WO2023014056A1 - 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법 - Google Patents

전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법 Download PDF

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WO2023014056A1
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battery cell
defective
resistance value
frequency range
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박상대
김주영
이주미
조인환
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode tab disconnection inspection device and a disconnection inspection method for nondestructively inspecting disconnection of an electrode tab of a battery cell.
  • secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources for wireless mobile devices.
  • secondary batteries are attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which are proposed as a solution to air pollution such as existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to more fields and products than now.
  • secondary batteries are sometimes classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. according to the composition of electrodes and electrolytes. It is increasing.
  • secondary batteries include a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.
  • the electrode assembly embedded in the battery case is a power generating device capable of charging and discharging, consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode. It is classified into a jelly-roll type wound with a separator interposed therebetween, and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a location where a disconnection occurs in an electrode tab 13 of a pouch type battery cell 10 .
  • an electrode assembly 12 is embedded in the battery case 11 of the pouch type battery cell 10, and electrode tabs 13 are derived from the electrode assembly 12 to form an electrode lead 14 welded with Since the welding parts of the electrode tab and the tab and the welding parts of the electrode tab and the electrode lead receive forces in various directions during the manufacturing process of the battery cell, disconnection 15 may occur at one or several welding points. If disconnection occurs, defects such as low voltage may be caused.
  • Patent Document 1 In order to detect the disconnection of the electrode tab, conventionally, as in Patent Document 1, a method of pressurizing a battery cell to measure a change in impedance of the battery cell according to the pressurization or physically inspecting a welding part by CT imaging has been used.
  • Patent Document 1 since a pressurizing mechanism for separately pressurizing the battery cell is required to measure the impedance change, it is difficult to apply mass production level inspection.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode tab disconnection inspection device and a disconnection inspection method of a battery cell capable of inspecting electrode tab disconnection within a short time.
  • An electrode tab disconnection inspection apparatus of a battery cell includes a measurement unit for measuring impedance values and impedance angles according to the frequency of a battery cell to be inspected; a calculation unit calculating resistance values of the real part of impedance according to the frequency of the battery cell to be tested from the impedance values and the impedance angles; and real part resistance values in the resonant frequency range of non-defective battery cells of the same type as the battery cell to be tested and the real part resistance values in the resonant frequency range and the frequency range of the same range as the resonant frequency range of the battery cell to be tested. and a determination unit that checks whether or not the electrode tab of the battery cell to be tested is disconnected by comparing resistance values of the real part of the impedance of .
  • the determination unit determines that the real part resistance values of the impedance of the battery cell to be inspected in the same frequency range as the resonant frequency range are the real part resistance values in the resonant frequency range of the non-defective battery cells. If the resistance values of the real part of the band are greater than the resistance values, it may be determined that the electrode tab of the battery cell to be tested is disconnected.
  • the measuring unit may be an electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measuring instrument.
  • EIS electrochemical impedance spectroscopy
  • the determination unit determines the real part resistance values of the real part resistance value range of non-defective battery cells including or excluding the overlapping change line or range and the real part of the battery cell to be tested. Whether or not the electrode tab of the battery cell to be inspected is disconnected may be inspected by comparing the resistance values.
  • the determination unit determines the real part resistance values of the real part resistance value range of the non-defective battery cells based on the frequency data in the resonant frequency range of the non-defective battery cells and the real part resistance value data in the resonant frequency range. It is possible to check whether the electrode tab of the battery cell to be tested is disconnected by comparing the real part resistance values of the real part resistance value range of the non-defective battery cells with the real part resistance values of the battery cell to be inspected.
  • the electrode tab disconnection inspection device includes a resonance frequency range for a plurality of battery cells, a real part resistance value range of non-defective battery cells in the resonance frequency range, and a frequency and real part resistance value of the resonance frequency range
  • a method for inspecting an electrode tab disconnection of a battery cell includes measuring impedance values and impedance angles according to a frequency of a battery cell to be inspected; Calculating real part resistance values of impedance according to the frequency of the battery cell to be tested from the impedance values and the impedance angles; and real part resistance values in the resonant frequency range of non-defective battery cells of the same type as the battery cell to be tested and the real part resistance values in the resonant frequency range and the frequency range of the same range as the resonant frequency range of the battery cell to be tested. and determining whether an electrode tab of the battery cell to be inspected is disconnected by comparing resistance values of the real part of the impedance of .
  • the resonant frequency range of the non-defective battery cells is a range of frequencies when the resistance of the imaginary part of the impedance value measured for each of the plurality of non-defective battery cells changes from a positive (+) value to a negative (-) value.
  • a non-defective impedance real-part resistance value line of each battery cell is derived by connecting the real part resistance values of each non-defective battery cell according to the frequency of the resonant frequency range, and the non-defective impedance real part resistance value lines are adjacent to each other.
  • the real part resistance value zone of the non-defective battery cells may be the real part resistance value region in the resonant frequency region of the non-defective battery cells.
  • the resistance values of the real part of the impedance of the battery cell to be tested in the same frequency range as the resonant frequency range are higher than the real part resistance values of the real part resistance value zone of the non-defective battery cells. If it is larger, it can be determined as a defective product, and if it is equal to or smaller than the range of the real part resistance values of the real part resistance value zone, it can be determined as a good product.
  • each real part resistance value of the real part resistance value zone of the non-defective battery cells and each real part of the battery cell to be tested at three points of the minimum frequency, the intermediate frequency, and the maximum frequency of the resonant frequency range The quality of the battery cell can be determined by comparing the resistance value.
  • real part resistance values of each battery cell according to each frequency are connected to each other to connect the defective real part resistance value line of each battery cell or the real number of a plurality of defective battery cells.
  • the overlapping portion is determined
  • the area included or excluded may be set to the real part resistance value area of the non-defective battery cell for determining the quality of the battery cell.
  • a correlation between frequencies in the resonance frequency range and the real resistance values is derived from frequency data in the resonance frequency range and real resistance value data for a plurality of non-defective battery cells, and the correlation is derived.
  • the real part resistance value range of the resonant frequency range based on the relationship may be set to the real part resistance value range of the resonant frequency range of the non-defective battery cells.
