KR20220052093A

KR20220052093A - 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법

Info

Publication number: KR20220052093A
Application number: KR1020200136034A
Authority: KR
Inventors: 강옥균
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2022-04-27

Abstract

본 발명은 전지 셀 내부의 가스 발생에 의한 전지 셀의 내압을 용이하게 측정할 수 있는 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법에 관한 것이다.

Description

전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법{SYSTEM FOR MEASURING INTERNAL PRESSURE OF POUCH-TYPE BATTERY CELL, AND METHOD FOR MEASURING INTERNAL PRESSURE OF BATTERY CELL USING THE SAME}

본 발명은 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법에 관한 것이다.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.

이러한 이차전지는 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. 일반적으로, 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 분류되며, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.

이 중, 전지의 고용량화로 인해 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공이 많은 관심을 모으고 있고, 이에 따라, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.

상기와 같은 이차전지의 주요 연구과제 중의 하나는 이차전지의 안정성을 향상시키는 것이다. 이차전지는 외부 충격에 의한 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열과 이로 인한 전해질 분해, 열폭주 현상 등 이차전지의 안전성을 위협하는 여러 가지 문제가 있다.

특히, 이차전지의 폭발은 여러 가지 원인에서 비롯되지만 전해질 분해에 따라 이차전지 내부의 기체 압력 증가도 하나의 원인이 된다. 구체적으로, 이차전지를 반복적으로 충방전하면 전해질과 전극활물질에 의한 전기화학적 반응으로 기체가 발생하게 된다. 이때, 발생한 기체는 이차전지의 내부압력을 상승시켜 부품 간의 체결 약화, 이차전지의 외부 전지케이스 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 폭발 등의 문제를 일으킨다.

상기와 같은 이차전지의 안전문제를 해결하기 위해서는 이차전지의 충방전시 내부 압력을 측정하는 장치를 통한 문제 발생 확인 과정이 필요하다.

도 1은 전지 셀의 압력 측정 지그를 보여주는 사진이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래에는 전지 셀의 압력 변화를 측정하기 위해서는 전용기구를 사용하였다.

한편, 이러한 기존 전지 셀의 압력 측정을 위한 장비는 전극의 두께 증가에 의한 압력 변화는 측정할 수 있으나, 전지 셀의 내부에서 발생하는 가스에 의해 변화되는 전지 셀의 내부 압력을 확인하는 것은 어려웠다. 이에 따라, 전지 셀의 퇴화에 따른 가스 발생에 의한 누출(venting) 발생 예측이 어렵고, 상기 가스 발생에 의한 누출 발생을 사전에 대응하는 것이 불가능 하였다.

따라서, 전지 셀의 수명평가 중 전지 셀의 내압을 측정할 수 있는 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 방법 등의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1983849호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지 셀 내부의 가스 발생으로 인한 전지 셀의 내부 압력을 측정할 수 있는 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전지 셀의 내압 측정 시스템을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템은 전지 셀을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트를 포함하는 전지 셀 지그; 전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및 전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및 전지 셀에서 전극 리드가 형성된 테라스부와 전극 조립체 수용부 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀의 충방전시 전지 셀의 내압을 측정하는 내압 측정부; 를 포함한다. 이때, 상기 내압 측정부는, 일측에 접촉핀을 포함하는 구조의 포스 게이지(Force gauge), 포스 게이지의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 푸셔 및 포스 게이지와 푸셔가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지와 푸셔를 거치하는 거치대를 포함하는 구조이다.

구체적인 예에서, 상기 전지 셀 지그의 제1 및 제2 플레이트의 길이(L1)는 전지 셀의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조를 갖는다. 아울러, 상기 전지 셀 지그는, 제1 및 제2 플레이트 사이에 전지 셀을 개재한 상태에서, 상기 제1 및 제2 플레이트를 서로 고정하는 볼트 및 너트를 포함하는 구조이다.

하나의 예에서, 포스 게이지는, 접촉핀의 축과 수평면이 이루는 각도가 20 내지 60°범위인 구조를 갖는다. 아울러, 상기 포스 게이지의 접촉핀은, 전지 셀과 맞닿는 영역이 소정의 면적을 갖는 구조이다.

하나의 예에서, 푸셔는, 바 형태의 프레임; 프레임에 회전 가능하게 결합된 딤블; 및 딤블의 회전에 의해 회전 및 직선 운동하는 스핀들을 포함하는 구조이다. 아울러, 상기 내압 측정부는 지주; 및 지주 상에 위치하여, 거치대의 각도를 조절하는 각도 조절부재를 더 포함할 수 있다.

다른 하나의 예에서, 거치대는, 상기 포스 게이지와 푸셔가 안착되는 상면에 양측에 상기 포스 게이지의 측면 방향의 이동을 제한하는 가이드 벽이 형성된 구조이다.

