KR20230137556A - 리튬이차전지의 분석 시스템 및 이를 이용한 분석 방법 - Google Patents

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이주연
정경준
김종정
김상모
한윤재
정지웅
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주소영
신헌철
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Abstract

본 발명은 전고체 전지, 리튬이온전지 등의 리튬이차전지를 분석하기 위한 시스템 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템은 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 및 상기 하우징의 수용 공간에 수용되고 충방전이 가능한 리튬이차전지;를 포함하고, 상기 리튬이차전지는 전해질부; 상기 전해질부의 일면에 위치하는 제1 전극부; 및 상기 전해질부의 타면에 위치하는 제2 전극부;를 포함하며, 상기 전해질부는 리튬이온 전도성이 있는 전해질을 포함하는 매트릭스; 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 기준전극; 및 상기 기준전극으로부터 두께 방향으로 일정 거리 이격되어 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 SoC 조절 부재;를 포함할 수 있다.

Description

리튬이차전지의 분석 시스템 및 이를 이용한 분석 방법 {ANALYSIS SYSTEM FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY AND ANALYSIS METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전고체 전지, 리튬이온전지 등의 리튬이차전지를 분석하기 위한 시스템 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.
리튬이차전지의 저항 분석을 위한 종래의 3전극 셀은 기준전극의 삽입에 따른 구조적 왜곡이 발생하며, 기준전극의 오염 등이 전기화학 신호에 영향을 줄 수 있다.
통상적인 대칭 셀은 두 개의 단위 전지에서 충방전을 통해 SoC(State of charge)를 조절한 뒤 해체하여 제작한다. 그 해체 및 제작 과정에서 전극의 손상, 전해질 오염이 생길 수 있으며 동일한 셀 내부 구조의 구현이 어렵다.
한국등록특허 제10-1530812호는 기준전극을 적용하여 전고체 전지의 양극과 음극의 계면 저항을 분리하기 위한 방법에 관한 것이다. 위 등록특허는 전술한 기준전극의 삽입에 따른 구조적 왜곡 및 전기화학 신호에 미치는 영향의 문제를 해소하지 못하였다.
J. Power Sources 396 (2018) 207-212는 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 관련하여 SoC를 조절하는 대칭 셀 기술에 관한 것이다. 위 선행 연구는 리튬 금속의 제거/삽입 반복으로 전해질이 오염될 수 있으며, 동일한 셀 내부 구조 구현 어렵고, 셀 해체가 어려운 전고체 전지에는 적용이 불가하다.
J. Solid State Electrochem. 25 (2021) 1915-1926은 리튬 금속이 셀 내에 삽입된 형태의 리튬이온전지와 관련하여 SoC 조절이 가능한 대칭 셀 기술에 관한 것이다. 위 선행 연구는 작업전극의 형태를 링 모양으로 변경하여 실제 전지에서의 전극과 형상이 다르며 이는 전기화학 신호에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 셀 구조 상 작업전극과 이에 연결된 집전체의 접촉이 저항으로 작용할 수 있으며, 접촉 저항을 줄이기 위한 집전체 코팅 또한 임피던스 신호에 영향을 미칠 수 있다.
한국등록특허 제10-1530812호
J. Power Sources 396 (2018) 207-212 J. Solid State Electrochem. 25 (2021) 1915-1926
본 발명은 동일 셀 내에서 대칭셀, 2전극 셀, 3전극 셀을 모두 구현할 수 있는 리튬이차전지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 더욱 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템은 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 및 상기 하우징의 수용 공간에 수용되고 충방전이 가능한 리튬이차전지;를 포함하고, 상기 리튬이차전지는 전해질부; 상기 전해질부의 일면에 위치하는 제1 전극부; 및 상기 전해질부의 타면에 위치하는 제2 전극부;를 포함하며, 상기 전해질부는 리튬이온 전도성이 있는 전해질을 포함하는 매트릭스; 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 기준전극; 및 상기 기준전극으로부터 두께 방향으로 일정 거리 이격되어 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 SoC 조절 부재;를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 통 형상을 가지고, 그 내부에 상하 방향으로 관통된 제1 통공 및 측면에서 상기 제1 통공과 연통되도록 관통 형성된 제2 통공을 포함하는 몸체부; 판상의 제1 기재 및 상기 제1 기재로부터 상기 제1 통공의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제1 돌출부재를 포함하는 제1 도전부; 및 판상의 제2 기재 및 상기 제2 기재로부터 상기 제1 통공의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제2 돌출부재를 포함하는 제2 도전부;를 포함하고, 상기 몸체부의 상부에서 상기 제1 돌출부재가 상기 제1 통공에 삽입되도록 상기 제1 도전부가 구비되고, 상기 몸체부의 하부에서 상기 제2 돌출부재가 상기 제1 통공에 삽입되도록 상기 제2 도전부가 구비되며, 상기 제1 통공 내에서 상기 제1 돌출부재와 제2 돌출부재 사이의 공간에 리튬이차전지가 위치할 수 있다.
