부에 장착되어 셉텀(141)을 고정하는 고정부(140)를 포함할 수 있다.
또한 상판(121)의 하면(121y)과 지지판(130)의 상면(130x) 사이에 이차 전지(110)가 개재되어 고정될 수 있다. 즉, 이차 전지(110)는 상면(110x)이 상판(121)의 하면(121y)과 접촉될 수 있으며, 하면(110y)이 지지판(130)의 상면(120x)에 접촉될 수 있다. 이때 본체 지그(120)의 측판(122)은 이차 전지(110)의 측면으로부터 일정거리 이격될 수 있다. 즉, 이차 전지(110)는 측면은 본체 지그(120)의 외부로 노출될 수 있다.
상기 본체 지그(120)의 상판(121)은 평평한 판 형상의 대략 중심에 상면(121x)으로부터 하부 방향으로 일정깊이로 형성된 캐비티인 가스 포집부(121a)가 구비될 수 있다. 상기 가스 포집부(121a)의 상부에는 고정부(140)가 위치할 수 있으며, 하부에는 이차 전지(110)가 위치할 수 있다. 상기 가스 포집부(121a)는 동일한 폭으로 형성된 구성을 도시하였으나, 내부 용량의 크기가 일정하다면, 그 형상은 다양하게 변경 가능할 수 있다. 또한 가스 포집부(121a)는 내부에 포집된 이차 전지(110)에서 가스 밀봉이 보다 용이하도록 복원력이 높은 탄성 재질의 부재가 상부 및/또는 하부에 더 구비될 수 있다. 다만 가스 포집부(121a)는 탄성 재질의 부재가 개재되어도, 내부의 용량이 이차 전지(110)의 가스 분석을 위한 용량 이상으로 유지되는 것이 바람직하다.
상기 가스 포집부(121a)의 내부 용량은 이차 전지(110)의 내부 전체 용량의 0.065% 내지 4% 중 어느 하나일 수 있다. 여기서 가스 포집부(121a)의 용량이 이차 전지(110)의 전체 용량의 4%를 초과할 경우, 이차 전지(110)에서 과도하게 가스가 배출되어, 이차 전지(110)의 특성 및 내부 가스 압력의 변화에 영향을 줄 수 있다.
또한 가스 포집부(121a)의 용량이 이차 전지(110)의 전체 용량의 0.065% 미만일 경우, 가스 포집부(121a)로부터 이차 전지(110)의 가스분석을 위한 가스 채집이 용이하지 않을 수 있다.
또한 가스 포집부(121a)는 상판(121)의 상면(121x)으로부터 하면(121y)사이를 관통할 수 있다. 또한 가스 포집부(121a)의 직경은 하기할 펀칭 바늘이 관통할 수 있는 크기일 수 있다.
또한 상판(121)은 하면(121y)이 이차 전지(110)의 상면(110x)에 밀착될 수 있다. 보다 바람직하게는 상판(121)의 하면(121y)에는 상기 가스 포집부(121a)의 외주연으로부터 외측 방향으로 일정거리 이격되도록 링 형상의 탄성재질의 오링(121c)이 더 장착될 수 있다. 상기 오링(121c)은 상판(121)의 하면(121y)에 접착 및 고정될 수 있다. 상기 상판(121)의 하면(121y)에는 오링(121c)의 고정이 보다 용이하도록, 오링(121c)의 형상에 대응되는 홈이 더 구비되고, 홈 내에 오링(121c)의 상면 일부가 삽입되어 접착 및 고정될 수도 있다.