나아가, 본 발명에 따른 내압 측정 시스템은 내압 측정부에서 측정한 전지 셀의 내압 측정 결과를 출력하는 출력부 및 전지 셀의 내압 측정 결과를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 내압 측정 시스템은 전지 셀 지그의 이동을 제한하는 밀림 방지 부재를 포함한다. 이때, 상기 밀림 방지 부재는, 내압 측정부가 배치되는 영역의 반대 영역에 위치하는 구조이다.

아울러, 본 발명은 전지 셀의 내압 측정 시스템을 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 방법은 전지 셀의 내압 측정 시스템의 전지 셀 지그에 전지 셀을 안착시킨 후, 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10); 및 충방전에 따른 전지 셀에 스웰링을 유도하고, 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)를 포함한다.

하나의 예에서, 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10)는, 전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되도록 거치대의 각도를 제어하는 과정을 포함한다.

하나의 예에서, 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는, 접촉핀이 전지 셀에 힘이 가해지도록 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정을 포함한다. 이때, 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정은, 포스 게이지에 측정되는 힘의 크기가 증가하지 않을 때까지 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어할 수 있다.

상기 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는, 하기 식 1에 의해 전지 셀의 내압이 산출될 수 있다:

[식 1]

한편, 전지 셀의 내압 측정 방법에서, 상기 전지 셀 지그에 수납되는 전지 셀은 파우치형 전지 셀일 수 있다.

본 발명의 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법에 따르면, 전지 셀 내부의 가스 발생에 의한 전지 셀의 내압을 용이하게 측정할 수 있다. 이에 따라, 전지 셀의 퇴화에 따른 가스 발생에 의한 누출(venting) 시점 등을 용이하게 예측할 수 있다.

도 1은 전지 셀의 압력 측정 지그를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 내압 측정부를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 방법을 나타내는 순서도이다.

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.

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 경우 뿐만 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.

전술한 바와 같이, 종래에는 전지 셀의 내부에서 발생하는 가스에 의해 변화되는 전지 셀의 내부 압력을 측정하는 것은 어려웠다. 이에 따라, 전지 셀의 퇴화에 따른 가스 발생에 의한 누출(venting) 발생 예측이 어렵고, 상기 가스 발생에 의한 누출 발생을 사전에 대응하는 것이 불가능 하였다.

이에, 본 발명의 발명자들은 전지 셀의 수명평가 중 전지 셀의 내압을 측정할 수 있는 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법을 발명하였다. 보다 구체적으로, 본 발명은 포스 게이지(Force gauge)를 포함하는 내압 측정부를 이용하여 전지 셀의 수명평가 중 전지 셀의 내압을 용이하게 측정할 수 있으며, 이에 따라, 전지 셀의 퇴화에 따른 가스 발생에 의한 누출(venting) 시점 등을 용이하게 예측할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명은 전지 셀의 내압 측정 시스템을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템은 전지 셀을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트를 포함하는 전지 셀 지그; 전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및 전지 셀에서 전극 리드가 형성된 테라스부와 전극 조립체 수용부 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀의 충방전시 전지 셀의 내압을 측정하는 내압 측정부를 포함한다. 이때, 상기 내압 측정부는, 일측에 접촉핀을 포함하는 구조의 포스 게이지(Force gauge), 포스 게이지의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 푸셔 및 포스 게이지와 푸셔가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지와 푸셔를 거치하는 거치대를 포함하는 구조이다.

본 발명에서, "전지 셀의 어깨선 영역" 이란, 전지 셀의 전극 리드가 형성된 테라스부와 인접한 영역으로, 상기 테라스부와 전극 조립체 수용부 사이의 영역을 의미한다. 구체적으로, 전지 셀 지그에 수납된 전지 셀은, 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트에 의해서 전지 셀의 두께 방향에 대한 스웰링이 제한된다. 이러한 경우, 제1 및 제2 플레이트가 접하지 않는 전지 셀의 어깨선 영역에 스웰링이 발생하게 되어, 상기 어깨 영역의 스웰링을 측정하게 되면, 보다 신속하고 정확하게 전지 셀의 내압을 측정할 수 있다. 한편, 상기 전지 셀의 어깨선 영역에 내압 측정부를 접촉시키기 위해서는 전지 셀의 어깨선 영역이 노출될 수 있도록 전지 셀 지그에 수납할 수 있다. 한편, 상기 전지 셀 지그에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

하나의 예에서, 상기 전지 셀 지그는 전지 셀이 내압 측정 중 유동하는 것을 방지하기 위하여 전지 셀을 고정하는 역할을 한다. 구체적인 예에서, 상기 전지 셀 지그에 수납된 전지 셀은, 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트에 의해서 전지 셀의 두께 방향에 대한 스웰링이 제한된다. 이러한 경우, 제1 및 제2 플레이트가 접하지 않는 전지 셀의 어깨선 영역에 스웰링이 발생하게 되어, 상기 어깨선 영역의 스웰링을 측정하게 되면, 보다 신속하고 정확하게 전지 셀의 내압을 측정할 수 있다. 한편, 상기 전지 셀의 어깨 영역에 내압 측정부를 접촉시키기 위해서는 전지 셀의 어깨선 영역이 노출되는 것이 바람직하다.

