KR20220060972A - 전지 불량 선별 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 전지 불량 선별 장치 및 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 전지의 제조 공정중 또는 전지의 제조 공정 후 전지의 잠재적 불량을 선별할 수 있는 전지 불량 선별 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 이를 위해 본 개시는 이차 전지를 고정하는 전지 고정부; 상기 이차 전지를 방전하는 방전부; 상기 이차 전지를 충전하는 충전부; 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하고, 제1시간 경과후 제1전압값을 측정하며, 제2시간 경과후 제2전압값을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 초기 전압값에서 상기 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하며, 상기 초기 전압값에서 상기 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는 불량 선별부를 포함하는, 전지 불량 선별 장치를 제공한다.
Description
본 개시(disclosure)는 전지 불량 선별 장치 및 방법에 관한 것이다.
일례로, 재충전 가능한 전지(또는 이차 전지, 배터리 셀이라함)는 형상에 따라 각형, 원통형, 파우치형 등으로 분류될 수 있다. 각형 또는 원통형 전지는 금속 캔의 내부에 양극, 분리막 및 음극을 갖는 전극 조립체(또는 전극군이라함)가 삽입된 후 밀봉되어 제조되고, 파우치형 전지는 전극 조립체가 절연체로 코팅된 알루미늄 포일로 감싸여져 제조될 수 있다.
한편, 전지는 충방전 동작이 반복됨에 따라 셀 두께(또는 부피)가 자연스럽게 증가하며, 이러한 현상을 통상 스웰링(swelling)이라 한다. 일반적으로 전지가 모듈 또는 팩 등으로 조립될 때 스웰링에 의해 모듈이나 팩의 외관이 변형되지 않도록 엔드 플레이트(end plate) 및 사이드 플레이트(side plate) 등으로 전지의 외관이 마감 처리된다. 즉, 다수의 전지가 엔드 플레이트 및 사이드 플레이트의 내부에서 팽창이 억제되도록 고정된다.
이에 따라, 전지의 제조 공정중 이물(예를 들면, 도전성 입자)이 전극 조립체나 캔 또는 파우치에 유입되면, 전지의 충방전 시 전지의 외부는 고정된 상태에서 전지 내부의 전극 조립체의 두께가 증가하므로(예를 들면, 음극 활물질의 두께가 증가함), 결국 이물이 분리막 또는 절연막을 손상시켜(또는 관통시켜), 이물이 양극판과 음극판을 전기적으로 쇼트시키게 된다.
이러한 배경 기술에 개시된 상술한 정보는 본 개시의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 개시는 전지의 제조 공정중 또는 전지의 제조 공정 후 전지의 잠재적 불량을 선별할 수 있는 전지 불량 선별 장치 및 방법을 제공한다. 일례로, 본 개시는 전지 셀, 전지 모듈, 전지 팩 또는 차량에 장착된 전지에 대해 불량을 선별할 수 있는 전지 불량 선별 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 일례로, 본 개시는 단기간 내에 전지의 불량을 선별할 수 있는 진지 불량 선별 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시에 따른 전지 불량 선별 장치는 이차 전지를 고정하는 전지 고정부; 상기 이차 전지를 방전하는 방전부; 상기 이차 전지를 충전하는 충전부; 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하고, 제1시간 경과후 제1전압값을 측정하며, 제2시간 경과후 제2전압값을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 초기 전압값에서 상기 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하며, 상기 초기 전압값에서 상기 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는 불량 선별부를 포함할 수 있다.
상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부를 더 포함하고, 상기 불량 선별부는 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하기 전에, 상기 충전부 및 상기 방전부를 이용하여 상기 이차 전지의 충방전을 반복하되, 상기 전압 측정부에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하며, 상기 전류 측정부에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산하고, 상기 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산하며, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 상기 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 크면 정상 전지로 판단할 수 있다.
상기 전지 고정부는 상기 이차 전지의 충전 또는 방전 중 상기 이차 전지의외부 두께가 증가하지 않도록 상기 이차 전지의 외측을 고정할 수 있다.
상기 방전부는 상기 이차 전지에 설정된 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압까지 상기 이차 전지를 방전시킬 수 있다.
상기 충전부는 상기 이차 전지에 설정된 완전 충전 전압보다 더 높은 전압까지 상기 이차 전지를 충전시킬 수 있다.
상기 제1시간보다 상기 제2시간이 더 길 수 있다.
상기 이차 전지의 초기 전압값 측정후 휴지 시간이 제공될 수 있다.
상기 제1기준값보다 상기 제2기준값이 더 작을 수 있다.
표시부를 더 포함하고, 상기 표시부는 정상 전지, 하드 쇼트가 발생된 불량 전지 또는 소프트 쇼트가 발생된 불량 전지를 표시할 수 있다.
