KR20230074876A - 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법 - Google Patents

리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지의 건강상태(SoH, state of health)를 추정하는 방법으로서,
a) 건강상태 확인 대상 전지를 완전히 충전시킨 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지하는 단계; b) 상기 휴지 상태 동안 전압강하가 이루어진 상태에서 OCV(det)를 측정하는 단계; c) 상기 건강상태 확인 대상 전지의 사용 초기에 상기 a) 및 b)와 동일한 방법으로 미리 측정해 둔 OCV(ini)로부터 상기 OCV(det)를 빼서 △OCV 를 구하는 단계; 및 d) 상기 △OCV의 크기로부터 전지의 건강상태(%)를 추정하는 단계;를 포함하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 제공한다.

Description

리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법{Method for determining state of health of a lithium-sulfur battery}
본 발명은 리튬-황 전지에 대한 건강상태 추정 방법에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자기기, 전기자동차 및 대용량 전력저장 시스템 등이 발전함에 따라 대용량 전지의 필요성이 대두되고 있다. 리튬-황 전지는 S-S 결합(Sulfur-sulfur bond)을 갖는 황 계열 물질을 양극 활물질로 사용하고, 리튬 금속을 음극 활물질로 사용하는 이차전지로, 양극 활물질의 주재료인 황은 자원이 매우 풍부하고, 독성이 없으며, 낮은 원자당 무게를 가지고 있는 장점이 있다.
리튬-황 전지의 이론 방전용량은 1672mAh/g-sulfur이며, 이론 에너지밀도가 2,600Wh/kg로서, 현재 연구되고 있는 다른 전지시스템의 이론 에너지밀도에 비하여 매우 높기 때문에 고에너지 밀도 특성을 갖는 전지로서 주목 받고 있다.
전형적인 리튬-황 전지는 리튬 금속 또는 리튬 금속합금으로 형성되는 애노드(음극) 및 원소 황(elemental sulphur) 또는 다른 전기활성(electroactive) 황 물질로 형성되는 캐소드(양극)를 포함한다.
리튬-황 전지의 캐소드에 있는 황은 방전될 때 두 단계로 환원된다. 첫 번째 단계에서, 황(예컨대, 원소 황)이 리튬 폴리설파이드(Lithium polysulfide: Li2S8, Li2S6, Li2S5, Li2S4)로 환원된다. 이 종들은 전해액에 대체로 용해된다. 두 번째 단계에서, 상기 리튬 폴리설파이드는 애노드의 표면상에 침적될 수도 있는 Li2S로 환원된다. 반대로 충전시에는 Li2S가 리튬 폴리설파이드(Lithium polysulfide: Li2S8, Li2S6, Li2S5, Li2S4)로 산화되고, 그 후에는 리튬과 황으로 산화된다.
일반전지와 마찬가지로 리튬-황 전지는 충반전을 거듭하면서 점점 열화된다. 열화된 전지는 상한 전압까지 완전히 충전되더라도 사용 가능한 용량이 초기 가용 용량과 대비하여 작으며, 초기의 가용 용량 대비 현재 가용 용량의 비율을 건강상태(State of Health)로 표현할 수 있다.
상기 건강상태는 이론적으로 다음의 수학식에 의해 구할 수 있다.
SoH % = [C (det) / C (ini) ] X 100
C(det): 열화 후 가용 용량, C(ini): 초기(열화전) 가용 용량
이러한 전지의 건강상태(SoH) 정보는 사용자가 적절한 전지 사용 계획을 수립할 수 있게 하며, 이에 따라 전지의 사용 효율, 신뢰도, 및 안전성을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
한편, 상기 C(det)는 완충된 전지를 완전히 방전시켜 전하량을 측정하여 구할 수 있으나, 전지의 실사용 환경에서 전지를 완충하고 다시 완전히 방전시키는 상황은 많지 않으므로, 상기의 방법으로 SoH를 추정하는 것은 실용적이지 않다는 단점을 갖는다.