하나의 예에서, 상기 전지 셀 지그의 제1 및 제2 플레이트의 길이(L1)는 전지 셀의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조를 갖는다. 구체적인 예에서, 전지 셀 지그는 제1 및 제2 플레이트의 길이(L1)가 전지 셀의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조로 형성되어, 후술하게 되는 내압 측정부가 측정하고자 하는 전지 셀의 어깨선 영역이 전지 셀 지그에서 노출될 수 있다.

하나의 예에서, 상기 전지 셀 지그는 복수개의 볼트 및 너트를 포함한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 전지 셀 지그는 볼트 및 너트를 4 내지 12개를 포함한다. 예를 들면, 상기 전지 셀 지그는 볼트 및 너트를 각각 6개 포함한다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.

한편, 상기 전지 셀 지그에 수납되는 전지 셀은 파우치 타입의 단위 셀일 수 있다. 구체적으로, 라미네이트 시트 외장재에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 상기 외장재의 외부로 형성된 전극 리드들과 연결된 상태로 내장되어 있다. 상기 전극 리드는 시트 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다.

하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템은 전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부를 포함한다. 상기 충방전부는 전지 셀의 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 충방전을 통해 전지 셀을 활성화시킬 수 있다. 이때, 충방전부는 충방전 라인을 통해 전지 셀의 전극 리드와 전기적으로 연결된다. 상기 충방전부는, 이차 전지로 충전 전원을 공급하거나, 이차 전지로부터 방전 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 이차 전지로 충전 전원을 공급한다는 것은 반드시 이차전지를 완충시키기 위한 정도의 충분한 전원을 공급한다는 의미로 한정되는 것은 아니다. 이차전지로 충전 전원을 공급한다는 것은 이차전지의 성능 평가를 위해 제1 전극 리드, 제2 전극 리드 등의 전압을 측정할 수 있을 정도의 전원을 공급하는 것으로 사용될 수 있다. 이차전지로부터 방전 전원을 공급받는다는 의미도 마찬가지로 사용될 수 있으므로 반복된 설명은 생략하도록 한다.

하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템은 전지 셀의 충방전시 전지 셀의 내압을 측정하는 내압 측정부를 포함한다. 구체적으로, 상기 내압 측정부는 일측에 접촉핀을 포함하는 구조의 포스 게이지, 포스 게이지의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 푸셔 및 포스 게이지와 푸셔가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지와 푸셔를 거치하는 거치대를 포함하는 구조이다.

구체적인 예에서, 상기 포스 게이지의 접촉핀을 전지 셀의 어깨선 영역에 접촉시킨 후 푸셔를 이용하여 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 이때, 푸셔를 이용하여 상기 포스 게이지의 압력과 전지 셀의 내부의 압력이 평형을 이룰 때까지 상기 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 구체적으로, 포스 게이지에 측정되는 힘은 포스 게이지의 스프링의 변형정도에 비례한다. 포스 게이지를 전지 셀에 접촉시키고, 느린 속도로 압력을 가하면, 상기 전지 셀에 인가되는 압력이 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘이 일정하게 증가한다. 한편, 힘의 평형을 이룬 다음에는 전지 셀의 변형에 의한 힘이 추가로 측정되어 기울기가 변하게 된다. 이때, 확인된 변곡점은 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이루는 지점이므로 파우치 내부의 압력이라 할 수 있다.

하나의 예에서, 포스 게이지는 미는 힘을 측정하는 통상적인 디지털 포스 게이지로, 일측에는 접촉핀을 포함하는 구조이다. 예를 들어, 상기 포스 게이지의 접촉핀으로 전지 셀의 어깨선 영역을 압박함으로써 포스 게이지의 서포트 스프링의 탄성력이 일정한 값으로 측정된다. 한편, 상기 접촉핀은 실질적으로 전지 셀과 맞닿는 영역이며, 소정의 면적을 갖는다. 예를 들어, 내압 측정부에서 측정되는 전지 셀의 내압은 상기 변곡점에서의 힘(N)을 상기 전지 셀에 접하는 접촉 핀의 면적(mm²)을 나눈 값일 수 있다.

한편, 상기 포스 게이지는 수평면과 이루는 각도가 20 내지 60°범위인 구조를 갖는다. 또는, 상기 포스 게이지는 수평면과 이루는 각도가 30 내지 55°범위, 40 내지 50°범위 또는 평균 45°범위일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 포스 게이지는 포스 게이지의 축과 전지 셀과 접촉하는 영역과 수직을 이룰 때, 정확한 힘을 측정할 수 있다. 아울러, 상기 포스 게이지는 그 측정값을 디지털로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

하나의 예에서, 상기 푸셔는 포스 게이지와 동일한 축선에 위치하여, 상기 포스 게이지의 이동을 제어한다. 즉, 푸셔는 포스 게이지의 이동을 제어하는 것으로, 실질적으로 상기 포스 게이지가 전지 셀에 인가하는 압력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 푸셔는, 바 형태의 프레임, 프레임에 회전 가능하게 결합된 딤블 및 딤블의 회전에 의해 회전과 직선 운동하는 스핀들을 포함한다. 상기 스핀들은 프레임의 일측 단부에 결합되며, 상기 스핀들의 단부에는 포스 게이지의 타측 단부가 결합될 수 있다. 즉, 푸셔의 딤블에 의해서, 스핀들을 전진 또는 후진시키고, 이에 따라 상기 푸셔의 일측에 배치되는 포스 게이지의 이동을 제어할 수 있다.