본 개시에 따른 전지 불량 선별 방법은 이차 전지를 고정하는 전지 고정 단계; 상기 이차 전지를 방전하는 방전 단계; 상기 이차 전지를 충전하는 충전 단계; 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하고, 제1시간 경과후 제1전압값을 측정하며, 제2시간 경과후 제2전압값을 측정하는 전압 측정 단계; 및 상기 초기 전압값에서 상기 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하며, 상기 초기 전압값에서 상기 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는 불량 선별 단계를 포함할 수 있다.
상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정 단계를 더 포함하고, 상기 불량 선별 단계는 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하기 전에, 상기 충전 단계 및 상기 방전 단계를 이용하여 상기 이차 전지의 충방전을 반복하되, 상기 전압 측정 단계에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하며, 상기 전류 측정 단계에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산하고, 상기 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산하며, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 상기 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 크면 정상 전지로 판단할 수 있다.
상기 전지 고정 단계는 상기 이차 전지의 충전 또는 방전 중 상기 이차 전지의 두께가 증가하지 않도록 상기 이차 전지의 외측을 고정함을 포함할 수 있다.
상기 방전 단계는 상기 이차 전지에 설정된 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압까지 상기 이차 전지를 방전시킴을 포함할 수 있다.
상기 충전 단계는 상기 이차 전지에 설정된 완전 충전 전압보다 더 높은 전압까지 상기 이차 전지를 충전시킴을 포함할 수 있다.
상기 제1시간보다 상기 제2시간이 더 길 수 있다.
상기 이차 전지의 초기 전압값 측정후 휴지 시간이 제공될 수 있다.
상기 제1기준값보다 상기 제2기준값이 더 작을 수 있다.
표시 단계를 더 포함하고, 상기 표시 단계는 정상 전지, 하드 쇼트가 발생된 불량 전지 또는 소프트 쇼트가 발생된 불량 전지를 표시할 수 있다.
본 개시는 전지의 제조 공정중 또는 전지의 제조 공정 후 전지의 잠재적 불량을 선별할 수 있는 전지 불량 선별 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 일례로, 본 개시는 전지 셀, 전지 모듈, 전지 팩 또는 차량에 장착된 전지에 대해 불량을 선별할 수 있는 전지 불량 선별 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 일례로, 본 개시는 단기간 내에 전지의 불량을 선별할 수 있는 진지 불량 선별 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치의 구성을 도시한 블럭 다이아그램이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치중 예시적 전지 불량 선별부의 구성을 도시한 블럭 다이아그램이다.
도 3은 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치와 예시적 고정부의 내측에 고정된 전지 사이의 전기적 연결 관계를 도시한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 전지의 내부에 이물이 위치된 예시적 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치중 예시적 전지 불량 선별부의 구성을 도시한 블럭 다이아그램이다.
도 3은 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치와 예시적 고정부의 내측에 고정된 전지 사이의 전기적 연결 관계를 도시한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 전지의 내부에 이물이 위치된 예시적 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 방법을 도시한 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 개시들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 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 개시을 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, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"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 개시의 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 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 개시의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 개시의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 개시을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 개시에 따른 불량 선별부(제어부 또는 컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 불량 선별부(제어부 또는 컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 불량 선별부(제어부 또는 컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 불량 선별부(제어부 또는 컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 불량 선별부(제어부 또는 컨트롤러)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 개시에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 개시의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 1은 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치(100)의 구성을 도시한 블럭 다이아그램이다. 도 1에 도시된 예에서, 전지 불량 선별 장치(100)는 전지 고정부(110), 방전부(120), 충전부(130), 전압 측정부(140), 타이머(150), 전지 불량 선별부(160) 및 표시부(170)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별 장치(100)는 전류 측정부(180)를 더 포함할 수 있다.
전지 고정부(110)는 이차 전지(101)를 기계적으로 고정할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 고정부(110)는 전지의 외측면에 기계적으로 밀착되어, 이차 전지(101)의 충방전중에 이차 전지(101)의 스웰링 시 이차 전지(101)의 외부 두께 또는 외부 부피가 변하지 않도록 할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 고정부(110)에 의해 이차 전지(101)의 외부 두께 또는 외부 부피는 변화 없으나, 이차 전지(101)의 내부 두께가 증가할 수 있다(즉, 전극 조립체의 두께가 증가할 수 있다). 일부 예들에서, 전지 고정부(110)는 이차 전지(101)를 중심으로 이차 전지(101)의 장변부를 압착할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 고정부(110)는 이차 전지(101)의 장변부에 밀착된 한쌍의 바텀 플레이트(111) 및 탑 플레이트(112)와, 이차 전지(101)의 단변부에 위치되어 한쌍의 바텀 플레이트(111) 및 탑 플레이트(112)를 연결하는 한쌍의 사이드 플레이트(113)를 포함할 수 있다(도 3 참조). 일부 예들에서, 전지 고정부(110)는 유압 실린더나 공압 실린더에 의해 움직이는 가변 사이드 플레이트를 포함할 수 있다.