상기 이차 전지(110)의 상면(110x)은 오링(121c)을 통해 상판(121)의 하면(121y)에 밀착될 수 있다. 상기 오링(121c)은 이차 전지(110)의 내부 가스가 가스 포집부(121a)내로 이동될 때 본체 지그(120)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
추가적으로 도 1 및 도 2에서 상판(121)은 하면(121y)이, 오링(121c)의 개재로 인해서 이차 전지(110)의 상면(110x)과 일정거리 이격된 것으로 도시하였으나, 이는 오링(121c)의 도시를 위해 확대 도시한 것으로, 오링(121c)의 탄성 및 두께에 따라 상판(121)은 하면(121y)이 이차 전지(110)의 상면(110x)과 접촉될 수도 있다.
또한 본체 지그(120)의 상판(121)에는 가스 포집부(121a)의 내부에 포집된 가스의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(150)가 더 장착될 수 있다. 여기서, 압력 센서(150)는 상판(121)의 측면에 대략 수직하도록 장착 될 수 있다. 또한 압력 센서(150)는 이차 전지(110)가 천공된 후, 가스 포집부(121a)의 내부에 포집된 가스의 압력을 실시간으로 측정할 수 있다. 즉, 상판(121)에는 가스 포집부(121a)의 측부로부터 압력 센서(150)가 장착된 측면 사이를 관통하는 관통홀(121b)이 더 구비될 수 있다. 상기 압력 센서(150)는 관통홀(121b)을 통해 가스 포집부(121a)의 내부의 가스 압력을 측정할 수 있으며, 이를 이차 전지(110)의 내부 압력으로 볼 수 있다.
상기 지지판(130)은 이차 전지(110)를 상판(121)의 하면(121y)과 지지판(130)의 상면(130x)사이에 고정 및 지지할 수 있다. 일예로 지지판(130)은 탄성부재를 더 구비하여, 탄성 부재의 탄성에 의해서 이차 전지(110)를 상판(121)의 하면(121y)에 밀착시킬 수 있다. 또한 지지판(130)은 이차 전지(110)를 본체 지그(120)로부터 분리할 경우, 하부로 이동하여 이차 전지(110)의 분리가 보다 용이하도록 할 수 있다.
상기 고정부(140)는 상판(121)의 상면(121x)의 대략 중심에 장착 및 고정될 수 있다. 또한 고정부(140)는 상면과 하면사이를 관통하는 관통홀(142)이 더 구비될 수 있다. 상기 관통홀(142)은 상기 상판(121)의 가스 포집부(121a)의 상부에 위치할 수 있다. 또한 고정부(140)는 상부 고정부재(140a)와 하부 고정부재(140b)로 이루어질 수 있다. 물론 상부 고정부재(140a)에는 상하면 사이를 관통하는 상부 관통홀(142a)이 구비될 수 있으며, 하부 고정부재(140b)에는 상하면 사이를 관통하는 하부 관통홀(142b)이 구비될 수 있다. 또한 상부 관통홀(142a)은 하부 관통홀(142b)의 상부에 위치할 수 있으며, 하부 관통홀(142b)은 가스 포집부(121a)의 상부에 위치할 수 있다.
상기 상부 고정부재(140a)와 하부 고정부재(140b)가 결합된 내부에는 셉텀(141)이 안착되기 위한 내부 수용공간이 구비될 수 있다. 상기 셉텀(141)은 상부 고정부재(140a)와 하부 고정부재(140b)사이의 내부 수용 공간 내에 밀착되어 고정될 수 있다. 상기 셉텀(141)은 하기할 펀칭 바늘 및 실린지가 다수회 천공하여도, 복원력이 높은 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 상부 고정부재(140a)의 상부 관통홀(142a)은 셉텀(141)의 상부에 위치할 수 있으며, 하부 고정부재(140b)의 하부 관통홀(142b)은 셉텀(141)의 하부에 위치할 수 있다.