  • the resistance value of the real part of the impedance of the battery cell to be inspected in the frequency range of the same range as the resonant frequency range is in the resonant frequency range of the non-defective battery cells based on the correlation. If the real part is larger than the resistance value range, it can be determined as a defective product, and if it is smaller, it can be determined as a good product.
  • each real part resistance value of the non-defective product and each real part resistance of the battery cell to be tested expressed by the correlation at three points of the minimum frequency, the intermediate frequency, and the maximum frequency of the resonant frequency range
  • the quality of the battery cell can be determined by comparing the values.
  • the resistance values of the real part of the impedance of the battery cell to be tested in the frequency range of the same range as the resonance frequency range are in the resonance frequency range of the non-defective battery cells based on the correlation.
  • the real part resistance values are greater than a certain range, it can be determined as a defective product.
  • the present invention it is possible to quickly inspect electrode tab disconnection, so that mass production level inspection is possible.
  • leakage of defective battery cells can be prevented by the disconnection test according to the present invention.
  • the present invention rapid inspection in the battery cell manufacturing step is possible, and battery cell defects (electrode tab disconnection) in the recycling step or reuse step of using the finished battery cell after using it for a certain period of time are possible. ) can be quickly checked. Therefore, when the battery cell is recycled, it is possible to quickly identify defects of the battery cell and conveniently determine whether to reuse the battery cell.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a location where a disconnection occurs in an electrode tab of a pouch type battery cell.
  • 3 is a schematic diagram showing impedance values on a complex plane.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an electrode tab disconnection inspection device for a battery cell according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of setting a real part resistance value range of non-defective battery cells applied in the method for checking electrode tab disconnection of a battery cell according to the present invention.
  • FIG. 6 is a graph for explaining a process of deriving a resistance value range of a real part and determining battery cell quality according to an electrode tab disconnection inspection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph for explaining a process of deriving a resistance value range of a real part and determining whether a battery cell is good or bad according to an electrode tab disconnection inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • the terms “include” or “have” are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where another part is present in the middle.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc.
  • being disposed “on” may include the case of being disposed not only on the top but also on the bottom.
  • longitudinal direction means a direction in which an electrode lead of a battery cell protrudes.
  • Patent Document 1 adopted a method of detecting disconnection by measuring impedance change by pressurizing the battery cell.
  • the present invention is intended to detect disconnection based on impedance without applying pressure. Even if an impedance change occurs due to disconnection, since the impedance is a value that changes according to a frequency, it is necessary to specify whether the disconnection is to be compared based on the impedance at which frequency.
  • the resonant frequency refers to the frequency at which the reactance component of the impedance becomes zero. That is, it is the frequency when the imaginary component of impedance becomes zero.
  • the resonant frequencies of the battery cells do not match 100%, but vary depending on the shape, chemical composition, and type of the battery cell. That is, the resonant frequency of the battery cell itself is one parameter representing the characteristics or physical properties of the battery cell. Therefore, the present inventors predicted that a change in the physical properties of the battery cell could be observed by measuring the impedance at the resonant frequency. A disconnection of an electrode tab of a battery cell can also be seen as an example of a change in physical properties.
  • the starting point of the present invention is that if the impedance value at the resonant frequency of a non-defective battery cell without electrode tab disconnection is known, it is possible to quickly and simply inspect whether the electrode tab is disconnected by comparing it with the battery cell to be inspected. .
  • a Nyquist plot as shown in FIG. 2 can be obtained by applying minute AC signals having different frequencies to a specific battery cell using an impedance measuring instrument, for example, an electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measuring instrument.
  • EIS electrochemical impedance spectroscopy
  • the points measured by the actual EIS measurer are limited to the number of frequencies, but the plot shown in FIG. 2 can be obtained through appropriate curve fitting.
  • the resonant frequency is the frequency at which the resistance of the imaginary part of the impedance becomes zero.
  • the frequency at which the resistance of the imaginary part of the impedance value changes from positive (+) to negative (-) (or vice versa) is the resonant frequency. That is, in FIG. 2, Rs is the impedance at the resonant frequency, that is, the real part resistance value.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing impedance values on a complex plane.
  • the resistance Rs of the real part of the impedance is expressed as
  • the present invention is premised on obtaining a range of resonant frequencies (resonance frequency range) for non-defective battery cells, and extracting a range of real part resistance values of non-defective products in the resonant frequency range.
  • the real part resistance values of the battery cell 10 to be tested are obtained according to the frequency and compared with the real part resistance values of the non-defective product in the same frequency range (resonant frequency range). If so, it is possible to easily identify a defective product, that is, a battery cell in which a disconnection occurs in an electrode tab.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an electrode tab disconnection inspection device for a battery cell according to the present invention.
  • An electrode tab disconnection inspection apparatus 100 of a battery cell 10 includes a measurement unit 110 that measures impedance values and impedance angles according to the frequency of a battery cell 10 to be inspected; a calculation unit 120 that calculates resistance values Rs of the real part of the impedance according to the frequency of the battery cell 10 to be tested from the impedance values and the impedance angles; and the real part resistance values (Rs) of the real part resistance value area in the resonant frequency area of non-defective battery cells of the same type as the battery cell 10 to be tested, and in the frequency range of the same area as the resonant frequency area and a determination unit that checks whether the electrode tab of the battery cell 10 to be tested is disconnected by comparing the resistance values (Rs) of the real part of the impedance of the battery cell 10 to be tested.
  • the electrode tab disconnection inspection device 100 of the present invention includes a measuring unit 110 .
  • the measurement unit 110 may be an EIS measuring device.
  • impedance parameters for various frequencies can be obtained as described above.
  • impedance (Z), reactance (X), impedance angle ( ⁇ ), voltage, temperature, and the like can be obtained.
  • the resonant frequency which is the frequency at the point where the sign of the reactance, which is the imaginary part resistance, changes, can also be confirmed. Impedance values according to the frequency of the battery cell 10 to be tested and the impedance angle may be measured by the measuring unit 110 .
  • the electrode tab disconnection test apparatus 100 of the present invention includes a calculation unit 120 that calculates resistance values Rs of the real part of impedance according to the frequency of the battery cell 10 to be tested from the impedance values and the impedance angles.