나아가, 상기 내압 측정부는 포스 게이지와 푸셔를 거치하는 거치대 및 상기 거치대가 설치되는 지주를 포함한다. 상기 지주 상에 설치되는 거치대는 소정의 각도를 이루도록 고정 또는 회전되는 구조일 수 있다. 아울러, 상기 거치대는 포스 게이지와 푸셔를 동일한 선상에 위치하도록 거치할 수 있다.

다른 하나의 예에서, 상기 내압 측정부는 지주 및 지주 상에 위치하여, 상기 거치대를 지지하고, 거치대의 각도를 조절하는 각도 조절부재를 더 포함한다. 상기 각도 조절부재는 거치대와 지주를 연결하는 연결축을 포함하고, 상기 연결축은 지주의 일측을 관통하여, 거치대와 지주의 타측을 관통하여 상기 거치대와 지주를 연결할 수 있다. 상기 각도 조절부재는 볼트 및 너트이며, 상기 거치대를 원하는 각도로 설정하고, 상기 볼트 및 너트를 이용하여 상기 거치대를 고정할 수 있다. 한편, 상기 볼트의 축은 연결축을 의미할 수 있다. 상기 각도 조절부재는 포스 게이지의 접촉핀과 전지 셀의 접촉면이 이루는 각도를 조절하기 위한 것으로, 상기 각도 조절부재는 상기 포스 게이지의 접촉핀과 전지 셀의 접촉면이 수직이 되도록 각도를 조절할 수 있다.

구체적인 예에서, 상기 거치대는 길이 방향을 따라 슬릿이 형성된 구조이다. 상기 슬릿은 각도 조절부재의 연결축이 관통되는 영역으로, 거치대를 지주에 고정할 수 있다. 이와 동시에, 상기 거치대는 상기 슬릿의 길이 범위 내에서 상기 거치대를 전진 또는 후진하여, 위치를 조절할 수 있다. 상기 거치대를 전진 또는 후진 하여, 포스 게이지의 접촉핀을 측정 대상에 용이하게 접촉시킬 수 있다.

다른 하나의 예에서, 상기 거치대는 상기 포스 게이지와 푸셔가 안착되는 영역의 양측에 상기 포스 게이지의 측면 방향의 이동을 제한하기 위한 가이드 벽이 형성된 구조이다. 한편, 두 개의 가이드 벽의 폭은 포스 게이지의 폭의 길이와 대응된다. 상기 가이드 벽에 의해 상기 포스 게이지가 좌우로 밀리는 것을 방지하기 위함이다.

또 다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템은, 전지 셀 지그의 이동을 제한하는 밀림 방지 부재를 포함한다. 이때, 상기 밀림 방지 부재는, 내압 측정부가 배치되는 영역의 반대 영역에 위치하는 구조이다.

구체적인 예에서, 내압 측정부의 푸셔를 이용하여 포스 게이지로 전지 셀의 어깨선 영역에 압력을 인가할 때, 전지 셀 지그가 상기 포스 게이지로 압력을 인가하는 방향 측으로 이동될 수 있는데, 상기 밀림 방지 부재는 상기 전지 셀 지그의 이동을 방지하기 위함이다.

나아가, 본 발명에 따른 내압 측정 시스템은 내압 측정부에서 측정한 전지 셀의 내압 측정 결과를 출력하는 출력부 및 전지 셀의 내압 측정 결과를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부는 통상적인 모니터링 장치일 수 있다. 아울러, 상기 저장부는 내압 측정부로부터 측정 결과, 상세하게는 전지 셀의 내압 측정 결과를 전송 받아 저장한다. 상기 저장부는 전지 셀의 내압을 저장하여 이를 데이터 베이스화 할 수 있다. 또한, 여러 조건에 대한 전지 셀의 내압 측정을 통해 파우치형 전지 셀의 최적의 설계안 등을 도출할 수 있다.

구체적인 예에서, 상기 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10)는, 전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되도록 거치대의 각도를 제어하는 과정을 포함한다. 특히, 상기 전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되어야 전지 셀의 내부 압력을 정확하게 측정할 수 있다.

아울러, 상기 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는, 접촉핀이 전지 셀에 힘이 가해지도록 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정은, 포스 게이지에 측정되는 힘의 크기가 증가하지 않을 때까지 상기 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어할 수 있다.