또한 고정부(140)의 하부 고정부재(140b)는 하면이 상판(121)의 상면(121x)에 밀착되어 고정 및 장착될 수 있다. 또한 상부 고정부재(140a)와 하부 고정부재(140b) 사이는 분리 및 결합이 용이할 수 있다. 일예로 상부 고정부재(140a)는 하부 고정부재(140b)에 나사 결합할 수 있는 볼트일 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 또한 셉텀(141)은 상부 고정부재(140a)가 하부 고정부재(140b)로 부터 분리된 후, 교체가 가능할 수 있다. 추가적으로 상부 고정부재(140a)와 하부 고정부재(140b) 사이에는 가스켓이 더 개재되어, 고정부(140) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 도 2의 이차전지 가스 분석 장치의 본체 지그(120)에 장착된 이차 전지(110)를 펀칭 바늘(160)에 의해 천공하기 이전을 도시한 단면도와, 펀칭 바늘(160)에 의해 이차 전지(110)를 천공하는 구성을 도시한 단면도가 도시되어 있다. 또한 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 2의 이차전지 가스 분석 장치의 본체 지그(120)에 장착된 이차 전지(110)가 천공된 후, 가스 포집부(121a)에 가스가 포집되는 단면도와, 가스 포집부(121a)에 포집된 가스를 실린지(170)에서 추출하는 단면도가 도시되어 있다.
이하에서는 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 펀칭 바늘(160)에 의해 이차 전지(110)를 천공한 후, 실린지(170)를 통해 이차 전지(110)의 가스를 추출하는 방법을 설명하고자 한다.
우선, 펀칭 바늘(160)은 본체 지그(120)의 상부에 위치할 수 있다. 또한 펀칭 바늘(160)은 본체 지그(120)와 별도의 지그인 펀칭 지그(미도시)의 로드(161)에 장착될 수 있다.
상기 펀칭 바늘(160)은 펀칭 지그(미도시)의 누름부(미도시)를 눌러지면, 로드(161)가 본체 지그(120)측으로 이동하여 셉텀(141) 및 가스 포집부(121a)를 관통하여 이차 전지(110)의 상면(110x)을 천공할 수 있다.
이와 같은 펀칭 바늘(160)은 원터치 형식으로 작동될 수 있으며, 작업자가 펀칭 지그의 누름부를 누를 경우, 수직방향으로 일정거리를 이동할 수 있다. 이때, 펀칭 바늘(160)은 이차 전지(110)의 내부에 수용된 전극 조립체의 손상 없이 상면(110x)만 천공할 수 있다. 여기서 펀칭 바늘(160)의 두께는 가스 포집부(121a)의 직경 보다 작을 수 있다.
이와 같이 펀칭 바늘(160)에 의해 이차 전지(110)의 상면(110x)이 천공되면, 이차 전지(110)에 내부의 가스가 가스 포집부(121a)에 포집될 수 있다. 좀 더 자세하게 이차 전지(110)의 가스가 가스 포집부(121a)와 하부 관통홀(142b)내에 포집될 수 있다. 이하에서 하부 관통홀(142b)은 가스 포집부(121a)내에 포함되는 영역으로 볼 수 있으며, 하부 관통홀(142b)과 가스 포집부(121a)를 가스 포집부(121a)로 지칭하고자 한다. 이때 이차 전지(110)의 내부 가스는 펀칭 바늘(160)에 의해 천공된 천공홀(110z)을 통해 가스 포집부(121a)의 내부 용량만큼 배출되어, 가스 포집부(121a)내에 포집될 수 있다.
이때 가스 포집부(121a)의 내부 용량은 이차 전지(110)의 내부 전체 용량의 0.065% 내지 4% 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 가스 포집부(121a)의 내부 용량은 이차 전지(110)의 내부 전체 용량에 비해 미량이므로, 가스 포집부(121a)로 이차 전지(110)의 내부 가스가 배출되어도 이차 전지(110)의 내부 압력에 변함이 없을 수 있다. 또한 가스 포집부(121a)에 포집된 가스의 압력을 압력 센서(150)에서 측정하여, 이차 전지(110)의 가스 압력을 실시간으로 측정할 수 있다.