  • the present invention includes a determination unit that compares the real part resistance value Rs of the impedance of the battery cell 10 to be inspected with the real part resistance value Rs of the real part resistance value range in the resonant frequency range of non-defective battery cells.
  • the non-defective real part resistance value range in the resonant frequency range is obtained in advance using an EIS measuring device. The setting of the resistance value range of the real part of the non-defective product will be described in detail later in relation to the method for inspecting the electrode tab disconnection of the battery cell according to the present invention.
  • the real part resistance value (Rs) of the battery cell 10 to be inspected in the same frequency range as the resonant frequency domain of the non-defective battery cells is selected. do. Since the battery cell 10 to be inspected is the same type of battery cell as the non-defective product, the resonant frequency of the battery cell 10 to be inspected is highly likely to be included in the resonant frequency range of the non-defective product. However, depending on the internal state of the battery cell, the resonance frequency of the battery cell 10 to be inspected may not be included in the resonance frequency range.
  • the present invention compares the real part resistance data of a non-defective product verified for a plurality of non-defective battery cells, the resonant frequency of the battery cell 10 to be inspected does not necessarily have to be included in the resonant frequency range of the non-defective product. That is, among the frequencies of the battery cell 10 to be tested, a frequency range of the same band as the resonant frequency band of the non-defective product is sufficient, and the resistance value of the real part of the impedance of the battery cell 10 to be tested in this frequency range is the resistance value (Rs). ) and the non-defective real part resistance range, it is possible to quickly determine whether or not the electrode tab of the battery cell 10 to be inspected is disconnected.
  • the electrode tab disconnection inspection device 100 of the present invention is very advantageous for factory automation because it can quickly inspect to a level applicable to mass production.
  • overlapping the real part resistance value range of That is, the range of the real part resistance value of the good product is not necessarily completely distinguished from the real part resistance value Rs of the defective product.
  • the overlap between the real part resistance value range of the good product and the defective product becomes severe in the low frequency range as will be described later.
  • the overlap in the resonant frequency range is much smaller as will be described later, and this is also the reason for comparing the real part resistance value Rs in the resonant frequency range.
  • the determination unit 130 determines the real part resistance values Rs of the real part resistance value range of non-defective battery cells including or excluding the overlapping change line or area band and the real part resistance of the battery cell 10 to be tested. It is possible to check whether the electrode tab of the battery cell 10 to be inspected is disconnected by comparing the values Rs. For example, in the case of a battery cell in a field where quality standards are strict and safety is very high, only the real part resistance range of a good product except for the portion overlapping with the defective product and the real part resistance value change line or resistance range is provided. Whether or not a wire is disconnected is inspected by comparing the real part resistance values (Rs) of the battery cell 10 to be inspected. In this case, battery cells of good quality may be regarded as defective and discarded, but battery cells having overlapping real part resistance values (Rs) are also regarded as defective in terms of safety being more important.
  • the determination unit 130 determines the real part resistance value of the non-defective battery cells derived based on the correlation between the frequency data in the resonant frequency range of the non-defective battery cells and the real part resistance value data in the resonant frequency area band. It is possible to check whether the electrode tab of the battery cell 10 to be tested is disconnected by comparing the real part resistance values (Rs) of the region and the real part resistance values (Rs) of the battery cell 10 to be tested. For example, for each of the non-defective battery cells, a plurality of real part resistance value data may be obtained for a plurality of frequencies. In this case, if the frequency data and the resistance data are plotted on the coordinate plane, several scattered data points will appear.
  • a correlation between the frequency data and the real part resistance value data may be obtained by, for example, linear regression analysis. If such a correlation is obtained, a single function or correlation can be derived in the resonant frequency range of a plurality of battery cells. In this case, since it is only necessary to compare the real part resistance value range of the battery cell to be inspected and the non-defective product following this one correlation, it is possible to inspect the disconnection more quickly and accurately. A more detailed description of this will be given in relation to the electrode tab disconnection inspection method of the present invention.
  • the electrode tab disconnection inspection apparatus 100 of the present invention also includes a resonance frequency range for a plurality of battery cells, a real part resistance value range of non-defective battery cells in the resonance frequency range, and a frequency and
  • the storage unit 140 may further include a storage unit 140 in which at least one or more of the correlations between the real part resistance values Rs are stored.
  • the storage unit 140 may be provided in the form of a server or DB separate from the determination unit 130 (see FIG. 4(a)). Alternatively, it may be included in the determination unit 130 as a storage unit 131 in the form of a memory (see FIG. 4(b)).
  • the impedance values and impedance angles according to the frequency of the battery cell 10 to be tested are measured by the measurement unit 110, and the real part resistance value (Rs) according to the frequency is obtained from these values in the calculation unit 120. ) are calculated, and the real part resistance values (Rs) of the real part resistance value area in the resonant frequency range of non-defective battery cells in the determination unit 130 and the same frequency range of the battery cell 10 to be tested are calculated. It is possible to quickly check whether or not a wire is disconnected by comparing the real part resistance values (Rs).
  • the arithmetic unit 120 and the determination unit 130 may be a computing device realized by controlling hardware including an arithmetic unit such as a CPU or MCU and a storage unit such as a hard disk with predetermined software, and are set to communicate with each other. . Also, according to embodiments, the calculation unit 120 and the determination unit 130 may be implemented as a single processor.
  • a method for inspecting an electrode tab disconnection of a battery cell of the present invention includes the steps of measuring impedance values and impedance angles according to the frequency of a battery cell to be inspected; Calculating real part resistance values (Rs) of impedance according to the frequency of the test target battery cell from the impedance values and the impedance angles; and real part resistance values in the resonant frequency range of non-defective battery cells of the same type as the battery cell to be tested and the real part resistance values in the resonant frequency range and the frequency range of the same range as the resonant frequency range of the battery cell to be tested. and determining whether an electrode tab of the battery cell to be inspected is disconnected by comparing resistance values of the real part of the impedance of .
  • the battery cell to be tested is connected to the measuring unit 110 such as an EIS meter, impedance values and impedance angles according to the frequency of the battery cell to be tested are measured.