상기 몸체부는 상기 제1 통공과 제2 통공의 표면 상에 위치하는 절연부재를 더 포함할 수 있다.
상기 매트릭스는 고체전해질을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 일면이 개방되고 내부에 수용공간을 갖는 제1 케이스부; 및 상기 제1 케이스부의 개방면을 덮는 제2 케이스부;를 포함하고, 상기 수용공간에 리튬이차전지가 위치할 수 있다.
상기 하우징은 제1 케이스부와 제2 케이스부의 연결 부분에 위치하여 상기 수용공간을 외부와 단절하는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징과 리튬이차전지 사이에 개재된 가압부를 더 포함하고, 상기 가압부는 일정 면적을 갖는 평판 형상의 가압부재; 및 상기 가압부재와 상기 하우징 사이에 개재되어 상기 가압부재에 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 매트릭스는 전해질이 함침된 분리막을 복수 개로 적층한 것을 포함하고, 상기 분리막 사이에 기준전극과 SoC 조절 부재가 삽입될 수 있다.
상기 기준전극은 막대 형상이고, 그 일단이 상기 매트릭스에 삽입되며, 타단이 상기 하우징을 관통하여 외부로 노출될 수 있다.
상기 기준전극은 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 전선에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속이 코팅된 것일 수 있다.
상기 SoC 조절 부재는 상기 매트릭스에 삽입되어 있고 일정 면적을 갖는 평판 유닛; 및 일단이 상기 평판 유닛에 연결되어 있고 타단이 상기 하우징을 관통하여 외부로 노출되어 있는 연장 유닛을 포함할 수 있다.
상기 SoC 조절 부재는 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 메쉬 또는 폼 형태를 갖는 것일 수 있다.
상기 SoC 조절 부재는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속으로 코팅된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지의 분석 방법은 제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, SoC 조절 부재에 음극의 극성을 부여하는 제1 단계; 리튬이차전지에 일정한 시간 동안 일정한 산화 전류를 인가하는 제2 단계; 제2 전극부에 양극의 극성을 부여하고, SoC 조절 부재에 음극의 극성을 부여하는 제3 단계; 및 리튬이차전지에 제2 단계와 동일한 시간 동안 동일한 산화 전류를 인가하는 제4 단계;를 포함할 수 있다.
상기 분석 방법은 제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, 제2 전극부에 음극의 극성을 부여하는 제5 단계; 리튬이차전지에 제4 단계의 절반의 시간 동안 제4 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제6 단계; 제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, 제2 전극부에 음극의 극성을 부여하는 제7 단계; 및 리튬이차전지에 제6 단계와 동일한 시간 동안 동일한 산화 전류를 인가하는 제8 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 상기 제3 단계 내지 제8 단계를 반복 수행하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 동일 셀에서 대칭셀, 2전극 셀, 3전극 셀을 모두 구현할 수 있는 리튬이차전지의 분석 시스템 및 분석 방법을 얻을 수 있다.
본 발명은 통상적으로 이용되는 전기화학 분석 셀의 오차를 최소화하고, 분석의 편이성을 제공한다. 즉, 2전극 단위 셀의 저항 측정에서 발생하는 양/음극의 중첩 저항, 3전극 단위 셀의 기준 전극 위치에 따른 신호 변화 및 구조 왜곡에 따른 신호 왜곡, 대칭셀 제작 시 전극 훼손 등에 의한 해석의 어려움을 크게 개선한다.
본 발명은 범용 셀 내부에 SoC 조절용 전극 및 기준 전극을 함께 제공하므로 SoC 조절용 전극을 통해 다양한 SoC를 갖는 대칭 셀 구현이 가능하다. 또한, 기준전극을 통해 대칭 셀의 양 전극이 동일한 SoC/SoH(State of health)를 가졌는지에 대한 판단 또한 가능케 한다.
본 발명은 기존의 단독 대칭 셀 시험 혹은 단독 3전극 시험 셀과는 달리 대칭 셀과 3전극 시험 셀이 동시에 구동되는 범용적 특성을 제공한다. 본 발명에 따르면 대칭 셀 신호와 3전극 셀 신호의 동시 취득 및 분석을 통해 보다 심도 있게 저항을 해석할 수 있다.
본 발명은 액체전해질, 고체전해질 등 전해질의 종류에 관계없이 모든 리튬이차전지에 사용 가능하며, 기준 전극의 위치 및 SoC 조절용 전극, 분리막, 기준 전극의 형태에 따라 다양한 설계가 가능하다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템의 제1 실시형태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 몸체부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기준전극 및 매트릭스를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SoC 조절 부재 및 매트릭스를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템의 제2 실시형태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기준전극 및 매트릭스를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SoC 조절 부재 및 매트릭스를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 방법의 제1 실시 형태를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 방법의 제2 실시 형태를 도시한 것이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 9에 따른 방법으로 전고체 전지를 분석한 결과이다. 도 11a 내지 도 11d는 각각 SoC를 0, 10, 30, 50으로 조절하였을 때의 결과이다.