방전부(120)는 이차 전지(101)에 전기적으로 연결되어 이차 전지(101)를 강제로 방전시킬 수 있다(즉, 자연 방전이 아님). 일부 예들에서, 이차 전지(101)는 방전부(120)의 방전 부하에 연결되어 강제로 방전 기준 전압까지 방전될 수 있다. 일부 예들에서, 방전 기준 전압은 이차 전지(101)에 설정된 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압일 수 있다. 일부 예들에서, 이차 전지(101)의 완전 방전 전압이 대략 3.2V로 설정되었다면, 방전 기준 전압은 그보다 낮은 대략 3.0V일 수 있다.
충전부(130)는 이차 전지(101)에 전기적으로 연결되어 이차 전지(101)를 충전시킬 수 있다. 일부 예들에서, 이차 전지(101)는 충전부(130)의 충전기에 연결되어 충전 기준 전압까지 충전될 수 있다. 일부 예들에서, 충전 기준 전압은 이차 전지(101)에 설정된 완전 충전 전압보다 더 높은 전압일 수 있다. 일부 예들에서, 이차 전지(101)의 완전 충전 전압이 대략 4.0V로 설정되었다면, 충전 기준 전압은 그보다 높은 대략 4.3V일 수 있다.
전압 측정부(140)는 이차 전지(101)에 전기적으로 연결되어 이차 전지(101)의 충전후 초기 전압값(V0)을 측정하고, 초기 전압값을 불량 선별부(160)에 전송할 수 있다. 전압 측정부(140)는 또한 제1시간 경과후 제1전압값(V1)을 측정하고, 제1전압값을 불량 선별부(160)에 전송할 수 있다. 전압 측정부(140)는 또한 제2시간 경과후 제2전압값(V2)을 측정하고, 제2전압값을 불량 선별부(160)에 전송할 수 있다. 일부 예들에서, 초기 전압값의 측정 후 휴지 시간이 더 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 제1시간은 휴지 시간 이후의 시간일 수 있다. 일부 예들에서, 제2시간은 제1시간 이후의 시간일 수 있다. 일부 예들에서, 휴지 시간이 제1시간보다 더 길 수 있다. 일부 예들에서, 제2시간이 제1시간보다 더 길 수 있다.
타이머(150)는 경과 시간을 측정하여 전지 불량 선별부(160)에 제공할 수 있다. 일례로, 타이머(150)는 휴지 시간, 제1시간 및 제2시간을 측정하여 전지 불량 선별부(160)에 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 타이머(150)는 펄스 생성기 또는 오실레이터를 포함하는 집접회로칩을 포함할 수 있다.
불량 선별부(160)는 중앙처리장치(CPU(161)), 램(RAM(162)) 및 롬(ROM(163))을 포함할 수 있다. 롬에는 본 개시에 따른 전지 불량 선별 방법을 구현하기 위한 알고리즘, 소프트웨어 또는 프로그램이 저장될 수 있고, 또한 휴지 시간, 제1시간, 제2시간, 제1기준값, 제2기준값 등과 같은 다양한 데이터가 저장될 수 있다. 램에는 측정된 초기 전압값, 측정된 제1전압값, 측정된 제2전압값 및 측정된 전류값 등과 같은 데이터가 저장될 수 있다. 중앙처리장치(161)는 방전부(120), 충전부(130), 전압 측정부(140), 전류 측정부(180), 표시부(170) 및/또는 타이머(150)와 데이터를 주고 받으며, 본 개시에 따른 전지 불량 선별 방법을 수행할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 고정부(110)가 유압 실린더 또는 공압 실린더에 의해 동작할 경우, 이는 중앙처리장치(161)에 의해 제어될 수 있다. 일부 예들에서, 전압 측정부(140) 및 전류 측정부(180)는 이차 전지(101)의 배터리모니터링시스템(BMS)에 구비된 전압 센서 및 전류 센서일 수 있다.
일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값(dV=V0-V1)이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값(dV=V0-V1)이 제1기준값보다 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값(dV=V0-V2)이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값(dV=V0-V2)이 제2기준값보다 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다.
일부 예들에서, 제1기준값이 제2기준값보다 크게(또는 높게) 설정될 수 있다. 따라서, 제1기준값은 이차 전지(101)의 내부의 하드 쇼트에 대한 기준이 되고 제2기준값은 이차 전지(101)의 내부의 소프트 쇼트에 대한 기준이 될 수 있다. 일부 예들에서, 하드 쇼트는 내부 단락에 의해 이차 전지에 화재가 발생하는 경우이고, 소프트 쇼트는 내부 단락에 의해 이차 전지의 전압이 저하되는 경우를 의미할 수 있다. 일부 예들에서, 하드 쇼트가 발생되는 이차 전지는 모듈이나 팩에서 사용할 수 없고, 소프트 쇼트가 발생되는 이차 전지는 모듈이나 팩에서 사용될 수 있다.