그러므로, SoH를 실용적으로 신뢰성 있게 추정할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다. 특히, 리튬-황 전지의 경우, 다른 리튬 이온 전지와 다른 화학적 거동을 가지므로, 이러한 특성에 적합한 SoH 추정 방법의 개발이 요구되고 있다.
일본 특허공개 제2005-172784호
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 리튬-황 전지의 건강상태(SoH)를 간단한 방법으로 신뢰성 있게 추정할 수 있는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 실용적으로 사용할 수 있는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
리튬-황 전지의 열화상태를 확인하는 방법으로서,
전지의 건강상태(SoH, state of health)를 추정하는 방법으로서,
a) 건강상태 확인 대상 전지를 완전히 충전시킨 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지하는 단계;
b) 상기 휴지 상태 동안 전압강하가 이루어진 상태에서 OCV(det)를 측정하는 단계;
c) 상기 건강상태 확인 대상 전지의 사용 초기에 상기 a) 및 b)와 동일한 방법으로 미리 측정해 둔 OCV(ini)로부터 상기 OCV(det)를 빼서 △OCV를 구하는 단계; 및
d) 상기 △OCV의 크기로부터 전지의 건강상태(%)를 추정하는 단계;를 포함하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 제공한다.
본 발명의 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법은 리튬-황 전지의 건강상태(SoH)를 간단한 방법으로 신뢰성 있게 추정할 수 있는 방법을 제공한다.
또한, 실용적으로 사용할 수 있는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 제공한다.
도 1은 초기 리튬-황 전지와 열화된 리튬-황 전지의 완충 후 휴지 기간 동안의 전압강하를 나타낸 그래프이다.
도 2는 리튬-황 전지를 반복적으로 완충 및 완방전시키면서, 각 충방전 사이클에서 얻은 전지의 건강상태(%)(SoH (%)) 데이터 및 완충 후 휴지 기간 동안 일정 시점에서 얻은 △OCV 데이터를 구하고, SoH(%)를 y축, △OCV를 x축으로 하여 나타내고, 상기에서 얻어진 데이터를 특정 함수로 피팅(fitting)하여 낸 그래프이다.
(△OCV: 전지의 초기 사이클에서의 충전 시, 완충 후 휴지 기간 동안 일정 시점에서 측정된 OCV(ini)로부터 상기 각 사이클에서 얻은 완충 후 휴지 기간 동안 일정 시점에서 측정된 OCV(det)를 빼서 얻은 OCV)
도 3은 본 발명의 건강상태 추정 방법을 플로우 차트로 나타낸 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
아래 설명과 도면은 당업자가 설명되는 장치와 방법을 용이하게 실시할 수 있도록 특정 실시예를 예시한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적으로 다른 변형을 포함할 수 있다. 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변할 수 있다. 몇몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.
리튬-황 전지가 상한 전압까지 충전되어 충전이 종료되고, 휴지 구간에 들어가면 전압강하가 일어난다. 이러한 전압강하는 충전 과전압의 해소와 더불어 리튬-황 전지 특유의 폴리설파이드 셔틀현상에 의해 발생하는 자가 방전 현상으로 이해된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 초기 전지와 비교하여, 열화된 전지의 경우, 열화가 진행될 수록 전압강하 현상이 더 크게 나타나는데, 이러한 현상은 전극 및 전해질 열화에 의해 전지 저항이 증가하여 충전 과전압이 증가한 원인과 전해질 열화에 의해 폴리설파이드 셔틀현상이 더 심화된 원인으로부터 기인한다. 그러므로, 충전 후 휴지 구간에서의 전압강하는 전지의 열화에 대한 정보를 제공하는 데이터로 판단된다.
본 발명자들은 상기와 같은 연구 결과에 따라, 충전 후 휴지 구간에서의 전압강하의 크기(△OCV)를 전지의 건강상태(SoH,state of health)에 대한 추정 파라미터로 활용하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명에서 전지의 건강상태는 전지의 열화상태로 표현하는 것도 가능하다.