도 12a 내지 도 12d는 도 9에 따른 방법으로 액체전해질을 포함하는 리튬이온전지를 분석한 결과이다. 도 12a 내지 도 12d는 각각 SoC를 0, 10, 30, 50으로 조절하였을 때의 결과이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "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 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템은 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 및 상기 하우징의 수용 공간에 수용되고 충방전이 가능한 리튬이차전지를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템의 제1 실시형태를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 상기 시스템은 몸체부(10), 상기 몸체부(10)의 상부에 위치하는 제1 도전부(20) 및 상기 몸체부(10)의 하부에 위치하는 제2 도전부(30)를 포함하는 하우징(1) 및 상기 하우징(1)에 수용되는 리튬이차전지(2)를 포함할 수 있다. 제1 실시형태에서 상기 리튬이차전지(2)는 고체전해질을 포함하는 전고체 전지일 수 있다.
도 2는 상기 몸체부(10)를 도시한 단면도이다. 이를 참조하면, 상기 몸체부(10)는 통 형상을 가지고, 그 내부에 상하 방향으로 관통된 제1 통공(11) 및 측면에서 상기 제1 통공(11)과 연통되도록 관통 형성된 제2 통공(12)을 포함할 수 있다.
상기 몸체부(10)는 상기 제1 통공(11)과 제2 통공(12)의 표면 상에 위치하는 절연부재(13)를 포함할 수 있다. 상기 절연부재(13)는 상기 몸체부(10)에 수용되는 제1 도전부(20), 제2 도전부(30) 및 리튬이차전지(2)가 상기 몸체부(10)를 통해 통전하여 단락이 일어나는 등의 문제를 방지하기 위한 구성이다. 다만, 상기 절연부재(13)를 배제하고 상기 몸체부(10) 자체를 전기적으로 절연성인 소재로 구성할 수도 있다.
상기 제1 도전부(20)는 판상의 제1 기재(21) 및 상기 제1 기재(21)로부터 상기 제1 통공(11)의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제1 돌출부재(22)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기재(21)는 상기 제1 도전부(20)를 상기 몸체부(10)와 결합할 때, 일종의 스토퍼로서 기능하는 구성이다. 상기 제1 기재(21)는 상기 제1 통공(11)의 면적에 비해 더 넓게 형성된 판상의 구조물일 수 있다.
상기 제1 도전부(20)는 상기 몸체부(10)의 상부에서 상기 제1 돌출부재(22)가 상기 제1 통공(11)에 삽입되어 설치된다.
상기 제1 도전부(20)는 후술할 리튬이차전지(2)의 제1 전극부(200)와 직접적으로 접하여 집전의 역할을 하고, 상기 제1 전극부(200)에 일련의 극성을 부여하기 위한 수단이 될 수 있다.
상기 제2 도전부(30)는 판상의 제2 기재(31) 및 상기 제2 기재(31)로부터 상기 제1 통공(11)의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제2 돌출부재(32)를 포함할 수 있다.
상기 제2 기재(31)는 상기 제2 도전부(30)를 상기 몸체부(10)와 결합할 때, 일종의 스토퍼로서 기능하는 구성이다. 상기 제2 기재(31)는 상기 제1 통공(11)의 면적에 비해 더 넓게 형성된 판상의 구조물일 수 있다.
상기 제2 도전부(30)는 상기 몸체부(10)의 상부에서 상기 제2 돌출부재(32)가 상기 제1 통공(11)에 삽입되어 설치된다.
상기 제2 도전부(30)는 후술할 리튬이차전지(2)의 제2 전극부(300)와 직접적으로 접하여 집전의 역할을 하고, 상기 제2 전극부(300)에 일련의 극성을 부여하기 위한 수단이 될 수 있다.
도 1과 같이 리튬이차전지의 기준전극(120), SoC 조절 부재(130)는 상기 제2 통공(12)을 통해 외부로 노출된다. 상기 하우징은 상기 기준전극(120)과 SoC 조절 부재(130) 간의 간극을 메우는 밀봉부재(14)를 포함할 수 있다. 상기 밀봉부재(14)는 분석시 상기 기준전극(120)과 SoC 조절 부재(130)의 구조를 유지할 수 있도록 한다.
상기 리튬이차전지(2)는 전해질부(100), 상기 전해질부(100)의 일면에 위치하는 제1 전극부(200) 및 상기 전해질부(100)의 타면에 위치하는 제2 전극부(300)를 포함할 수 있다.
상기 전해질부(100)는 고체전해질을 포함하는 매트릭스(110), 상기 매트릭스(110)에 삽입된 하나 이상의 기준전극(120) 및 상기 기준전극(120)으로부터 두께 방향으로 일정 거리 이격되어 상기 매트릭스(110)에 삽입된 하나 이상의 SoC 조절 부재(130)를 포함할 수 있다.
상기 리튬이차전지(2)는 대칭셀일 수 있다. 즉, 상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)는 각각 양극 활물질을 포함하는 전극일 수 있다.
상기 양극 활물질은 특별히 제한되는 것이 아니지만 예를 들면 산화물 활물질, 황화물 활물질일 수 있다.