표시부(170)는 전지 불량 선별부(160)로부터 데이터를 입력받아 작업자에게 정상 전지, 하드 쇼트가 발생된 불량 전지 또는 소프트 쇼트가 발생된 불량 전지를 각각 표시할 수 있다.
한편, 전류 측정부(180)는 이차 전지(101)의 충방전중 지속적으로 이차 전지(101)의 전류를 측정하고 이를 전지 불량 선별부(160)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 전지 불량 선별부(160)는 추가적으로 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)을 이용하여 전지의 불량 여부를 선별할 수 있다. 일부 예들에서, 불량 선별부(160)는 이차 전지(101)의 충전후 초기 전압값을 측정하기 전에, 충전부(130) 및 방전부(120)를 이용하여 이차 전지(101)의 충방전을 대략 2회 내지 대략 10회 반복할 수 이다. 이때, 불량 선별부(160)는 전압 측정부(140)에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하고, 전류 측정부(180)에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산할 수 있다. 일부 예들에서, 불량 선별부(160)는 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산할 수 있다. 마지막으로, 불량 선별부(160)는 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 물론, 불량 선별부(160)는 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 크면 정상 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 전류 변화값 및 축전량 변화값은 시간에 대한 변화값을 의미할 수 있다. 일부 예들에서, 시간은 마이크로초, 밀리초, 또는 초를 의미할 수 있다. 일부 예들에서, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)은 차동 전압(differential voltage)으로 지칭될 수도 있다.
일부 예들에서, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작다는 것은 이차 전지의 충전이 지속되어도 전압 및/또는 축전량이 감소된다는 의미일 수 있고, 0보다 크다는 것은 이차 전지의 충전이 지속됨에 따라 전압 및/또는 축전량이 증가된다는 의미일 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치(100)중 예시적 전지 불량 선별부(160)의 구성을 도시한 블럭 다이아그램이다. 도 2에 도시된 예에서, 예시적 전지 불량 선별부(160)는 전압 입력부(164), 전압 변화 계산부(165) 및 불량 판단부(166)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 예시적 전지 불량 선별부(160)는 전류 입력부(167), 충전전기량 계산부(168) 및 차동 전압 계산부(169)를 더 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 전압 변화 계산부(165)는 이차 전지(101)의 충전이 완료된 후 측정된 초기 측정 전압(V0)에서 휴지 시간 및 제1시간 경과 후 측정된 제1측정 전압(V1)을 감산하여 제1전압 변화값을 계산하고, 그 결과값을 불량 판단부(166)로 전송할 수 있다. 또한, 전압 변화 계산부(165)는 초기 측정 전압(V0)에서 제2시간 경과 후 측정된 제2측정 전압(V2)을 감산하여 제2전압 변화값을 계산하고, 그 결과값을 불량 판단부(166)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 불량 판단부(166)는 제1전압 변화값을 제1기준값과 비교하여 전지의 불량 여부(예를 들면, 하드 쇼트 여부)를 판단하고 또한 제2전압 변화값을 제2기준값과 비교하여 전지의 불량 여부(예를 들면, 소프트 쇼트 여부)를 판단할 수 있다.
일부 예들에서 전압 변화 계산부(165)는 상술한 바와 같이 초기 측정 전압을 획득하기 이전에 충전과 방전을 다수회 반복하는 중에 전압 변화값(dV)을 차동 전압 계산부(169)에 제공할 수 있다. 또한, 충전전기량 계산부(168)는 전류 입력부(167)에서 입력된 전류값을 이용하여 이차 전지(101)의 충전 전기량(Q)을 계산하고, 그 결과를 차동 전압 계산부(169)에 전송할 수 있다. 이에 따라 차동 전압 계산부(169)는 충전 전기량 변화(dQ)를 계산하고, 또한 전압 변화량 및 충전 전기량 변화를 이용하여 차동 전압(dV/dQ)을 계산하며, 그 결과를 불량 판단부(166)에 전송할 수 있다. 불량 판단부(166)는 차동 전압(dV/dQ)이 0보다 작으면 이차 전지(101)의 충방전을 즉시 중지하고 이차 전지(101)에 하드 쇼트가 발생된 것으로 판단하며 차동 전압(dV/dQ)이 0보다 크면 이차 전지(101)가 정상인 것으로 판단하여 이차 전지(101)의 충방전을 미리 정해진 횟수만큼 반복할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 개시는 전지의 충방전 반복 동작 중 전지 내부의 하드 쇼트 여부를 선별할 수 있고, 또한 전지의 충전 완료후 전지 내부의 하드 쇼트 및/또는 소프트 쇼트 여부를 선별할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 전지의 불량 선별은 전지의 제조 공정중 또는 전지의 제조 공정 후 임의의 시기에 이루어질 수 있다. 일례로, 본 개시는 전지 셀, 전지 모듈, 전지 팩 또는 차량에 장착된 전지에 대해 불량을 선별할 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 장치(100)와 예시적 전지 고정부(110)의 내측에 고정된 이차 전지(101) 사이의 전기적 연결 관계를 도시한 개략도이다.