이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은, 리튬-황 전지의 열화상태를 확인하는 방법으로서,
전지의 건강상태(SoH, state of health)를 추정하는 방법으로서,
a) 건강상태 확인 대상 전지를 완전히 충전시킨 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지하는 단계;
b) 상기 휴지 상태 동안 전압강하가 이루어진 상태에서 OCV(det)를 측정하는 단계;
c) 상기 건강상태 확인 대상 전지의 사용 초기에 상기 a) 및 b)와 동일한 방법으로 미리 측정해 둔 OCV(ini)로부터 상기 OCV(det)를 빼서 △OCV를 구하는 단계; 및
d) 상기 △OCV의 크기로부터 전지의 건강상태(%)를 추정하는 단계;를 포함하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 OCV는 Open Circuit Voltage의 약자로 전지의 개방전압을 의미한다.
도 2는 리튬-황 전지를 반복적으로 완충 및 완방전시키면서, 각 충방전 사이클에서 얻은 전지의 건강상태(%)(SoH %) 데이터 및 완충 후 휴지 기간 동안 일정 시점에서 얻은 △OCV 데이터를 구하고, SoH(%)를 y축, △OCV를 x축으로 하여 나타낸 그래프이다.
상기 도 2로부터 확인되는 바와 같이, 상기 △OCV 값은 전지의 열화가 진행될 수록 점점 커지며, 상기 △OCV 값의 크기는 SoH(%)와 음의 상관관계를 가지므로, 이러한 관계로부터, 상기 △OCV로부터 전지의 건강상태를 추정하는 것이 가능하다.
본 발명에서 상기 건강상태(%)는 State of Health(SoH)(%)를 의미하며, 다른 의미로는 열화상태(%)를 나타내기도 한다. 또한, 본 발명에서 상기 OCV는 Open Circuit Voltage를 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 d) 단계에서 상기 전지의 건강상태(%) 추정은, 리튬-황 전지의 건강상태(%)가 △OCV 크기와 음의 상관 관계 함수를 사용하여 이루어질 수 있다. 상기 음의 상관관계 함수는 예를 들어, SoH(%)와 △OCV의 관계에서 △OCV가 증가함에 따라 SoH(%) 값이 점점 더 작아지는 관계를 표현하는 함수를 의미한다.
상기 음의 상관관계 함수는 SoH(%) = f(△OCV)와 같이 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 d) 단계에서 상기 전지의 건강상태(%)의 추정은 상기 측정된 △OCV를 미리 준비된, △OCV 크기에 대응하는 전지의 건강상태(%) 매핑(mapping) 레퍼런스와 대비하는 방법으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 △OCV 크기에 대응하는 전지의 건강상태(%) 매핑(mapping) 레퍼런스는, 상기 건강상태 확인 대상 전지와 동일하게 제작된 전지에 대하여, 완충 및 완방전을 반복하여 각 충방전 사이클에서 하기 수학식 1에 의한 전지의 건강상태(%)(SoH (%)) 데이터와 상기와 동일한 방법으로 △OCV 데이터를 구하고, 이들을 일대일 대응시켜 작성된 데이터 일 수 있다.
[수학식 1]
SoH(%) = [C (det) /C (ini) ] X 100
C(ini): 열화 전 가용 용량, C(det): 열화 후 가용 용량
상기 가용 용량은 이 분야에 공지된 대로 완충된 전지를 완전히 방전하여 전하량을 측정하여 얻을 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 전지 전압이 2.5V가 되도록 0.2C의 크기를 갖는 전류를 가하여 충전한 뒤, 전지 전압이 1.8V가 될 때까지 0.3C의 크기를 갖는 전류로 방전하여 방전 시 얻어지는 전하량을 측정하는 사이클을 반복적으로 수행하여 전지의 열화 전 가용 용량 및 열화 후 가용 용량을 구할 수 있다. 그러나, 이 방법으로 한정되는 것은 아니며, 이 분야에 공지된 방법을 사용하여 구할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 매핑(mapping) 레퍼런스는, 예를 들어, SoH(%)를 y축으로 하고,△OCV 크기를 x축으로 하여 나타낸 그래프이거나, SoH(%)와 이에 대응하는△OCV 크기를 일대일로 대응시킨 룩업(lookup) 테이블일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 a) 단계에서 휴지 상태 유지 시간은 0.01초 이상, 바람직하게는 0.05초 이상, 더욱 바람직하게는 0.1초 이상일 수 있다. 상기 휴지 상태 유지 기간이 0.01초 미만일 경우 전지의 열화상태에 따르는△OC 의 크기 차이가 작아서 전지의 건강상태(%)를 추정하는 것이 어려울 수 있으며, 정확도도 저하될 수 있다.