상기 산화물 활물질은 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, LiVO2, Li1 + xNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2 등의 암염층형 활물질, LiMn2O4, Li(Ni0.5Mn1.5)O4 등의 스피넬형 활물질, LiNiVO4, LiCoVO4 등의 역스피넬형 활물질, LiFePO4, LiMnPO4, LiCoPO4, LiNiPO4 등의 올리빈형 활물질, Li2FeSiO4, Li2MnSiO4 등의 규소 함유 활물질, LiNi0 . 8Co(0.2-x)AlxO2(0＜x＜0.2)과 같이 천이 금속의 일부를 이종 금속으로 치환한 암염층형형 활물질, Li1+xMn2-x-yMyO4(M은 Al, Mg, Co, Fe, Ni, Zn 중 적어도 일종이며 0＜x+y＜2)와 같이 천이 금속의 일부를 이종 금속으로 치환한 스피넬형 활물질, Li4Ti5O12 등의 티탄산 리튬일 수 있다.
상기 황화물 활물질은 구리 쉐브렐, 황화철, 황화 코발트, 황화 니켈 등일 수 있다.
한편, 상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)는 각각 음극 활물질을 포함하는 전극일 수도 있다.
상기 음극 활물질은 특별히 제한되는 것이 아니지만 예를 들면 탄소 활물질, 금속 활물질일 수 있다.
상기 탄소 활물질은 메소카본 마이크로비즈(MCMB), 고배향성 흑연(HOPG) 등의 흑연, 하드 카본 및 소프트 탄소 등의 비정질 탄소일 수 있다.
상기 금속 활물질은 In, Al, Si, Sn 및 이들의 원소를 적어도 하나 함유하는 합금 등일 수 있다.
상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)는 고체전해질, 도전재, 바인더 등을 더 포함할 수 있다.
상기 고체전해질은 산화물계 고체전해질 또는 황화물계 고체전해질일 수 있다. 다만, 리튬이온 전도도가 높은 황화물계 고체전해질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 황화물계 고체전해질은 Li2S-P2S5, Li2S-P2S5-LiI, Li2S-P2S5-LiCl, Li2S-P2S5-LiBr, Li2S-P2S5-Li2O, Li2S-P2S5-Li2O-LiI, Li2S-SiS2, Li2S-SiS2-LiI, Li2S-SiS2-LiBr, Li2S-SiS2-LiCl, Li2S-SiS2-B2S3-LiI, Li2S-SiS2-P2S5-LiI, Li2S-B2S3, Li2S-P2S5-ZmSn(단, m, n는 양의 수, Z는 Ge, Zn, Ga 중 하나), Li2S-GeS2, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-SiS2-LixMOy(단, x, y는 양의 수, M은 P, Si, Ge, B, Al, Ga, In 중 하나), Li10GeP2S12 등일 수 있다.
상기 도전재는 상기 전극 내에서 전자 전도 경로를 형성하는 구성이다. 상기 도전재는 카본블랙(Carbon black), 전도성 흑연(Conducting graphite), 에틸렌 블랙(Ethylene black), 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 등과 같은 sp2 탄소 재료 또는 그래핀(Graphene)일 수 있다.
상기 바인더는 BR(Butadiene rubber), NBR(Nitrile butadiene rubber), HNBR(Hydrogenated nitrile butadiene rubber), PVDF(polyvinylidene difluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), CMC(carboxymethylcellulose) 등일 수 있다.
상기 전해질부(100)는 상기 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300) 사이에서 리튬이온의 이동을 담당하는 구성이다.
상기 매트릭스(110)는 고체전해질, 바인더 등을 포함할 수 있다.
상기 고체전해질은 산화물계 고체전해질 또는 황화물계 고체전해질일 수 있다. 다만, 리튬이온 전도도가 높은 황화물계 고체전해질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 황화물계 고체전해질은 Li2S-P2S5, Li2S-P2S5-LiI, Li2S-P2S5-LiCl, Li2S-P2S5-LiBr, Li2S-P2S5-Li2O, Li2S-P2S5-Li2O-LiI, Li2S-SiS2, Li2S-SiS2-LiI, Li2S-SiS2-LiBr, Li2S-SiS2-LiCl, Li2S-SiS2-B2S3-LiI, Li2S-SiS2-P2S5-LiI, Li2S-B2S3, Li2S-P2S5-ZmSn(단, m, n는 양의 수, Z는 Ge, Zn, Ga 중 하나), Li2S-GeS2, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-SiS2-LixMOy(단, x, y는 양의 수, M은 P, Si, Ge, B, Al, Ga, In 중 하나), Li10GeP2S12 등일 수 있다.
상기 바인더는 BR(Butadiene rubber), NBR(Nitrile butadiene rubber), HNBR(Hydrogenated nitrile butadiene rubber), PVDF(polyvinylidene difluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), CMC(carboxymethylcellulose) 등일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기준전극(120) 및 매트릭스(110)를 도시한 것이다.