도 3에 도시된 예에서, 전지 고정부(110)는 바텀 플레이트(111), 탑 플레이트(112) 및 사이드 플레이트(113)를 포함할 수 있고, 전지 고정부(110)의 내측에 이차 전지(101)가 위치될 수 있다. 여기서, 바텀 플레이트(111)와 탑 플레이트(112)는 이차 전지(101)의 바닥면 및 상면에 각각 밀착됨으로써, 이차 전지(101)의 충방전이 반복된다고 해도 이차 전지(101)의 외부 두께 또는 외부 부피가 증가하지 않는다.
일부 예들에서, 이차 전지(101)는 양극판(102b), 분리막(102a) 및 음극판(102c)이 적층된 채 권취 또는 스택된 전극 조립체(102)와, 전극 조립체(102)의 외측에 위치된 절연 시트(105)와, 전극 조립체(102)를 감싸는 인클로징 테이프(106)와, 전극 조립체(102)를 수용하는 케이스(108)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하나의 케이스(108)에 적어도 1개 또는 2개의 전극 조립체(102)가 수용될 수 있다. 또한, 전극 조립체(102)는 케이스(108) 외측으로 노출된 양극 단자(103) 및 음극 단자(104)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 양극 단자(103)는 금속 케이스(108)에 전기적으로 접속됨으로써, 금속 케이스(108)가 양극으로 대전될 수 있다.
일부 예들에서, 전지 불량 선별 장치(100)는 이차 전지(101)의 양극 단자(103)와 음극 단자(104)에 전기적으로 접속됨으로써, 이차 전지(101)의 충전 및 방전을 수행하고, 또한 이차 전지(101)의 전압 및 전류를 측정할 수 있다.
여기서, 도 3에는 비록 각형 전지의 예가 도시되어 있으나, 본 개시는 원통형 전지 및 파우치 전지에도 동일하게 적용될 수 있다.
일부 예들에서, 본 개시는 이차 전지가 완성되기 전, 예를 들면, 전극 조립체가 케이스에 수용되기 전에, 전극 조립체의 내부에 이물이 유입되었는지 여부도 선별할 수 있다. 일부 예들에서, 케이스에 수용되기 전의 전극 조립체에 대해서는 충방전이 불가능하여 스웰링 현상이 발생되지 않으므로, 이때에는 고정부(110)의 내측에 전극 조립체를 수용한 후, 바텀 플레이트(111) 또는 탑 플레이트(112)를 가압함으로써 전극 조립체를 강제로 가압해 주어야 한다(예를 들면, 5kN 내지 25kN으로 가압함). 일부 예들에서, 불량 선별 장치(100)는 전극 조립체의 양극 단자 및 음극 단자 사이의 전기 저항을 측정함으로써, 전극 조립체의 내부에 이물이 유입되었는지 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 양극 단자와 음극 단자 사이의 전기 저항이 미리 설정된 기준값보다 작다면, 전극 조립체의 내부에 이물이 유입된 것으로 판단할 수 있다. 다르게 설명하면, 양극 단자와 음극 단자 사이의 전기 저항이 미리 설정된 기준값보다 작다는 것은 전극 조립체의 양극판과 음극판이 전기적으로 쇼트됨을 의미한다.
도 4a 및 도 4b는 전지의 내부에 이물(109)이 위치된 예시적 상태를 도시한 개략도이다. 도 4a에 도시된 예에서, 이물(109)(예를 들면, 도전성 입자)은 전극 조립체(102)의 최외곽에 위치된 분리막(102a)과 케이스(108)의 사이에 개재되거나, 또는 도 4b에 도시된 바와 같이 음극판(102c)과 분리막(102a) 사이에 또는 양극판(102b)과 분리막(102a) 사이에 개재될 수 있다. 따라서, 이차 전지(101)의 케이스(108)가 변형되지 않는 상태에서 내부 두께가 증가하게 되면(일례로, 음극 활물질의 두게가 증가하게 되면), 이물(109)이 분리막(102a)을 관통하여 케이스(108)와 음극판(102c)을 상호간 쇼트시키거나 또는 음극판(102c)과 양극판(102b)을 상호간 쇼트시킬 수 있다.