  • the EIS measuring device can measure various parameters related to impedance, it can measure impedance values and impedance angles.
  • Rs real part resistance values of the impedance according to the frequency of the battery cell to be tested are calculated. This may be performed mechanically and automatically according to a predetermined formula shown in FIG. 3 in the calculation unit 120 equipped with a predetermined computing program, for example.
  • the real part resistance values Rs of the real part resistance value area in the resonant frequency area of non-defective battery cells of the same type as the battery cell to be inspected are compared. Therefore, information about the resonant frequency range of non-defective battery cells and information about the real part resistance range of non-defective products in the resonant frequency range are required. In addition, a method for determining whether or not a wire is disconnected may be slightly different depending on what type of non-defective real part resistance value range is acquired.
  • the above information must be obtained in advance before the inspection of the battery cell to be inspected.
  • the acquisition of the above information and the disconnection inspection method or determination method of the present invention related thereto will be described.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of setting a real part resistance value range of non-defective battery cells applied in the method for checking electrode tab disconnection of a battery cell according to the present invention.
  • impedance values and impedance angles are measured by varying the frequency of a plurality of good battery cells having no disconnection in the electrode tabs of the battery cells. As described above, this process can be performed by an EIS measuring device. In this way, the above-mentioned impedance parameter can be extracted.
  • the resonant frequency range of the non-defective battery cells is a range of frequencies when the resistance of the imaginary part of the impedance value measured for each of the plurality of non-defective battery cells changes from a positive (+) value to a negative (-) value. . Since the resonant frequencies are slightly different even in the same type of battery cell, when the resonant frequency is obtained for each of the plurality of battery cells, the overall resonant frequency range is obtained. This is confirmed in the resonant frequency region for the corresponding non-defective battery cell.
  • the resistance values Rs of the real part of the impedance of the plurality of non-defective battery cells are calculated by the formula of FIG. 3 .
  • the real part resistance value range of non-defective battery cells in the resonance frequency range is set from the resonance frequency range and the calculated Rs values.
  • the disconnection test method may also be different.
  • FIG. 6 is a graph for explaining a process of deriving a resistance value range of a real part and determining battery cell quality according to an electrode tab disconnection inspection method according to an embodiment of the present invention.
  • a non-defective impedance real part resistance value line of an individual battery cell may be derived by connecting the real part resistance values Rs of each non-defective battery cell according to the frequency f of the resonant frequency range.
  • the real part resistance values (Rs) of 10 non-defective battery cells are obtained according to the frequency (f) and connected with a line.
  • the real part resistance value zone of non-defective battery cells adjacent to the non-defective impedance real-part resistance value lines may be the real part resistance value region in the resonant frequency region of the non-defective battery cells.
  • the good product zone is shown according to the frequency f.
  • the real part resistance value area in the resonant frequency range is limited to the real part resistance value area of good products for disconnection inspection. .
  • the real part resistance values Rs of the battery cell to be inspected the real part resistance values in the same frequency range as the resonant frequency range and the resonant frequency range of FIG. 6 and the non-defective battery cells
  • the real part resistance values of the real part resistance value zone it can be judged as a defective product if the former is greater than the latter, and a good product if the former is within or smaller than the latter range.
  • each real part resistance value (Rs) of the real part resistance value zone of the non-defective battery cells at three points of the minimum frequency, the intermediate frequency, and the maximum frequency of the resonant frequency range and each of the specific battery cells The quality of the battery cell may be determined by comparing the resistance value Rs of the real part. That is, since the resonant frequencies of the 10 non-defective battery cells have a range (resonance frequency range), it may be unreliable to compare the real part resistance values (Rs) of one point within this range.
  • the real part resistance value range of a good product and the real part resistance value range of a defective product do not overlap, but in reality, as shown in FIG. 6, an overlapping area may occur.
  • real part resistance values of each battery cell according to each frequency (f) are connected to form a defective product real part resistance value line or a plurality of defective battery cell resistance values of individual battery cells.
  • Real part resistance value lines of defective battery cells may derive adjacent defective real part resistance value zones. As shown in FIG. 6, the resistance value zone of the real part of the defective product overlaps a lot with the good product zone at a low frequency.
  • a pass/fail decision is made by comparing the total real part resistance range of B and C with the real part resistance value (Rs) of the battery cell to be inspected.
  • FIG. 7 is a graph for explaining a process of deriving a resistance value range of a real part and determining whether a battery cell is good or bad according to an electrode tab disconnection inspection method according to another embodiment of the present invention.
  • the disconnection test is performed by simplifying the real part resistance value range of the non-defective product by statistical techniques such as regression analysis. It is characterized by the fact that it is more simplified.
  • frequency data and real part resistance value data in the resonant frequency range for a plurality of (eg, 10, 100, or 1000) non-defective battery cells are combined with the frequency-real part resistance value (Rs as shown in FIG. 6).
  • Rs frequency-real part resistance value
  • a relational expression appropriately reflecting the data can be derived with the frequency f as an independent variable and the real part resistance value Rs as a dependent variable. That is, a correlation between data can be derived by regression analysis.
  • the relational expression may represent various forms such as a linear function, a quadratic function, a polynomial function, an exponential function, and a logarithmic function.
  • a correlation between the frequencies of the resonant frequency range and the real part resistance value Rs is derived, and the real part resistance value range of the resonant frequency area based on the derived correlation is determined as the resonance of the non-defective battery cells. It can be done in the real part resistance value area in the frequency domain.
  • the resistance value (Rs) of the real part of the impedance of the battery cell to be inspected in the frequency range of the same range as the resonant frequency range of the battery cell to be inspected is in the resonant frequency range of non-defective battery cells based on the correlation. If the real part of is larger than the resistance value range, it can be determined as a defective product, and if it is smaller, it can be determined as a good product.
  • the quality of the battery cell may be determined by comparing the resistance value (Rs) of each real part at the 3-point frequency of the specific battery cell.
  • the real part resistance values of the impedance of a specific battery cell in the same frequency range as the resonant frequency range are the real part resistance values in the resonant frequency range of non-defective battery cells based on the correlation.