상기 기준전극(reference electrode, 120)은 전기화학적 전지에서 하나 이상의 전극의 전위를 측정하기 위한 기준점으로 제공되는 안정한 전기화학적 전위를 갖는 전극이다.
상기 기준전극(120)은 막대 형상이고, 그 일단이 상기 매트릭스(110)에 삽입되며, 타단이 상기 하우징(1)을 관통하여 외부로 노출되어 있을 수 있다. 구체적으로 상기 기준전극(120)의 타단은 상기 하우징(1)의 제2 통공(12)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
상기 기준전극(120)은 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 전선에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속이 코팅된 것일 수 있다.
상기 전선의 소재는 특별히 제한되지 않고, 전술한 텅스텐(W), 이의 강도에 준하는 강도를 갖는 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 등의 고체전해질과 반응성이 낮은 소재라면 어떠한 것도 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 SoC 조절 부재(130) 및 매트릭스(110)를 도시한 평면도이다.
상기 SoC 조절 부재(130)는 상기 매트릭스(110)에 삽입되어 있고 일정 면적을 갖는 평판 유닛(131); 및 일단이 상기 평판 유닛(131)과 연결되어 있고 타단이 상기 하우징(1)을 관통하여 외부로 노출되어 있는 연장 유닛(132)을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 연장 유닛(132)은 상기 하우징(1)의 제2 통공(12)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
상기 평판 유닛(131)은 상기 매트릭스(110)에 비해 그 면적이 작아 상기 평판 유닛(131)의 외측으로 고체전해질이 채워져 있다. 따라서 상기 평판 유닛(131)은 매트릭스(110) 내의 리튬이온의 이동에 크게 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 연장 유닛(132)은 상기 제2 통공(12)을 통해 외부로 노출되어 집전의 역할을 하고, 상기 SoC 조절부(130)에 일련의 극성을 부여하기 위한 수단이 될 수 있다.
상기 SoC 조절 부재(130)는 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 금속 메쉬 또는 금속 폼의 형태일 수 있다. 상기 금속 메쉬 또는 금속 폼은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속으로 코팅된 것일 수 있다.
상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)가 양극 활물질을 포함하는 대칭셀일 때, 상기 SoC 조절 부재(130)는 상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)로부터 이동한 리튬이온을 수용하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 리튬이온은 상기 SoC 조절 부재(130) 상에 석출 및 저장될 수 있다.
상기 제1 전극부(200) 및 제2 전극부(300)가 음극 활물질을 포함하는 대칭셀일 때, 상기 SoC 조절 부재(130)는 리튬을 제공하는 리튬 소스가 될 수 있다. 이때, 상기 SoC 조절 부재(130)는 전리튬화(pre-lithiation)된 것일 수 있다. 상기 SoC 조절 부재(130)를 전리튬화하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 상기 SoC 조절 부재(130)에 리튬을 플레이팅 또는 합금화하거나 물리적으로 코팅할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템의 제2 실시형태를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 상기 시스템은 제1 케이스부(10') 및 제2 케이스부(20')를 포함하는 하우징(1') 및 상기 하우징(1')에 수용되는 리튬이차전지(2')를 포함할 수 있다. 제2 실시형태에서 상기 리튬이차전지(2')는 액체전해질을 포함하는 리튬이온전지일 수 있다.
상기 하우징(1')은 일면이 개방되고 내부에 수용공간(11')을 갖는 제1 케이스부(10') 및 상기 제1 케이스부(10')의 개방면을 덮는 제2 케이스부(20')를 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스부(10') 및 제2 케이스부(20')의 내면 중 전해질부(100')와 접촉할 가능성이 있는 부분에는 절연부재(30')가 구비될 수 있다. 상기 하우징(1')을 통해 리튬이차전지(2')의 단락이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 제1 케이스부(10') 및 제2 케이스부(20') 자체는 전기 전도성이 있는 소재로 이루어진 것일 수 있다. 상기 리튬이차전지(2')로의 전자 이동 경로를 제공하기 위함이다.
상기 리튬이차전지(2')의 기준전극(120'), SoC 조절 부재(130')는 상기 제1 케이스부(10')와 제2 케이스부(20')의 접합 부위를 통해 외부로 노출되는데, 이에 의해 상기 내부공간(11')이 외부와 연통될 우려가 있다. 따라서 상기 하우징(1')은 제1 케이스부(10')와 제2 케이스부(20')의 접합 부위에 위치하여 상기 수용공간(11')을 외부와 단절하는 밀봉부재(40')를 포함할 수 있다. 상기 밀봉부재(40')는 상기 기준전극(120')과 SoC 조절 부재(130')를 지지하는 역할을 할 수 있으므로 상기 시스템의 내구성에도 도움이 된다.
상기 시스템은 상기 하우징(1')과 리튬이차전지(2') 사이에 개재된 가압부(3')를 포함할 수 있다. 상기 가압부(3')는 상기 리튬이차전지(2')를 구성하는 각 요소들을 압착하기 위한 것이다.
상기 가압부(3')는 일정 면적을 갖는 평판 형상의 가압부재(50') 및 상기 가압부재(50')와 상기 하우징(1') 사이에 개재되어 상기 가압부재(50')에 탄성력을 가하는 탄성부재(60')를 포함할 수 있다.