일부 예들에서, 이물(109)에 의해 화재가 발생되도록 하는 쇼트를 하드 쇼트라 지칭할 수 있고, 이물(109)에 의해 전지의 전압이 저하되도록 하는 쇼트를 소프트 쇼트라 지칭할 수 있다. 본 개시에서는 이물(109)에 의한 전지의 하드 쇼트 불량뿐만 아니라 이물(109)에 의한 소프트 쇼트 불량을 정확하고 쉽게 선별하도록 한다.
도 5는 본 개시에 따른 예시적 전지 불량 선별 방법을 도시한 플로우 챠트이다. 도 5에 도시된 예에서, 전지 불량 선별 방법은 전지 고정 단계(S1)와, 방전 단계(S2,S4)와, 충전 단계(S3,S8)와, 초기 전압 측정 단계(S9)와, 제1전압 측정 단계(S10)와, 제1정상/불량 판단 단계(S11,S12,S13)와, 제2전압 측정 단계(S14)와, 제2정상/불량 판단 단계(S15,S16,S17)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별 방법은 차동 전압값 비교에 의한 정상/불량 판단 단계(S5,S7,S7_1)를 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제어 및/또는 판단의 주체는 도 1 및 2에 도시된 전지 불량 선별부(160)일 수 있다.
전지 고정 단계(S1)에서, 불량 여부가 선별될 재충전 가능한 이차 전지(101)가 충방전 중에 전지 외부 두께(또는 부피)가 변하지 않도록 전지 고정부(110)에 자동 또는 수동으로 고정될 수 있다.
방전 단계(S2,S4)는 제1방전 단계(S2)와 제2방전 단계(S4)를 포함할 수 있고, 충전 단계(S3,S8) 역시 제1충전 단계(S3) 및 제2충전 단계(S8)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 불량 여부가 선별될 이차 전지(101)는 이미 어느 정도 충전되어 출시되므로(예를 들면, SOC가 대략 20% 내지 40% 정도인 상태에서 출시됨), 제1방전 단계(S2)에서 방전부(120)에 의해, 설정된 완전 방전 전압보다, 더 낮은 전압(예를 들면, 대략 3.0V)까지 방전될 수 있다. 제1충전 단계(S3)에서 충전부(130)에 의해, 설정된 완전 충전 전압보다, 더 높은 전압(예를 들면, 대략 4.27V 내지 대략 4.3V)까지 충전될 수 있다. 또한, 제2방전 단계(S4)에서 방전부(120)에 의해, 설정된 완전 방전 전압보다, 더 낮은 전압까지 방전될 수 있고 제2충전 단계(S8)에서 충전부(130)에 의해, 설정된 완전 충전 전압보다, 더 높은 전압까지 충전될 수 있다. 이와 같이 하여, 이차 전지(101)가 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압까지 방전되고 또한 완전 충전 전압보다 더 높은 전압까지 충전되므로, 일반적인 충방전 과정을 거친 이차 전지(101)의 스웰링에 비해 본 개시에 의해 충방전 과정을 거친 이차 전지(101)의 스웰링이 상대적으로 증가할 수 있다(즉, 이차 전지(101)의 외부 두께는 증가하지 못하지만 내부 두께는 상대적으로 증가할 수 있다).
일부 예들에서, 제1충전 단계(S2)와 제2방전 단계(S4)는 대략 2회 내지 대략 10회 반복됨으로써, 상술한 이차 전지(101)의 스웰링은 더욱 증가하게 되어, 이물(109)에 의한 불량 선별 정확도가 더욱 향상될 수 있다.
일부 예들에서, 충방전의 반복시 차동 전압값 비교에 의한 정상/불량 판단 단계(S5, S7,S7_1)가 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 전압 측정부(140)에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하고, 전류 측정부(180)에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산할 수 있다. 또한, 전지 불량 선별부(160)는 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산할 수 있다. 일부 예들에서, 축전량 변화값(dQ)은 충전 전기량 계산부(168)에서 계산하여 차동 전압 계산부(169)로 전송하거나 또는 차동 전압 계산부(169)에서 계산할 수 있다.
더불어, 전지 불량 선별부(160)는 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물(109)에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하고, 그렇치 않으면 정상 전지로 판단하여, 다음 단계(예를 들면, 제1충전 단계(S3) 또는 제2방전 단계(S4))를 수행할 수 있다. 여기서, 전압 변화값(dV) 및 축전량 변화값(dQ)은 각각 시간당 변화값일 수 있다.
이와 같이 하여, 본 개시는 이차 전지(101)의 불량 선별 작업중 이차 전지(101)의 내부에 하드 쇼트가 발생하면 선별 작업을 바로 정지하여, 불량 전지를 고정부(110)에서 제거할 수 있다. 실질적으로, 이러한 하드 쇼트에 의해 이차 전지(101)에 화재가 발생할 수 있다.