구체적인 예에서, 포스 게이지의 접촉핀을 전지 셀의 어깨선 영역에 접촉시킨 후 푸셔를 이용하여 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 이때, 푸셔를 이용하여 상기 포스 게이지의 압력과 전지 셀의 내부의 압력이 평형을 이룰 때까지 상기 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 포스 게이지에 측정되는 힘은 포스 게이지의 스프링의 변형정도에 비례한다. 포스 게이지를 전지 셀에 접촉시키고, 느린 속도로 압력을 가하면, 상기 전지 셀에 인가되는 압력이 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘이 일정하게 증가한다. 한편, 힘의 평형을 이룬 다음에는 전지 셀의 변형에 의한 힘이 추가로 측정되어 기울기가 변하게 된다. 이때, 확인된 변곡점은 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이루는 지점이므로 전지 셀 내부의 압력이라 할 수 있다.

하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 방법은 하기 식 1에 의해 전지 셀의 내압이 산출된다. 하기 식 1에서 포스 게이지에서 측정된 힘은 상술한 바와 같이 전지 셀에 인가되는 압력이 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘을 의미한다:

[식 1]

상술한 바와 같이, 본 발명의 전지 셀의 내압 측정 시스템 및 이를 이용한 전지 셀의 내압 측정 방법에 따르면, 전지 셀 내부의 가스 발생에 의한 전지 셀의 내압을 용이하게 측정할 수 있다. 이에 따라, 전지 셀의 퇴화에 따른 가스 발생에 의한 누출(venting) 시점 등을 용이하게 예측할 수 있다.

이하, 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 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.

(제1 실시형태)

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(100)은 전지 셀(111)을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트(112, 113)를 포함하는 전지 셀 지그(110); 전지 셀(111)과 전기적으로 연결되는 충방전부(120); 및 전지 셀(111)에서 전극 리드가 형성된 테라스부(1111)와 전지 셀의 전극 조립체 수용부 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀(111)의 충방전시 전지 셀(111)의 내압을 측정하는 내압 측정부(130)를 포함한다.

구체적으로, 전지 셀 지그(110)에 수납된 전지 셀(111)은, 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트(112, 113)에 의해서 전지 셀(111)의 두께 방향에 대한 스웰링이 제한된다. 이러한 경우, 제1 및 제2 플레이트(112, 113)가 접하지 않는 전지 셀(111)의 어깨선 영역에 스웰링이 발생하게 되어, 상기 어깨선 영역의 스웰링을 측정하게 되면, 보다 신속하고 정확하게 전지 셀(111)의 내압을 측정할 수 있다. 한편, 상기 전지 셀(111)의 어깨 영역에 내압 측정부(130)를 접촉시키기 위해서는 전지 셀(111)의 어깨선 영역이 노출되는 것이 바람직하다.

상기 전지 셀 지그(110)의 제1 및 제2 플레이트(112, 113)의 길이(L1)는 전지 셀(111)의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조를 갖는다. 구체적으로, 전지 셀 지그(110)는 제1 및 제2 플레이트(112, 113)의 길이(L1)가 전지 셀(111)의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조로 형성되어, 후술하게 되는 내압 측정부(130)가 측정하고자 하는 전지 셀(111)의 어깨선 영역이 전지 셀 지그(110)에서 노출될 수 있다.

아울러, 상기 전지 셀 지그(110)는 복수개의 볼트(114) 및 너트(115)를 포함한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 전지 셀 지그(110)는 볼트(114) 및 너트(115)를 4 내지 12개를 포함한다. 예를 들면, 상기 전지 셀 지그(110)는 볼트(114) 및 너트(115)를 각각 6개 포함한다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(100)은 전지 셀(111)과 전기적으로 연결되는 충방전부(120)를 포함한다. 상기 충방전부(120)는 전지 셀(111)의 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 충방전을 통해 전지 셀(111)을 활성화시킬 수 있다. 이때, 충방전부(120)는 충방전 라인(미도시)을 통해 전지 셀(111)의 전극 리드와 전기적으로 연결된다.

본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(100)은 전지 셀(111)의 충방전시 전지 셀(111)의 내압을 측정하는 내압 측정부(130)를 포함한다. 구체적으로, 상기 내압 측정부(130)는 일측에 접촉핀(1311)을 포함하는 구조의 포스 게이지(131), 포스 게이지(131)의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지(131)의 이동을 제어하는 푸셔(132) 및 포스 게이지(131)와 푸셔(132)가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지(131)와 푸셔(132)를 거치하는 거치대(133)를 포함하는 구조이다. 구체적으로, 포스 게이지(131)의 접촉핀(1311)을 전지 셀(111)의 어깨선 영역에 접촉시킨 후 푸셔(132)를 이용하여 포스 게이지(131)를 전지 셀(111) 측으로 이동시킨다. 이때, 푸셔(132)를 이용하여 상기 포스 게이지(131)의 압력과 전지 셀(111)의 내부의 압력이 평형을 이룰 때까지 상기 포스 게이지(131)를 전지 셀(111) 측으로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 포스 게이지(131)에 측정되는 힘은 포스 게이지(131)의 스프링의 변형정도에 비례한다. 포스 게이지(131)를 전지 셀(111)에 접촉시키고, 느린 속도로 압력을 가하면, 상기 전지 셀(111)에 인가되는 압력이 전지 셀(111)의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘이 일정하게 증가한다. 한편, 힘의 평형을 이룬 다음에는 전지 셀의 변형에 의한 힘이 추가로 측정되어 기울기가 변하게 된다. 이때, 확인된 변곡점은 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이루는 지점이므로 파우치 내부의 압력이라 할 수 있다.