상기 리튬이차전지(2')는 전해질부(100'), 상기 전해질부(100')의 일면에 위치하는 제1 전극부(200') 및 상기 전해질부(100')의 타면에 위치하는 제2 전극부(300')를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극부(200') 및 제2 전극부(300')는 전술한 제1 실시형태와 달리 고체전해질을 포함하지 않는다. 이를 제외하고는 제1 실시형태의 것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전해질부(100')는 매트릭스(110'), 상기 매트릭스(110')에 삽입된 하나 이상의 기준전극(120') 및 상기 기준전극(120')으로부터 두께 방향으로 일정 거리 이격되어 상기 매트릭스(110')에 삽입된 하나 이상의 SoC 조절 부재(130')를 포함할 수 있다.
상기 매트릭스(110')는 액체전해질이 함침된 분리막을 복수 개로 적층한 것일 수 있다.
상기 액체전해질은 리튬염, 유기 용매 등을 포함할 수 있다.
상기 리튬염은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어떠한 것도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬염은 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, LiN(CF3SO2)2, LiN(SO3C2F5)2, LiN(SO2F)2, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiC6H5SO3, LiSCN, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x + 1SO2)(CyF2y + 1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI, LiB(C2O4)2 등을 포함할 수 있다.
상기 유기 용매는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어떠한 것도 포함할 수 있다. 예를 들어, 글라임계 화합물, 디옥소란계 화합물, 불소화된 에테르계 화합물, 술폰계 화합물, 카보네이트계 화합물 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액체전해질은 필요에 따라 비닐렌 카보네이트(Vinylene carbonate), 플루오로에틸렌 카보네이트(Fluoroethylene carbonate) 등의 전해액 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 분리막 사이에 기준전극(120')과 SoC 조절 부재(130')가 삽입될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 리튬이차전지의 분석 시스템을 도시한 평면도이다. 이를 참조하면, 상기 기준전극(120')과 SoC 조절 부재(130')는 서로 다른 방향으로 상기 하우징(1')을 관통하여 외부로 노출될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기준전극(120') 및 매트릭스(110')를 도시한 것이다.
상기 기준전극(120')은 막대 형상이고, 그 일단이 상기 매트릭스(110')에 삽입되며, 타단이 상기 하우징(1')을 관통하여 외부로 노출되어 있을 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 SoC 조절 부재(130') 및 매트릭스(110')를 도시한 평면도이다.
상기 SoC 조절 부재(130')는 상기 매트릭스(110)에 삽입되어 있고 일정 면적을 갖는 평판 유닛(131'); 및 일단이 상기 평판 유닛(131')과 연결되어 있고 타단이 상기 하우징(1')을 관통하여 외부로 노출되어 있는 연장 유닛(132')을 포함할 수 있다.
상기 평판 유닛(131')은 상기 매트릭스(110')에 비해 그 면적이 작아 상기 평판 유닛(131')의 외측으로 액체전해질이 채워져 있다. 따라서 상기 평판 유닛(131')은 매트릭스(110') 내의 리튬이온의 이동에 크게 영향을 주지 않을 수 있다.
상기 기준전극(120')과 SoC 조절 부재(130')의 소재는 전술한 제1 실시형태와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 이하 생략한다.
도 9는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 방법의 제1 실시 형태를 도시한 것이다. 구체적으로 이는 리튬이차전지의 초기 작동 메커니즘일 수 있다. 상기 제1 실시 형태에서 리튬이차전지(2)는 상기 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300)가 양극 활물질을 포함하는 대칭셀일 수 있다.
상기 분석 방법은 상기 제1 전극부(200)에 양극의 극성을 부여하고 상기 SoC 조절 부재(130)에 음극의 극성을 부여하는 제1 단계, 상기 리튬이차전지(2)에 일정 시간 동안 일정 산화 전류를 인가하는 제2 단계, 상기 제2 전극부(300)에 양극의 극성을 부여하고 상기 SoC 조절 부재(130)에 음극의 극성을 부여하는 제3 단계 및 상기 리튬이차전지(2)에 제2 단계와 동일한 시간 동안 제2 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제4 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 단계에서 상기 제1 전극부(200) 및 SoC 조절 부재(130)에 극성을 부여하는 방법과 상기 제3 단계에서 상기 제2 전극부(300) 및 SoC 조절 부재(130)에 극성을 부여하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.
상기 분석 방법에 따르면 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300)의 리튬을 상기 SoC 조절 부재(130)에 전착함으로써 상기 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300)의 잔존 용량(SoC)을 조절할 수 있다. 또한, 상기 제2 단계와 제4 단계에서 동일한 시간 동안 동일한 산화 전류를 인가하기 때문에 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300)의 잔존 용량(SoC)이 동일하게 조정된 대칭셀을 분석할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분석 방법의 제2 실시 형태를 도시한 것이다. 상기 제2 실시 형태에서 리튬이차전지(2)는 상기 제1 전극부(200)와 제2 전극부(300)가 양극 활물질을 포함하는 대칭셀일 수 있다.