  • a certain range it can be judged as a defective product. Since regression analysis models a plurality of data, errors (residuals, estimated standard errors) inevitably occur between the actual measurement data and the data following the correlation equation. Therefore, when comparing the magnitude of the real part resistance value of the single functional relationship shown in FIG. 7, a certain range (eg, It can be determined as a defective product when it is as large as the statistically generated error range). This is similar to that in the embodiment of FIG.
  • the resistance value of the real part of the good product zone overlapping with the defective product zone is excluded from the real part resistance value range for determining whether a wire is disconnected or not. Accordingly, it is possible to more strictly inspect whether or not the electrode tab of the battery cell is disconnected.
  • an electrode tab of a battery cell is disconnected can be quickly measured without pressurizing the battery cell. That is, it is possible to quickly and easily check whether an electrode tab of a battery cell is disconnected simply by comparing the resistance value of the real part of a non-defective battery cell by applying a conventional impedance measuring instrument such as an EIS measuring instrument and a predetermined statistical technique.
  • a conventional impedance measuring instrument such as an EIS measuring instrument and a predetermined statistical technique.
  • the present invention rapid inspection in the battery cell manufacturing step is possible, and battery cell defects (electrode tab disconnection) in the recycling step or reuse step of using the finished battery cell after using it for a certain period of time are possible. ) can be quickly checked. Therefore, when the battery cell is recycled, it is possible to quickly identify defects of the battery cell and conveniently determine whether to reuse the battery cell.

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Abstract

본 발명에 따른 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치는, 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 측정부; 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값들을 산출하는 연산부; 및 상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 판정부를 포함한다.

Description

전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법
본 발명은 전지 셀의 전극 탭의 단선을 비파괴적으로 검사하기 위한 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법에 관한 것이다.
본 출원은 2021.8.06 자 한국 특허 출원 제10-2021-0104021호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
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.
도 1은 파우치형 전지 셀(10)의 전극 탭(13)에 단선이 발생하는 개소를 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이, 파우치형 전지 셀(10)의 전지 케이스(11) 내에는 전극 조립체(12)가 내장되어 있으며, 이 전극 조립체(12)로부터 전극 탭(13)들이 도출되어 전극 리드(14)와 용접된다. 전극 탭과 탭의 용접부, 전극 탭과 전극 리드의 상기 용접부들은 전지 셀의 제조과정에서 다양한 방향으로 힘을 받으므로, 용접 개소 중 하나 또는 여러 개소에서 단선(15)이 발생할 수 있다. 단선이 발생하면 저전압 등의 불량을 유발할 수 있다.
전극 탭의 단선을 검출하기 위하여 종래에는 특허문헌 1과 같이 전지 셀을 가압하여 가압에 따른 전지 셀의 임피던스 변화를 측정하거나, CT 촬영으로 용접 개소를 물리적으로 검사하는 방법이 사용되었다.
특허문헌 1의 기술에서는 임피던스 변화를 측정하기 위하여 전지 셀을 별도로 가압하는 가압기구가 필요하므로, 양산 수준의 검사를 적용하기 곤란하였다.
또한, CT촬영의 경우 전지 셀 1개당 검사에 1분 30초 정도가 소요되므로, 역시 양산 수준의 검사가 불가능하였다.
따라서, 전지 셀을 가압하거나 검사에 장시간이 소요되지 않는, 신속하고 양산 수준의 검사가 가능한 전지 셀의 전극 탭 단선 검사기술의 개발이 요망된다 하겠다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국 공개특허공보 제10-2020-0035594호
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 짧은 시간 안에 전극 탭 단선 검사가 가능한 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치 및 단선 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치는, 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 측정부; 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값들을 산출하는 연산부; 및 상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 판정부를 포함한다.
하나의 예로서, 상기 판정부는, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들보다 크면 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭이 단선된 것으로 판단힐 수 있다.
하나의 예로서, 상기 측정부는 EIS(Electochemical Impedance Spectroscopy) 측정기일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 공진주파수 영역대의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대 중 일부가 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 불량품의 전지 셀의 실수부 저항값 변화 라인 또는 불량품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대와 겹칠 경우, 상기 판정부는, 상기 겹치는 변화 라인 또는 영역대를 포함하거나 제외한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다.
다른 예로서, 상기 판정부는, 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대의 주파수 데이터및 그 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 데이터에 기초하여 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들을 판단하고, 상기 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다.
또한, 상기 전극 탭 단선 검사장치는, 복수개의 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대, 상기 공진주파수 영역대에서의의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대, 상기 공진주파수 영역대의 주파수와 실수부 저항값의 상관 관계 중 적어도 하나 이상이 저장된 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법은, 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 단계; 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값들을 산출하는 단계; 및 상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 판정하는 단계를 포함한다.
상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대는, 복수개의 양품 전지 셀에 대해서 각각 측정한 임피던스값의 허수부 저항이 양(+)의 값에서 음(-)의 값으로 변할 때의 주파수들의 범위이다.
하나의 예로서, 상기 공진주파수 영역대의 주파수에 따른 각 양품 전지 셀의 실수부 저항값들을 연결하여 개별 전지 셀의 양품 임피던스 실수부 저항값 라인으로 도출하고, 상기 양품 임피던스 실수부 저항값 라인들이 인접한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존(zone)을 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 실수부 저항값들보다 크면 불량품으로, 상기 실수부 저항값 존의 실수부 저항값들의 범위와 같거나 작으면 양품으로 판정할 수 있다.
또는, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수, 중간 주파수, 최대 주파수의 3포인트에서의, 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 각 실수부 저항값과 검사대상 전지 셀의 각 실수부 저항값을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정할 수 있다.
구체적인 예로서, 전극 탭에 단선이 있는 복수개의 불량품 전지 셀에 대하여 각 주파수에 따른 각 전지 셀의 실수부 저항값들을 연결하여 개별 전지 셀의 불량품 실수부 저항값 라인 혹은 복수개의 불량품 전지 셀의 실수부 저항값 라인들이 인접한 불량품 실수부 저항값 존을 도출하고, 상기 불량품 실수부 저항값 라인 또는 상기 불량품 실수부 저항값 존이 상기 양품 전지 셀의 실수부 저항값 존과 겹칠 때, 상기 겹치는 부분을 포함하거나 제외한 영역을 전지 셀 양부 판정을 위한 양품 전지 셀의 실수부 저항값 영역대로 할 수 있다.