본 발명에서, 포스 게이지(131)는 미는 힘을 측정하는 통상적인 디지털 포스 게이지로, 일측에는 접촉핀(1311)을 포함하는 구조이다. 예를 들어, 상기 포스 게이지(131)의 접촉핀(1311)으로 전지 셀(111)의 어깨선 영역을 압박함으로써 포스 게이지(131)의 서포트 스프링의 탄성력이 일정한 값으로 측정된다. 한편, 상기 접촉핀(1311)은 실질적으로 전지 셀(111)과 맞닿는 영역이며, 소정의 면적을 갖는다. 예를 들어, 내압 측정부(130)에서 측정되는 전지 셀(111)의 내압은 상기 변곡점에서의 힘(N)을 상기 전지 셀(111)에 접하는 접촉 핀의 면적(mm²)을 나눈 값일 수 있다.

아울러, 상기 포스 게이지(131)는 수평면과 이루는 각도가 20 내지 60°범위인 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 포스 게이지(131)는 포스 게이지(131)의 축과 전지 셀(111)과 접촉하는 영역과 수직을 이룰 때, 정확한 힘을 측정할 수 있다. 아울러, 상기 포스 게이지(131)는 그 측정값을 디지털로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 푸셔(132)는 포스 게이지(131)와 동일한 축선에 위치하여, 상기 포스 게이지(131)의 이동을 제어한다. 즉, 푸셔(132)는 포스 게이지(131)의 이동을 제어하는 것으로, 실질적으로 상기 포스 게이지(131)가 전지 셀(111)에 인가하는 압력을 제어한다. 구체적으로, 상기 푸셔(132)는, 바 형태의 프레임(1321), 프레임(1321)에 회전 가능하게 결합된 딤블(1322) 및 딤블(1322)의 회전에 의해 회전과 직선 운동하는 스핀들(1323)을 포함한다. 상기 스핀들(1323)은 프레임(1321)의 일측 단부에 결합되며, 상기 스핀들(1323)의 단부에는 포스 게이지(131)의 타측 단부가 결합된다. 즉, 푸셔(132)의 딤블(1322)에 의해서, 스핀들(1323)을 전진 또는 후진시키고, 이에 따라 상기 푸셔(132)의 일측에 배치되는 포스 게이지(131)의 이동을 제어할 수 있다.

나아가, 상기 내압 측정부(130)는 포스 게이지(131)와 푸셔(132)를 거치하는 거치대(133) 및 상기 거치대(133)가 설치되는 지주(134)를 포함한다. 상기 지주(134) 상에 설치되는 거치대(133)는 소정의 각도를 이루도록 고정 또는 회전되는 구조일 수 있다. 아울러, 상기 거치대(133)는 포스 게이지(131)와 푸셔(132)동일한 선상에 위치하도록 거치할 수 있다. 도면에는 상기 거치대(133)가 플레이트 형태로 도시되어 있으나, 상기 포스 게이지(131)와 푸셔(132)를 거치하기 위한 형태라면 어떠한 형태여도 무관하다.

(제2 실시형태)

도 3은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(200)은 전지 셀(211)을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트(212, 213)를 포함하는 전지 셀 지그(210); 전지 셀(211)과 전기적으로 연결되는 충방전부(220); 및 전지 셀(211)에서 전극 리드가 형성된 테라스부(2111)와 전극 조립체 수용부(L2) 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀(211)의 충방전시 전지 셀(211)의 내압을 측정하는 내압 측정부(230)를 포함한다.

본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(200)은 전지 셀(211)의 충방전시 전지 셀(211)의 내압을 측정하는 내압 측정부(230)를 포함한다. 구체적으로, 상기 내압 측정부(230)는 일측에 접촉핀(2311)을 포함하는 구조의 포스 게이지(231), 포스 게이지(231)의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지(231)의 이동을 제어하는 푸셔(232) 및 포스 게이지(231)와 푸셔(232)가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지(231)와 푸셔(232)를 거치하는 거치대(233)를 포함하는 구조이다. 아울러, 상기 내압 측정부(230)는 지주(234) 및 지주(234) 상에 위치하여, 상기 거치대(233)를 지지하고, 거치대(233)의 각도를 조절하는 각도 조절부재(235)를 더 포함한다. 상기 각도 조절부재(235)는 거치대(233)와 지주(234)를 연결하는 연결축을 포함하고, 상기 연결축은 지주(234)의 일측을 관통하여, 거치대(233)와 지주(234)의 타측을 관통하여 상기 거치대(233)와 지주(234)를 연결한다. 상기 각도 조절부재(235)는 볼트 및 너트이며, 상기 거치대(233)를 원하는 각도로 설정하고, 상기 볼트 및 너트를 이용하여 상기 거치대를 고정한다. 한편, 상기 볼트의 축은 연결축을 의미할 수 있다. 상기 각도 조절부재(235)는 포스 게이지(231)의 접촉핀(2311)과 전지 셀(211)의 접촉면이 이루는 각도를 조절하기 위한 것으로, 상기 각도 조절부재(235)는 상기 포스 게이지(231)의 접촉핀(2311)과 전지 셀(211)의 접촉면이 수직이 되도록 각도를 조절한다.