상기 분석 방법은 상기 제1 전극부(200)에 양극의 극성을 부여하고 상기 SoC 조절 부재(130)에 음극의 극성을 부여하는 제1 단계, 상기 리튬이차전지(2)에 일정 시간 동안 일정 산화 전류를 인가하는 제2 단계, 상기 제2 전극부(300)에 양극의 극성을 부여하고 상기 SoC 조절 부재(130)에 음극의 극성을 부여하는 제3 단계, 상기 리튬이차전지(2)에 제2 단계와 동일한 시간 동안 제2 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제4 단계, 상기 제1 전극부(200)에 양극의 극성을 부여하고 상기 제2 전극부(300)에 음극의 극성을 부여하는 제5 단계, 상기 리튬이차전지(2)에 상기 제4 단계의 절반의 시간 동안 상기 제4 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제6 단계, 상기 제1 전극부(200)에 양극의 극성을 부여하고 상기 제2 전극부(300)에 음극의 극성을 부여하는 제7 단계 및 상기 리튬이차전지(2)에 상기 제6 단계와 동일한 시간 동안 상기 제6 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제8 단계를 포함하고, 상기 제8 단계 이후 상기 리튬이차전지(2)가 목적하는 잔존 용량(SoC)을 가질 때까지 상기 제3 단계 내지 제8 단계를 복수 회 반복하는 것일 수 있다.
상기 분석 방법은 제1 전극부(200)의 리튬을 산화하여 SoC 조절 부재(130)에 전착시켜 잔존 용량(SoC)을 높이고, 제2 전극부(300)의 리튬을 산화하여 제1 전극부(200)에서 환원함으로써 제1 전극부(200)의 잔존 용량(SoC)을 낮추면서 제2 전극부(300)의 잔존 용량(SoC)은 높이는 것이다. 이를 번갈아 반복함으로써 충방전 사이클의 상황을 구현할 수 있다. 충방전 후 제1 전극부(200)과 제2 전극부(300)의 잔존 용량(SoC)을 동일하게 조절한 상태에서 리튬이차전지(2)의 전기 화학 분석을 수행할 수 있다. 즉, 충방전 사이클과 잔존 용량(SoC) 조정을 반복함으로써 사이클에 따른 대칭셀 전기 화학 분석을 수행할 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 도 9에 따른 방법으로 전고체 전지를 분석한 결과이다. 구체적으로 동일 SoC에서의 양극 저항을 전기화학 임피던스 분광법을 이용해 얻은 결과이다. 도 11a 내지 도 11d는 각각 SoC를 0, 10, 30, 50으로 조절하였을 때의 결과이다. SoC 조절 부재를 상대극으로 이용하여 SoC를 결정하였다. 하나의 셀에서 대칭 셀 형태로 측정한 양극 임피던스(symmetric cell)와 3전극 셀 형태로 측정한 양극 임피던스(Cathode_1, Cathode_2)를 도시하였다.
이를 통해 본 발명에 따른 분석 시스템 및 분석 방법을 사용하면 동일 전극을 대상으로 두 전극의 신호가 혼재하는 대칭셀 시스템 및 각 전극의 개별적인 신호를 볼 수 있는 3전극 시스템으로 SoC에 따른 저항 측정이 가능함을 알 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 도 9에 따른 방법으로 액체전해질을 포함하는 리튬이온전지를 분석한 결과이다. 구체적으로 동일 SoC에서의 양극 저항을 전기화학 임피던스 분광법을 이용해 얻은 결과이다. 도 12a 내지 도 12d는 각각 SoC를 0, 10, 30, 50으로 조절하였을 때의 결과이다. SoC 조절 부재를 상대극으로 이용하여 SoC를 결정하였다. 하나의 셀에서 대칭 셀 형태로 측정한 양극 임피던스(symmetric cell)와 3전극 셀 형태로 측정한 양극 임피던스(Cathode_1, Cathode_2)를 도시하였다.