다른 예로서, 복수개의 양품 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대에서의 주파수 데이터와 실수부 저항값 데이터로부터 상기 공진주파수 영역대의 주파수들과 상기 실수부 저항값들의 상관 관계를 도출하고, 상기 도출된 상관 관계에 기초한 상기 공진주파수 영역대의 실수부 저항값 범위를 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대보다 크면 불량품으로, 작으면 양품으로 판정할 수 있다.
다른 예로서, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수, 중간 주파수, 최대 주파수의 3포인트에서의 상기 상관 관계로 표출되는 양품의 각 실수부 저항값과 검사대상 전지 셀의 각 실수부 저항값을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값들보다 일정 범위 이상 클 때 불량품으로 판정할 수 있다.
본 발명에 의하여 전극 탭 단선을 신속하게 검사할 수 있어 양산 수준의 검사가 가능하다. 또한, 본 발명의 단선 검사에 의하여 불량품의 전지 셀이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전지 셀 제조단계에서의 신속한 검사가 가능할 뿐 아니라, 완성품 전지 셀을 일정기간 사용한 후 다시 사용하는 리사이클단계 또는 리유즈(reuse)단계에서의 전지 셀의 결함(전극 탭 단선 여부)을 신속하게 검사할 수 있다. 따라서, 전지 셀의 리사이클시 신속하게 전지 셀의 결함을 파악하여 재사용여부를 간편하게 결정할 수 있다.
도 1은 파우치형 전지 셀의 전극 탭에 단선이 발생하는 개소를 나타낸 개략도이다.
도 2는 전지 셀의 나이키스트 플롯의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 임피던스 값을 복소평면에 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법에서 적용되는 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대를 설정하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 전극 탭 단선 검사방법에 따른 실수부 저항값 영역대의 도출 및 전지 셀 양부 판정과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 전극 탭 단선 검사방법에 따른 실수부 저항값 영역대의 도출 및 전지 셀 양부 판정과정을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 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 경우뿐만 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.
한편, 본 출원에서 "길이 방향"이란 전지셀의 전극 리드가 돌출된 방향을 의미한다.
전지 셀의 전극 탭이 도 1과 같이 단선되면, 전지 셀의 임피던스 값에 변화가 있을 것으로 추정된다. 이에 기초하여 특허문헌 1은 전지 셀을 가압하여 임피던스 변화를 측정하여 단선 여부를 검출하는 방식을 채택하였다.
하지만, 상술한 바와 같이, 본 발명은 가압을 하지 않고도 임피던스에 기초하여 단선 여부를 검출하고자 한 것이다. 단선에 의하여 임피던스 변화가 발생하더라도, 임피던스는 주파수에 따라 변하는 값이므로, 어떤 주파수에서의 임피던스를 기초로 단선 여부를 비교할지가 특정되어야 한다.
공진주파수는 임피던스의 리액턴스 성분이 0이 되는 주파수를 말한다. 즉, 임피던스의 허수성분이 0이 될 때의 주파수이다. 전지 셀의 공진주파수는 100% 일치하는 것이 아니라, 전지 셀의 형상, 화학적구성, 종류 등에 따라 달라진다. 즉, 전지 셀의 공진주파수 자체가 해당 전지 셀의 특성이나 물성을 나타내는 하나의 파라미터이다. 따라서, 공진주파수에서의 임피던스를 측정하면 전지 셀의 물리적특성 변화를 관찰할 수 있을 것으로 본 발명자는 예측하였다. 전지 셀의 전극 탭 단선도 물리적특성 변화의 한 예로 볼 수 있다. 전극 탭 단선이 발생하지 않은 양품의 전지 셀의 공진주파수에서의 임피던스값을 알 수 있다면, 검사대상의 전지 셀과 비교하여 전극 탭 단선 여부를 신속하고 간이하게 검사할 수 있다는 것이 본 발명의 출발점이다.
도 2는 전지 셀의 나이키스트 플롯의 일례를 도시한 것이다. 특정 전지 셀에 대하여 임피던스 측정기, 예컨대 EIS(Electochemical Impedance Spectroscopy) 측정기로 주파수가 다른 미소한 교류신호를 가하면 도 2와 같은 나이키스트 플롯을 얻을 수 있다. 물론, 실제 EIS 측정기로 측정한 포인트는 주파수의 개수로 한정되지만, 적절한 커브 피팅을 통하여 도 2와 같은 플롯을 얻을 수 있다. 여기서, 공진주파수는 임피던스의 허수부 저항이 0이 되는 지점의 주파수이다. 즉, EIS 측정기로 전지 셀의 임피던스를 측정할 때, 임피던스값의 허수부 저항이 양(+)에서 음(-)의 값으로 변할 때(혹은 그 역으로 변할 때)의 주파수가 공진주파수이다. 즉, 도 2에서 Rs가 공진주파수에서의 임피던스, 즉 실수부 저항값이다.
도 3은 임피던스 값을 복소평면에 도시한 개략도이다. 도 3과 같이, 임피던스의 실수부 저항 Rs는 │Z│cosθ로 표현된다. 본 발명은 양품 전지 셀들에 대한 공진주파수의 범위(공진주파수 영역대)를 구하고, 그 공진주파수 영역대에서의 양품의 실수부 저항값 영역대를 추출하는 것을 전제로 한다. 이러한 양품의 저항값 데이터가 구비되어 있는 상태에서, 검사대상 전지 셀(10)의 실수부 저항값들을 주파수에 따라 구하고 이를 동일한 주파수 영역대(공진주파수 영역대)의 양품 실수부 저항값들과 대비하면 용이하게 불량품, 즉 전극 탭에 단선이 발생한 전지 셀을 식별할 수 있다.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치의 개략도이다.
본 발명에 따른 전지 셀(10)의 전극 탭 단선 검사장치(100)는, 검사대상 전지 셀(10)의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 측정부(110); 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀(10)의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 산출하는 연산부(120); 및 상기 검사대상 전지 셀(10)과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀(10)의 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀(10)의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 판정부를 포함한다.