도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 내압 측정부를 나타낸 모식도이다.

도 4를 참조하면, 상기 내압 측정부(230)의 거치대(233)에 포스 게이지(231)와 푸셔(232)를 거치된 형태를 보여준다. 상기 거치대(233)는 길이 방향을 따라 슬릿(2332)이 형성된 구조이다. 상기 슬릿(2332)은 각도 조절부재(235)의 연결축(2351)이 관통되는 영역으로, 거치대(233)를 지주(234)에 고정할 수 있다. 이와 동시에, 상기 거치대(233)는 상기 슬릿(2332)의 길이 범위 내에서 상기 거치대(233)를 전진 또는 후진하여, 위치를 조절할 수 있다. 상기 거치대(233)를 전진 또는 후진 하여, 포스 게이지(231)의 접촉핀(2311)을 측정 대상에 용이하게 접촉시킬 수 있다.

아울러, 상기 거치대(233)는 상기 포스 게이지(231)와 푸셔(232)가 안착되는 영역의 양측에 상기 포스 게이지(231)의 측면 방향의 이동을 제한하기 위한 가이드 벽(2331)이 형성된 구조이다. 한편, 두 개의 가이드 벽(2331)의 폭은 포스 게이지(231)의 폭의 길이와 대응된다. 상기 가이드 벽(2331)에 의해 상기 포스 게이지(231)가 좌우로 밀리는 것을 방지하기 위함이다.

각 구성에 대한 설명은 전술 하였으며, 각 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

(제3 실시형태)

도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 모식도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(300)은 전지 셀(311)을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트(312, 313)를 포함하는 전지 셀 지그(310); 전지 셀(311)과 전기적으로 연결되는 충방전부(320); 및 전지 셀(311)에서 전극 리드가 형성된 테라스부(3111)와 전극 조립체 수용부(L2) 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀(311)의 충방전시 전지 셀(311)의 내압을 측정하는 내압 측정부(330)를 포함한다.

아울러, 본 발명에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템(300)은, 전지 셀 지그(310)의 이동을 제한하는 밀림 방지 부재(360)를 포함한다. 이때, 상기 밀림 방지 부재(360)는, 내압 측정부(330)가 배치되는 영역의 반대 영역에 위치하는 구조이다.

구체적으로, 내압 측정부(330)의 푸셔(332)를 이용하여 포스 게이지(331)로 전지 셀(311)의 어깨선 영역에 압력을 인가할 때, 전지 셀 지그(310)가 상기 포스 게이지(331)로 압력을 인가하는 방향 측으로 이동될 수 있는데, 상기 밀림 방지 부재(360)는 상기 전지 셀 지그(310)의 이동을 방지하기 위함이다. 도면에서 상기 밀림 방지 부재(360)는 블록 형태로 도시하였으나, 어떠한 형태여도 무관하다.

(제4 실시형태)

도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 내압 측정 방법을 나타내는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 볼명에 따른 전지 셀의 내압 측정 방법은 전지 셀의 내압 측정 시스템의 전지 셀 지그에 전지 셀을 안착시킨 후, 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10); 및 충방전에 따른 전지 셀에 스웰링을 유도하고, 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)를 포함한다.

상기 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10)는, 전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되도록 거치대의 각도를 제어하는 과정을 포함한다. 특히, 상기 전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되어야 전지 셀의 내부 압력을 정확하게 측정할 수 있다.

상기 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는, 접촉핀이 전지 셀에 힘이 가해지도록 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정을 포함한다. 구체적으로, 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정은, 포스 게이지에 측정되는 힘의 크기가 증가하지 않을 때까지 상기 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어한다.

구체적으로, 포스 게이지의 접촉핀을 전지 셀의 어깨선 영역에 접촉시킨 후 푸셔를 이용하여 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 이때, 푸셔를 이용하여 상기 포스 게이지의 압력과 전지 셀의 내부의 압력이 평형을 이룰 때까지 상기 포스 게이지를 전지 셀 측으로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 포스 게이지에 측정되는 힘은 포스 게이지의 스프링의 변형정도에 비례한다. 포스 게이지를 전지 셀에 접촉시키고, 느린 속도로 압력을 가하면, 상기 전지 셀에 인가되는 압력이 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘이 일정하게 증가한다. 한편, 힘의 평형을 이룬 다음에는 전지 셀의 변형에 의한 힘이 추가로 측정되어 기울기가 변하게 된다. 이때, 확인된 변곡점은 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이루는 지점이므로 전지 셀 내부의 압력이라 할 수 있다.