한편, 제2충전 단계(S8) 이후, 초기 전압 측정 단계(S9)에서, 전지 불량 선별부(160)는 전압 측정부(140)를 이용하여 이차 전지(101)에 대한 초기 전압값(V0)을 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 전지 불량 선별부(160)는 이차 전지(101)의 초기 전압값을 측정하고, 휴지 시간을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 휴지 시간은 대략 8시간 내지 대략 12시간을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 휴지 시간은 충전이나 방전 동작을 정지한 시간을 의미할 수 있다.
제1전압 측정 단계(S10)에서, 전지 불량 선별부(160)는 전압 측정부(140)를 이용하여 제1시간 경과후 이차 전지(101)의 제1전압값(V1)을 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 제1시간은 휴지 시간 이후 대략 1시간 내지 대략 2시간을 포함할 수 있다.
제1정상/불량 판단 단계(S11,S12,S13)에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값(dV=V0-V1)이 제1기준값보다 작으면 이물(109)이 없는 정상 전지로 판단하고, 초기 전압값에서 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 크면 이물(109)에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 제1기준값은 대략 100 mV 내지 대략 165 mV로 설정될 수 있다.
제2전압 측정 단계(S14)에서, 전지 불량 선별부(160)는 전압 측정부(140)를 이용하여 제2시간 경과후 이차 전지(101)의 제2전압값(V2)을 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 제2시간은 제1시간 이후 대략 8시간 내지 대략 12시간을 포함할 수 있다.
제2정상/불량 판단 단계(S15,S16,S17)에서, 전지 불량 선별부(160)는 초기 전압값에서 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값(dV=V0-V2)이 제2기준값보다 작으면 이물(109)이 없는 정상 전지로 판단하고, 초기 전압값에서 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 크면 이물(109)에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단할 수 있다. 일부 예들에서, 제2기준값은 대략 50 mV 내지 대략 70 mV로 설정될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 개시는 3차에 걸쳐 이차 전지(101)의 불량 여부를 선별할 수 있다. 일례로, 이차 전지(101)의 충전과 방전을 반복하는 도중에 차동 전압(dV/dQ)을 이용하여 이차 전지(101)의 하드 쇼트 불량 여부를 선별하고, 이차 전지(101)의 초기 측정 전압에서 제1측정 전압을 감산한 제1전압 변화값을 이용하여 이차 전지(101)의 하드 쇼트 불량 여부를 선별하며, 또한 이차 전지(101)의 초기 측정 전압에서 제2측정 전압을 감산한 제2전압 변화값을 이용하여 이차 전지(101)의 소프트 쇼트 불량 여부를 선별할 수 있다. 따라서, 본 개시는 이차 전지(101)의 불량 여부를 더욱 정확하게 선별할 수 있도록 할 수 있다. 일부 예들에서, 본 개시는 이차 전지가 완성되기 전, 예를 들면, 전극 조립체가 케이스에 수용되기 전에 전극 조립체를 고정부로 가압하는 상태에서 전극 조립체의 전기 저항이 측정됨으로써, 전극 조립체의 내부에 이물이 유입되었는지 아닌지 선별될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 개시에 따른 전지 불량 선별 장치 및 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 개시는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 개시의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 전지 불량 선별 장치
101; 이차 전지 102; 전극 조립체
102a; 분리막 102b; 양극판
102c; 음극판 103; 양극 단자
104; 음극 단자 105; 절연시트
106; 인클로징 테이프 108; 케이스
109; 이물 110; 전지 고정부
111; 바텀 플레이트 112; 탑 플레이트
113; 사이드 플레이트 120; 방전부
130; 충전부 140; 전압 측정부
150; 타이머 160; 전지 불량 선별부
161; CPU 162; RAM
163; ROM 164; 전압 입력부
165; 전압변화 계산부 166; 불량 판단부
167; 전류 입력부 168; 충전전기량 계산부
169; 차동 전압 계산부 170; 표시부
180; 전류 측정부
101; 이차 전지 102; 전극 조립체
102a; 분리막 102b; 양극판
102c; 음극판 103; 양극 단자
104; 음극 단자 105; 절연시트
106; 인클로징 테이프 108; 케이스
109; 이물 110; 전지 고정부
111; 바텀 플레이트 112; 탑 플레이트
113; 사이드 플레이트 120; 방전부
130; 충전부 140; 전압 측정부
150; 타이머 160; 전지 불량 선별부
161; CPU 162; RAM
163; ROM 164; 전압 입력부
165; 전압변화 계산부 166; 불량 판단부
167; 전류 입력부 168; 충전전기량 계산부
169; 차동 전압 계산부 170; 표시부
180; 전류 측정부
Claims (20)
- 이차 전지를 고정하는 전지 고정부;
상기 이차 전지를 방전하는 방전부;
상기 이차 전지를 충전하는 충전부;
상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하고, 제1시간 경과후 제1전압값을 측정하며, 제2시간 경과후 제2전압값을 측정하는 전압 측정부; 및
상기 초기 전압값에서 상기 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하며, 상기 초기 전압값에서 상기 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는 불량 선별부를 포함하는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부를 더 포함하고,