또한 실린지(170)는 가스 포집부(121a)에 포집된 가스를 실시간으로 추출하여, 분석할 수 있다. 상기 실린지(170)는 본체 지그(120)의 상부에 위치할 수 있으며, 본체 지그(120)의 별도의 지그에 장착될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 실린지(170)의 실린지 바늘(170)이 셉텀(141)을 관통하여, 가스 포집부(121a)의 내부의 가스를 실린지(170) 내부로 추출한 후, 실린지 바늘(171)이 셉텀(141)으로부터 분리된 후 실린지(170) 내부에 수집된 가스를 성분 분석기(미도시)등을 통해 실시간으로 분석할 수 있다. 물론 실린지(170)는 다수회 반복하여, 가스 포집부(121a)에 포집된 이차 전지(110)의 가스를 채취할 수 있다. 즉, 실린지(170)를 통해 가스 포집부(121a)에 포집된 이차 전지(110)의 가스를 원하는 시점에 추출하여, 분석할 수 있다.
또한 이차 전지(110)는 측면이 이차전지 가스 분석 장치(100)의 외부로 노출되므로, 이차 전지(110)가 사용될 수 있는 다양한 환경의 온도상태에서 이차 전지(110)의 압력 변화와 가스를 실시간 및 연속적으로 분석 가능할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차전지 가스 분석 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 이차전지 가스 분석 장치 10: 본체
110: 이차 전지 120: 본체 지그
130: 지지판 140: 고정부
150: 압력 센서 160: 펀칭 바늘
170: 실린지

Claims (9)

  1. 가스 포집부를 구비한 상판;
    상기 가스 포집부의 하부에 이차전지를 장착하는 본체 지그;
    상기 본체 지그에서 상기 상판의 하부에 장착되어 상기 이차전지의 상면을 상기 상판의 하면에 밀착시키는 지지판;
    상기 상판의 상면과 하면을 관통하는 관통홀이 형성된 고정부;
    상기 고정부에 설치되는 셉텀;
    상기 셉텀을 관통하여, 상기 가스 포집부의 하부에 상기 이차전지의 케이스 상면을 천공하는 펀칭 바늘; 및
    상기 셉텀을 관통하여 상기 가스 포집부에 포집된 상기 이차전지 가스를 추출하는 실린지를 포함하는 이차전지 가스 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 포집부의 내부 용량은 상기 이차 전지의 내부 전체 용량의 0.065% 내지 4% 중 어느 하나인 이차전지 가스 분석 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 지그는 상기 이차 전지의 측면을 외부로 노출시키는 이차전지 가스 분석 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 지그의 상판은 하면에 상기 가스 포집부의 외주연으로부터 외측방향으로 일정거리 이격되도록 링 형상의 탄성재질의 오링이 더 장착된 이차전지 가스 분석 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 지그는 상기 상판을 양측에서 지지하는 두 개의 측판을 더 포함하는 이차전지 가스 분석 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판의 측부에 장착되어, 상기 가스 포집부의 내부에 포집된 가스의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하는 이차전지 가스 분석 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 셉텀은 상기 실린지가 다수회 상기 가스 포집부의 가스를 추출하기 위해 천공하여도 복원력이 높은 탄성재질로 이루어진 이차전지 가스 분석 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 상판에 장착되어 고정된 하부 고정 부재; 및
    상기 하부 고정 부재의 상부에 밀착되어 결합되며, 분리가 가능한 상부 고정 부재를 포함하는 이차전지 가스 분석 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 고정부재와 상기 하부 고정부재가 결합된 내부에는 수용 공간이 구비되며, 상기 셉텀이 상기 수용 공간 내에 밀착되어 고정된 이차전지 가스 분석 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023120910A1 (ko) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 엘지에너지솔루션 가스 포집 장치
WO2024019504A1 (ko) * 2022-07-22 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 가스 포집 장치
WO2024071614A1 (ko) * 2022-09-26 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 가스 포집 장치

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