이를 통해 본 발명에 따른 분석 시스템 및 분석 방법을 사용하면 동일 전극을 대상으로 두 전극의 신호가 혼재하는 대칭셀 시스템 및 각 전극의 개별적인 신호를 볼 수 있는 3전극 시스템으로 SoC에 따른 저항 측정이 가능함을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
(제1 실시형태)
1: 하우징 2: 리튬이차전지 10: 몸체부 11: 제1 통공
12: 제2 통공 13: 절연부재 14: 밀봉부재
20: 제1 도전부 21: 제1 기재 22: 제1 돌출부재
30: 제2 도전부 31: 제2 기재 32: 제2 돌출부재
100: 전해질부 110: 매트릭스 120: 기준전극
130: SoC 조절 부재 131: 평판 유닛 132: 연장 유닛
200: 제1 전극부 300: 제2 전극부
(제2 실시형태)
1': 하우징 2': 리튬이차전지 3': 가압부
10': 제1 케이스부 11': 수용공간
20': 제2 케이스부 30': 절연부재 40': 밀봉부재
50': 가압부재 60': 탄성부재
100': 전해질부 110': 매트릭스 120': 기준전극
130': SoC 조절 부재 131': 평판 유닛 132': 연장 유닛
200': 제1 전극부 300': 제2 전극부

Claims (16)

  1. 내부에 수용 공간을 갖는 하우징; 및
    상기 하우징의 수용 공간에 수용되고 충방전이 가능한 리튬이차전지;를 포함하고,
    상기 리튬이차전지는 전해질부; 상기 전해질부의 일면에 위치하는 제1 전극부; 및 상기 전해질부의 타면에 위치하는 제2 전극부;를 포함하며,
    상기 전해질부는 리튬이온 전도성이 있는 전해질을 포함하는 매트릭스; 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 기준전극; 및 상기 기준전극으로부터 두께 방향으로 일정 거리 이격되어 상기 매트릭스에 삽입된 하나 이상의 SoC 조절 부재;를 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은
    통 형상을 가지고, 그 내부에 상하 방향으로 관통된 제1 통공 및 측면에서 상기 제1 통공과 연통되도록 관통 형성된 제2 통공을 포함하는 몸체부;
    판상의 제1 기재 및 상기 제1 기재로부터 상기 제1 통공의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제1 돌출부재를 포함하는 제1 도전부; 및
    판상의 제2 기재 및 상기 제2 기재로부터 상기 제1 통공의 형상에 대응하는 형상으로 돌출 형성된 제2 돌출부재를 포함하는 제2 도전부;를 포함하고,
    상기 몸체부의 상부에서 상기 제1 돌출부재가 상기 제1 통공에 삽입되도록 상기 제1 도전부가 구비되고, 상기 몸체부의 하부에서 상기 제2 돌출부재가 상기 제1 통공에 삽입되도록 상기 제2 도전부가 구비되며, 상기 제1 통공 내에서 상기 제1 돌출부재와 제2 돌출부재 사이의 공간에 리튬이차전지가 위치하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 제1 통공과 제2 통공의 표면 상에 위치하는 절연부재를 더 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스는 고체전해질을 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은
    일면이 개방되고 내부에 수용공간을 갖는 제1 케이스부; 및
    상기 제1 케이스부의 개방면을 덮는 제2 케이스부;를 포함하고,
    상기 수용공간에 리튬이차전지가 위치하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징은 제1 케이스부와 제2 케이스부의 연결 부분에 위치하여 상기 수용공간을 외부와 단절하는 밀봉부재를 더 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 리튬이차전지 사이에 개재된 가압부를 더 포함하고,
    상기 가압부는 일정 면적을 갖는 평판 형상의 가압부재; 및 상기 가압부재와 상기 하우징 사이에 개재되어 상기 가압부재에 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스는 전해질이 함침된 분리막을 복수 개로 적층한 것을 포함하고,
    상기 분리막 사이에 기준전극과 SoC 조절 부재가 삽입된 것인 리튬이차전지의 분석 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기준전극은 막대 형상이고, 그 일단이 상기 매트릭스에 삽입되며, 타단이 상기 하우징을 관통하여 외부로 노출되는 것인 리튬이차전지의 분석 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기준전극은 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 전선에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속이 코팅된 것인 리튬이차전지의 분석 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 SoC 조절 부재는
    상기 매트릭스에 삽입되어 있고 일정 면적을 갖는 평판 유닛; 및
    일단이 상기 평판 유닛에 연결되어 있고 타단이 상기 하우징을 관통하여 외부로 노출되어 있는 연장 유닛을 포함하는 리튬이차전지의 분석 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 SoC 조절 부재는 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 메쉬 또는 폼 형태를 갖는 것인 리튬이차전지의 분석 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 SoC 조절 부재는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 귀금속으로 코팅된 것인 리튬이차전지의 분석 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 리튬이차전지의 분석 시스템을 이용한 리튬이차전지의 분석 방법으로서,
    제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, SoC 조절 부재에 음극의 극성을 부여하는 제1 단계;
    리튬이차전지에 일정한 시간 동안 일정한 산화 전류를 인가하는 제2 단계;
    제2 전극부에 양극의 극성을 부여하고, SoC 조절 부재에 음극의 극성을 부여하는 제3 단계; 및
    리튬이차전지에 제2 단계와 동일한 시간 동안 동일한 산화 전류를 인가하는 제4 단계;를 포함하는 리튬이차전지의 분석 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, 제2 전극부에 음극의 극성을 부여하는 제5 단계;
    리튬이차전지에 제4 단계의 절반의 시간 동안 제4 단계와 동일한 산화 전류를 인가하는 제6 단계;
    제1 전극부에 양극의 극성을 부여하고, 제2 전극부에 음극의 극성을 부여하는 제7 단계; 및
    리튬이차전지에 제6 단계와 동일한 시간 동안 동일한 산화 전류를 인가하는 제8 단계를 더 포함하는 리튬이차전지의 분석 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 단계 내지 제8 단계를 반복 수행하는 것인 리튬이차전지의 분석 방법.
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