본 발명의 전극 탭 단선 검사장치(100)는 측정부(110)를 포함한다. 상기 측정부(110)는 EIS 측정기일 수 있다. EIS 측정기에 의하면, 상술한 바와 같이 여러 주파수에 대한 임피던스 파라미터를 구할 수 있다. 예컨대, 임피던스(Z), 리액턴스(X), 임피던스 각(θ), 전압, 온도 등을 구할 수 있다. 또한, 허수부 저항인 리액턴스의 부호가 바뀌는 지점의 주파수인 공진주파수도 확인할 수 있다. 측정부(110)에 의하여 검사대상 전지 셀(10)의 주파수에 따른 임피던스 값들, 그리고 임피던스 각을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 전극 탭 단선 검사장치(100)는 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀(10)의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 산출하는 연산부(120)를 구비한다. 임피던스 Z와 임피던스 θ를 알면, 상술한 공식 Rs= │Z│cosθ에 의하여 실수부 저항값(Rs)들을 구할 수 있다. 즉, 주파수의 변화에 따라 복수개의 실수부 저항값(Rs)들을 구할 수 있다.
본 발명은 검사대상 전지 셀(10)의 임피던스의 실수부 저항값 Rs와 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하는 판정부를 포함한다. 검사대상 전지 셀(10)과 동일한 종류의 양품 전지 셀들에 대해서 공진주파수 영역대에서의 양품 실수부 저항값 영역대는 EIS 측정기를 이용하여 미리 취득되어 있다. 양품 실수부 저항값 영역대의 설정에 관해서는 본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법과 관련하여 후에 상술하기로 한다.
전극 탭 단선 여부를 검사하기 위하여, 검사대상 전지 셀(10)의 실수부 저항값(Rs) 중 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 실수부 저항값(Rs)을 선택한다. 검사대상 전지 셀(10)이 양품과 동일한 종류의 전지 셀이므로, 검사대상 전지 셀(10)의 공진주파수는 양품의 공진주파수 영역대에 포함될 가능성이 높다. 다만, 전지 셀의 내부 상태에 따라 검사대상 전지 셀(10)의 공진주파수가 상기 공진주파수 영역대에 포함되지 않을 수도 있다. 그러나, 본 발명은 복수개의 양품 전지 셀에 대하여 검증된 양품 실수부 저항값 데이터와 대비하는 것이므로, 검사대상 전지 셀(10)의 공진주파수가 양품의 공진주파수 영역대에 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 즉, 검사대상 전지 셀(10)의 주파수들 중 양품의 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위면 족하며, 이 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀(10)의 임피던스의 실수부 저항값(Rs)과 양품 실수부 저항값 영역대를 대비하면 검사대상 전지 셀(10)의 전극 탭 단선 여부를 신속하게 판정할 수 있다. 이 경우는 EIS 측정기로 측정된 검사대상 전지 셀(10)의 특정 주파수 범위에서의 실수부 저항값들은 기 설정된 양품 실수부 저항값 영역대와 대비만 하면 되므로, 전지 셀들을 가압할 필요가 없다. 따라서, 측정부(110)로 측정하고 실수부 저항값(Rs)을 연산부(120)로 연산하여 판정부(130)에서 대비하는 알고리즘 내지 컴퓨팅 프로그램에 의해서 전지 셀의 단선여부를 간편하게 검사할 수 있다. 이러한 측면에서 본 발명의 전극 탭 단선 검사장치(100)는, 양산에 적용할 수 있는 수준으로 신속하게 검사할 수 있어 공장 자동화에도 매우 유리하다.
구체적인 예로서, 상기 공진주파수 영역대의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대 중 일부가 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 불량품의 전지 셀의 실수부 저항값 변화 라인 또는 불량품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대와 겹칠 경우가 있다. 즉, 양품의 실수부 저항값 영역대가 반드시 불량품의 실수부 저항값(Rs)과 완전히 구분되는 것은 아니다. 양품과 불량품의 실수부 저항값 영역대의 오버랩은 후술하는 바와 같이 저주파수 영역대에서 심해진다. 다만, 공진주파수 영역대에서의 오버랩은 후술하는 바와 같이 훨씬 덜하며, 이것이 공진주파수 영역대에서 실수부 저항값(Rs)을 비교하는 이유이기도 한다.
상기 판정부(130)는, 상기 겹치는 변화 라인 또는 영역대를 포함하거나 제외한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 상기 검사대상 전지 셀(10)의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀(10)의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다. 예컨대, 품질 기준이 엄격하고 안전성 등이 매우 높게 요구되는 분야의 전지 셀의 경우에는, 불량품과 실수부 저항값 변화 라인 또는 저항값 영역대와 겹치는 부분을 제외한 양품의 실수부 저항값 영역대만을 가지고 검사대상 전지 셀(10)의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 단선 여부를 검사한다. 이 경우는 양품의 전지 셀들로 불량품으로 간주되어 폐기될 수 있지만, 안전성을 더욱 중요시하는 측면에서 오버랩되는 실수부 저항값(Rs)들을 가지는 전지 셀들도 불량품으로 간주하는 것이다.
반면, 품질 기준 및 안전성이 상대적으로 높게 요구되지 않는 분야의 전지 셀의 경우에는 제품 생산성의 관점에서 오버랩되는 영역의 양품 실수부 저항값(Rs)들도 모두 양품 영역대로 간주하여 단선 여부를 검사한다. 이 경우에는 단선이 발생한 불량품의 전지 셀이 양품으로 판정될 가능성이 있지만, 생산성과 안전성을 비교형량하여 이를 감수하는 것이다.
한편, 상기 판정부(130)는, 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대의 주파수 데이터와 그 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 데이터의 상관 관계에 기초하여 도출된 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 상기 검사대상 전지 셀(10)의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀(10)의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다. 예컨대, 양품 전지 셀들 각각에 대해서, 복수개의 주파수에 대하여 복수개의 실수부 저항값 데이터를 취득할 수 있다. 이 경우 주파수 데이터와 저항값 데이터를 좌표 평면 상에 도시하면, 분산된 여러 개의 데이터 포인트가 나타날 것이다. 이를 예컨대 선형 회귀분석에 의하여, 주파수 데이터와 실수부 저항값 데이터 간의 상관 관계를 구할 수 있다. 이러한 상관 관계를 구하면 복수개의 전지 셀의 공진주파수 영역대에 있어서 하나의 함수 내지 상관 관계를 도출할 수 있다. 이렇게 되면, 검사대상 전지셀과 이 하나의 상관 관계를 따르는 양품의 실수부 저항값 영역대만 대비하면 되므로, 보다 신속하고 정확하게 단선 여부를 검사할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 본 발명의 전극 탭 단선 검사방법과 관련하여 하기로 한다.