상기 휴지 상태 유지 기간은 0.01초 내지 30초일 수 있다. 상기 휴지 상태 유지 기간이 30초를 초과할 경우, 전지의 열화상태에 따르는△OCV의 크기 차이가 더 이상 증가하지 않으므로, 유리한 점이 없다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 c) 단계에서 상기 “초기”는 전지의 최초 사용으로부터 전지의 열화율이 10% 이내인 시점까지일 수 있으며, 바람직하게는 최초 사용으로부터 전지의 열화율이 5% 이내, 3% 이내, 1% 이내인 시점까지일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 최초 사용시 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 d) 단계에서△OCV의 크기로부터의 전지의 건강상태(%) 추정은 상기 건강상태 확인 대상 전지와 동일하게 제작된 전지에 대하여, 완충 및 완방전을 반복하여 각 사이클에서 얻은 전지의 건강상태(%) 데이터를 y축 값으로 하고, 상술한 것과 동일한 방법으로 구한△OCV 데이터를 x축 값으로 하여 산점도 그래프를 얻고, 상기 산점도 그래프에 최소제곱법을 적용하여 피팅(fitting) 함수를 구하고, 상기 피팅 함수에 건강상태 확인 대상 전지로부터 얻은△OCV를 대입하는 방법으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 d) 단계에서△OCV의 크기로부터의 전지의 건강상태(%) 추정은 하기 수학식 2에 의하여 이루어지는 것 일 수 있다:
[수학식 2]
Figure pat00001
상기 식에서
OCV(ini)는 전지 사용 초기에 완충 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
상기 OCV(det)는 건강상태 확인 대상 전지를 완충시킨 상태에서 상기 휴지 상태 유지 기간과 동일한 기간 동안 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
j는 다항함수 최고 차원이고,
ai는 i차 항의 계수이고,
c는 OCV(ini)에 대응하는 SoH(%) 값이다.
상기에서 j는 2 내지 10일 수 있으며, 3 내지 5인 것이 바람직할 수 있다.
상기에서 ai 및 c는 셀의 다양한 설계 요소에 의하여 변화될 수 있으나, 동일한 설계에 대해서는 동일한 값을 갖는다고 가정할 수 있다. 따라서, 제조된 전지에 대한 실험을 통하여 상기 ai 및 c를 확보하게 되면, 건강상태 확인 대상 전지의△OCV를 구하기만 하면, 매우 간단히 전지의 건강상태(%)를 신뢰성 있게 추정할 수 있다.
상기 ai는 확인 대상 전지와 동일하게 제작된 전지에 대하여, 완충 및 완방전을 반복하여 각 사이클에서 얻은 전지의 건강상태(%) 데이터를 y축 값으로 하고, 상술한 것과 동일한 방법으로 구한△OCV 데이터를 x축 값으로 하여 그린 산점도 그래프에 대해 최소제곱법을 적용하여 피팅(fitting)한 임의로 설정된 최고 차항(j)을 갖는 다항함수에서 각 차수 항의 계수이다. 상기 최소제곱법은 이 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있는 방법이다.
상기에서 j는 피팅(fitting) 후의 조정 결정계수(Adj. R2)가 0.90 이상, 바람직하게는 0.95 이상, 더욱 바람직하게는 0.98 이상이 되는 값을 갖도록, 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 5의 범위에서 임의로 설정할 수 있다.