상기 불량 선별부는 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하기 전에, 상기 충전부 및 상기 방전부를 이용하여 상기 이차 전지의 충방전을 반복하되, 상기 전압 측정부에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하며, 상기 전류 측정부에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산하고, 상기 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산하며, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는, 전지 불량 선별 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 크면 정상 전지로 판단하는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전지 고정부는 상기 이차 전지의 충전 또는 방전 중 상기 이차 전지의 외부 두께가 증가하지 않도록 상기 이차 전지의 외측을 고정하는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 방전부는 상기 이차 전지에 설정된 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압까지 상기 이차 전지를 방전시키는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 충전부는 상기 이차 전지에 설정된 완전 충전 전압보다 더 높은 전압까지 상기 이차 전지를 충전시키는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1시간보다 상기 제2시간이 더 긴, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 이차 전지의 초기 전압값 측정후 휴지 시간이 제공되는, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1기준값보다 상기 제2기준값이 더 작은, 전지 불량 선별 장치. - 제 1 항에 있어서,
표시부를 더 포함하고, 상기 표시부는 정상 전지, 하드 쇼트가 발생된 불량 전지 또는 소프트 쇼트가 발생된 불량 전지를 표시하는, 전지 불량 선별 장치. - 이차 전지를 고정하는 전지 고정 단계;
상기 이차 전지를 방전하는 방전 단계;
상기 이차 전지를 충전하는 충전 단계;
상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하고, 제1시간 경과후 제1전압값을 측정하며, 제2시간 경과후 제2전압값을 측정하는 전압 측정 단계; 및
상기 초기 전압값에서 상기 제1전압값을 감산한 제1전압 변화값이 제1기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하며, 상기 초기 전압값에서 상기 제2전압값을 감산한 제2전압 변화값이 제2기준값보다 작으면 이물이 없는 정상 전지로 판단하고 크면 이물에 의해 소프트 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는 불량 선별 단계를 포함하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정 단계를 더 포함하고,
상기 불량 선별 단계는 상기 이차 전지의 충전후 초기 전압값을 측정하기 전에, 상기 충전 단계 및 상기 방전 단계를 이용하여 상기 이차 전지의 충방전을 반복하되, 상기 전압 측정 단계에서 입력된 전압값을 이용하여 전압 변화값(dV)을 계산하며, 상기 전류 측정 단계에서 입력된 전류값을 이용하여 축전량(Q)을 계산하고, 상기 축전량(Q)에서 축전량 변화값(dQ)을 계산하며, 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 작으면 이물에 의해 하드 쇼트가 발생한 불량 전지로 판단하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 전압 변화값/축전량 변화값(dV/dQ)이 0보다 크면 정상 전지로 판단하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 전지 고정 단계는 상기 이차 전지의 충전 또는 방전 중 상기 이차 전지의 외부 두께가 증가하지 않도록 상기 이차 전지의 외측을 고정함을 포함하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방전 단계는 상기 이차 전지에 설정된 완전 방전 전압보다 더 낮은 전압까지 상기 이차 전지를 방전시킴을 포함하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 충전 단계는 상기 이차 전지에 설정된 완전 충전 전압보다 더 높은 전압까지 상기 이차 전지를 충전시킴을 포함하는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1시간보다 상기 제2시간이 더 긴, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 이차 전지의 초기 전압값 측정후 휴지 시간이 제공되는, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1기준값보다 상기 제2기준값이 더 작은, 전지 불량 선별 방법. - 제 11 항에 있어서,
표시 단계를 더 포함하고, 상기 표시 단계는 정상 전지, 하드 쇼트가 발생된 불량 전지 또는 소프트 쇼트가 발생된 불량 전지를 표시함을 포함하는, 전지 불량 선별 방법.
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| PL21206309.3T PL3995844T3 (pl) | 2020-11-05 | 2021-11-03 | Urządzenie i metoda wykrywania usterek akumulatora |
| EP21206309.3A EP3995844B1 (en) | 2020-11-05 | 2021-11-03 | Battery defect screening device and method |
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| KR20150049528A (ko) * | 2013-10-30 | 2015-05-08 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법 |
| KR101960923B1 (ko) * | 2018-10-29 | 2019-03-21 | 주식회사 거림 | 배터리 충방전 성능 측정장치 |
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Patent Citations (4)
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| KR20150049528A (ko) * | 2013-10-30 | 2015-05-08 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 저전압 불량 조기 감지 시스템 및 그 방법 |
| KR20190105251A (ko) * | 2018-03-05 | 2019-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 저전압 발현 소요 시간을 예측하는 방법과 시스템, 및 이를 활용한 이차전지의 에이징 방법 |
| KR20200019083A (ko) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 제어 장치 및 배터리의 내부단락 검출 방법 |
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