보다 구체적으로, 하기 식 1에 의해 전지 셀의 내압이 산출된다. 하기 식 1에서 포스 게이지에서 측정된 힘은 상술한 바와 같이 전지 셀에 인가되는 압력이 전지 셀의 내부 압력과 평형을 이룰 때 까지는 측정되는 힘을 의미한다:

[식 1]

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100, 200, 300: 내압 측정 시스템
110, 210, 210: 전지 셀 지그
111, 211, 311: 전지 셀
1111, 2111, 3111: 테라스부
112, 212, 312: 제1 플레이트
113, 213, 313: 제2 플레이트
114: 볼트
115: 너트
120, 220, 321: 충방전부
130, 230, 330: 내압 측정부
131, 231, 331: 포스 게이지
1311, 2311, 3311: 접촉핀
132, 232, 332: 푸셔
1321: 프레임
1322: 딤블
1323: 스핀들
133, 233: 거치대
134, 234: 지주
235: 각도 조절부재
360: 밀림 방지 부재

Claims

전지 셀을 사이에 두고 양면에서 가압하는 제1 및 제2 플레이트를 포함하는 전지 셀 지그;
전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및
전지 셀에서 전극 리드가 형성된 테라스부와 전극 조립체 수용부 사이의 어깨선 영역에 접촉하여, 전지 셀의 충방전시 전지 셀의 내압을 측정하는 내압 측정부; 를 포함하며,
상기 내압 측정부는, 일측에 접촉핀을 포함하는 구조의 포스 게이지(Force gauge), 포스 게이지의 타측에 위치하여 상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 푸셔 및 포스 게이지와 푸셔가 서로 동일한 축에 위치하도록 상기 포스 게이지와 푸셔를 거치하는 거치대를 포함하는 구조인 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
전지 셀 지그의 제1 및 제2 플레이트의 길이(L1)는 전지 셀의 전극 조립체 수용부(L2)의 길이 보다 짧은 구조를 갖는 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
전지 셀 지그는, 제1 및 제2 플레이트 사이에 전지 셀을 개재한 상태에서, 상기 제1 및 제2 플레이트를 서로 고정하는 볼트 및 너트를 포함하는 구조인 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
포스 게이지는, 접촉핀의 축과 수평면이 이루는 각도가 20 내지 60°범위인 구조를 갖는 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
푸셔는,
바 형태의 프레임;
프레임에 회전 가능하게 결합된 딤블; 및
딤블의 회전에 의해 회전 및 직선 운동하는 스핀들을 포함하는 구조인 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
내압 측정부는,
지주; 및
지주 상에 위치하여, 거치대의 각도를 조절하는 각도 조절부재를 더 포함하는 구조인 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
거치대는, 상기 포스 게이지와 푸셔가 안착되는 영역의 양측에 상기 포스 게이지의 측면 방향의 이동을 제한하는 가이드 벽이 형성된 구조인 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
내압 측정부에서 측정한 전지 셀의 내압 측정 결과를 출력하는 출력부; 및
전지 셀의 내압 측정 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하는 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,
전지 셀의 내압 측정 시스템은, 전지 셀 지그의 이동을 제한하는 밀림 방지 부재를 포함하는 전지 셀의 내압 측정 시스템.
제 1 항에 따른 전지 셀의 내압 측정 시스템의 전지 셀 지그에 전지 셀을 안착시킨 후, 전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10); 및
충방전에 따른 전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)를 포함하는 전지 셀의 내압 측정 방법.
제 10 항에 있어서,
전지 셀의 어깨선 영역에 포스 게이지의 접촉핀을 접촉시키는 단계(S10)는,
전지 셀의 어깨선 영역의 접촉면과 포스 게이지의 축이 수직이 되도록 거치대의 각도를 제어하는 과정을 포함하는 전지 셀의 내압 측정 방법.
제 10 항에 있어서,
전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는,
접촉핀이 전지 셀에 힘이 가해지도록 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정을 포함하고,
상기 포스 게이지의 이동을 제어하는 과정은, 포스 게이지에 측정되는 힘의 크기가 증가하지 않을 때까지 푸셔로 포스 게이지의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 전지 셀의 내압 측정 방법.
제 12 항에 있어서,
전지 셀의 내압을 측정하는 단계(S20)는,
하기 식 1에 의해 전지 셀의 내압이 산출되는 것인 전지 셀의 내압 측정 방법:
[식 1]
제 1 항에 있어서,
전지 셀 지그에 수납되는 전지 셀은 파우치형 전지 셀인 것을 특징으로 하는 전지 셀의 내압 측정 방법.