상기 수학식 2는 하기 수학식 3과 같이 표현될 수도 있다.
[수학식 3]
Figure pat00002
본 발명의 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법을 플로우 차트로 나타내면 도 3과 같다. 본 발명에 의하면, 도 3에 나타낸 바와 같이 간단한 방법에 의해 전지의 건강상태를 실용적으로 신뢰성 있게 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1: 리튬-황 전지의 건강상태 추정
사용하지 않은 리튬-황 전지를 완충 및 완방전을 반복하면서, 각 충방전 사이클에서의 전지의 건강상태(%)(SoH(%)) 데이터와△OCV 데이터를 구했다.
구체적으로, 상기 각 사이클에서 SoH(%) 데이터는 하기 수학식 1에 의해 구했다:
[수학식 1]
SoH(%) = [C (det) /C (ini) ] X 100
C(ini): 열화 전 가용 용량, C(det): 열화 후 가용 용량
구체적으로, 전지 전압이 2.5V가 되도록 0.2C의 크기를 갖는 전류를 가하여 충전한 뒤, 전지 전압이 1.8V가 될 때까지 0.3C의 크기를 갖는 전류로 방전하여 방전 시 얻어지는 전하량을 측정하는 사이클을 반복적으로 수행하여 전지의 열화 전 가용 용량 및 열화 후 가용 용량을 구하여 SoH(%) 데이터를 구했다.
또한, 상기△OCV 데이터는 먼저, 1회 사이클에서 전지를 완충한 후, 10초간 휴지 상태를 유지하고, 전압강하가 이루어진 상태에서 OCV를 측정하여 OCV(ini)를 얻고, 이후 각 사이클에서 전지를 완충한 후, 10초간 휴지 상태를 유지하고, 전압강하가 이루어진 상태에서 각각의 OCV를 측정하여 각각의 OCV(det)를 구한 후, 상기 OCV(ini)에서 각 OCV(det)를 빼서 각 사이클의△OCV를 구하였다.
상기 각 사이클에서 얻은 SoH(%) 데이터를 y축,△OCV를 x축으로 나타낸 결과, 도 2와 같은 산점도 그래프가 얻어졌다. 상기 도 2의 그래프로부터, 상기△OC 값의 크기는 SoH(%) 값과 음의 상관 관계를 가지며, 이러한 그래프가 건강상태 확인 대상 전지의 일정시점에서 측정된 △OCV에 대비하여 해당 전지의 건강상태를 확인할 수 있는 매핑(mapping) 레퍼런스로 사용될 수 있음을 알 수 있다.
그러므로, 이러한 매핑 레퍼런스를 사용하면, 건강상태 확인 대상 전지에서 일정 시점의 △OCV를 구하는 경우, 이러한 △OCV 값을 상기 매핑(mapping) 레퍼런스에 대비시켜 쉽게 SoH(%)를 구할 수 있다.
실시예 2: 리튬-황 전지의 건강상태 추정
상기 실시예 1에서 얻은 도 2의 그래프에 부합하는 SoH(%)에 대한 △OCV 함수를 다음과 같이 설계하였다.
[수학식 2]
Figure pat00003
상기 식에서
OCV(ini)는 1회 사이클에서 10초간 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
상기 OCV(det)는 건강상태 확인 대상 전지를 완충시킨 상태에서 10초간 이상 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
j는 다항함수 최고 차원이고,
ai는 i차 항의 계수이고,
c는 OCV(ini)에 대응하는 SoH(%) 값이다.
상기 함수에서 ai는 상기 실시예 1의 산점도에 대해 최소제곱법을 적용하여 피팅(fitting)한 임의로 설정된 최고 차항(j)을 갖는 다항함수에서 각 차수 항의 계수이며, 이렇게 피팅된 다항함수는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 1에서 얻은 산점도 그래프에 매우 높은 조정 결정계수(Adj, R2 = 0.983)를 갖는 상태로 피팅되는 것을 확인하였다.
상기에서 ai 및 c는 셀의 다양한 설계 요소에 의하여 변화될 수 있으나, 동일한 설계에 대해서는 동일한 값을 갖는 것으로 가정할 수 있다.
그러므로, 상기 피팅 결과로부터, 상기 수학식 2의 함수를 사용하는 경우, 건강상태 확인 대상 전지에 대하여 일정 시점에서 △OCV를 구하는 것에 의하여, 매우 간단히 SoH(%)를 구할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 전지의 건강상태(SoH, state of health)를 추정하는 방법으로서,
    a) 건강상태 확인 대상 전지를 완전히 충전시킨 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지하는 단계;
    b) 상기 휴지 상태 동안 전압강하가 이루어진 상태에서 OCV(det)를 측정하는 단계;
    c) 상기 건강상태 확인 대상 전지의 사용 초기에 상기 a) 및 b)와 동일한 방법으로 미리 측정해 둔 OCV(ini)로부터 상기 OCV(det)를 빼서 △OCV를 구하는 단계; 및
    d) 상기 △OCV의 크기로부터 전지의 건강상태(%)를 추정하는 단계;를 포함하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 상기 전지의 건강상태(%) 추정은, 리튬-황 전지의 건강상태(%)가 △OCV 크기에 음의 상관관계를 갖는 함수를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 상기 전지의 건강상태(%)의 추정은 상기 측정된 △OCV를 미리 준비된, △OCV 크기에 대응하는 전지의 건강상태(%) 매핑(mapping) 레퍼런스와 대비하는 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 △OCV 크기에 대응하는 전지의 건강상태(%) 매핑(mapping) 레퍼런스는, 상기 건강상태 확인 대상 전지와 동일하게 제작된 전지에 대하여, 완충 및 완방전을 반복하여 각 충방전 사이클에서 하기 수학식 1에 의한 전지의 건강상태(%)(SoH (%)) 데이터와 상기와 동일한 방법으로 △OCV 데이터를 구하고, 이들을 일대일 대응시켜 작성된 데이터인 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법:
    [수학식 1]
    SoH(%) = [C (det) /C (ini) ] X 100
    C(ini): 열화 전 가용 용량, C(det): 열화 후 가용 용량
  5. 제4항에 있어서,
    상기 매핑(mapping) 레퍼런스는 SoH(%)를 y축으로 하고, △OCV 크기를 x축으로 하여 나타낸 그래프이거나, SoH(%)와 이에 대응하는 △OCV 크기를 일대일로 대응시킨 룩업(lookup) 테이블인 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 초기는 전지의 최초 사용으로부터 전지의 열화율이 10% 이내인 시점까지인 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 △OCV의 크기로부터의 전지의 건강상태(%) 추정은 상기 건강상태 확인 대상 전지와 동일하게 제작된 전지에 대하여, 완충 및 완방전을 반복하여 각 사이클에서 얻은 전지의 건강상태(%) 데이터를 y축 값으로 하고, 상술한 것과 동일한 방법으로 구한 △OCV 데이터를 x축 값으로 하여 산점도 그래프를 얻고, 상기 산점도 그래프에 최소제곱법을 적용하여 피팅(fitting) 함수를 구하고, 상기 피팅 함수에 건강상태 확인 대상 전지로부터 얻은 △OCV를 대입하는 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 △OCV의 크기로부터의 전지의 건강상태(%) 추정은 하기 수학식 2에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬-황 전지의 건강상태 추정 방법:
    [수학식 2]
    Figure pat00004

    상기 식에서
    OCV(ini)는 전지 사용 초기에 완충 상태에서 0.01초 이상 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
    상기 OCV(det)는 건강상태 확인 대상 전지를 완충시킨 상태에서 상기 휴지 상태 유지 기간과 동일한 기간 동안 휴지 상태로 유지한 후 측정한 OCV이고,
    j는 다항함수 최고 차원이고,
    ai는 i차 항의 계수이고,
    c는 OCV(ini)에 대응하는 SoH(%) 값이다.

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