본 발명의 전극 탭 단선 검사장치(100)는, 또한 복수개의 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대, 상기 공진주파수 영역대에서의의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대, 상기 공진주파수 영역대의 주파수와 실수부 저항값(Rs)의 상관 관계 중 적어도 하나 이상이 저장된 저장부(140)를 더 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 저장부(140)는 판정부(130)와 별도의 서버나 DB형태로 구비될 수 있다(도 4(a) 참조). 혹은 판정부(130)에 메모리 형태의 저장부(131)로 포함될 수 있다(도 4(b) 참조).
도 4에 나타난 바와 같이, 검사대상 전지 셀(10)의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정부(110)에 의하여 측정하고 연산부(120)에서 이 값들로부터 주파수에 따른 실수부 저항값(Rs)들을 산출하고, 판정부(130)에서 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 상기 검사대상 전지 셀(10)의 동일 주파수 범위에서의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 단선 여부를 신속하게 검사할 수 있다. 상기 연산부(120) 및 판정부(130)는 CPU,MCU 등의 연산장치, 하드디스크 등의 기억장치를 포함한 하드웨어를 소정의 소프트웨어로 제어함으로써 실현되는 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 서로 통신 가능하게 설정된다. 또한, 실시예에 따라 연산부(120) 및 판정부(130)는 하나의 프로세서로 구현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법에 관하여 설명한다.
본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법은, 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 단계; 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 산출하는 단계; 및 상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 판정하는 단계를 포함한다.
먼저, 도 2와 같이 검사대상 전지 셀이 EIS 측정기 등의 측정부(110)에 연결되면, 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정한다. 상술한 바와 같이, EIS 측정기는 임피던스 관련 각종 파라미터를 측정할 수 있으므로, 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정할 수 있다.
다음으로, 상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 산출한다. 이는 예컨대 소정의 컴퓨팅 프로그램이 탑재된 연산부(120)에서 도 3에 도시된 소정 공식에 의하여 기계적 및 자동적으로 행하여질 수 있다.
마지막으로, 상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 판정한다.
판정 단계에서, 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값(Rs)들과 대비한다. 따라서, 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에 관한 정보, 그리고 이 공진주파수 영역대에서의 양품 실수부 저항값 영역대에 관한 정보가 필요하다. 또한, 어떠한 형태의 양품 실수부 저항값 영역대를 취득하느냐에 따라 단선 여부를 판정하는 방식도 조금씩 상이할 수 있다.
상기 정보들은 검사대상 전지 셀의 검사 전에 미리 취득되어야 한다. 이하에서는 상기 정보들의 취득 및 이와 관련된 본 발명의 단선 검사방법 내지 판정방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법에서 적용되는 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대를 설정하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.
먼저, 전지 셀의 전극 탭에 단선이 없는 복수개의 양품 전지 셀에 대하여 주파수를 달리하여 임피던스 값들과 임피던스 각들을 측정한다. 상술한 바와 같이, 이 과정은 EIS 측정기에 의하여 행할 수 있다. 이에 의하여 상술한 임피던스 파라미터를 추출할 수 있다.
이후, 각 전지 셀의 공진주파수를 추출하여 복수개의 양품 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대를 도출한다. 여기서, 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대는, 복수개의 양품 전지 셀에 대해서 각각 측정한 임피던스값의 허수부 저항이 양(+)의 값에서 음(-)의 값으로 변할 때의 주파수들의 범위이다. 동일한 종류의 전지 셀이라도 공진주파수가 조금씩 상이하므로, 복수개의 전지 셀 각각에 대해서 공진주파수를 구하면 전체적으로는 공진주파수의 범위를 가지게 된다. 이를 해당 양품 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대로 확인한다.
다음에 상기 임피던스 값들과 임피던스 각들로부터 도 3의 공식에 의해서 복수개의 양품 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값(Rs)들을 산출한다.
그리고 상기 공진주파수 영역대와 상기 산출된 Rs값들로부터 공진주파수 영역대의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대를 설정한다.
상기 실수부 저항값 영역대의 설정에 관하여는 하기와 같이 2가지 실시형태가 있다. 각 경우에 단선 검사방법도 상이할 수 있다.
(제1 실시형태)
도 6은 본 발명의 일 실시예의 전극 탭 단선 검사방법에 따른 실수부 저항값 영역대의 도출 및 전지 셀 양부 판정과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6과 같이, 상기 공진주파수 영역대의 주파수(f)에 따른 각 양품 전지 셀의 실수부 저항값(Rs)들을 연결하여 개별 전지 셀의 양품 임피던스 실수부 저항값 라인으로 도출할 수 있다. 본 실시형태에서는 10개의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값(Rs)들을 주파수(f)에 따라 구하고 이를 라인으로 연결하였다.
이 경우, 상기 양품 임피던스 실수부 저항값 라인들이 인접한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존(zone)을 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 할 수 있다. 도 6에서 양품 존이 주파수(f)에 따라 도시되어 있다. 다만, 후술하는 바와 같이, 저주파수에서는 불량품의 실수부 저항값 존과 오버랩되는 존이 많으므로, 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대만 단선 검사를 위한 양품의 실수부 저항값 영역대로 한정한다.
이 경우에, 상기 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값(Rs)들 중 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 실수부 저항값들과 도 6의 공진주파수 영역대와 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 실수부 저항값들을 비교하여 전자가 후자보다 크면 불량품으로, 전자가 후자의 범위에 속하거나 그보다 작으면 양품으로 판정할 수 있다.
또는, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수, 중간 주파수, 최대 주파수의 3포인트에서의, 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 각 실수부 저항값(Rs)과 특정 전지 셀의 각 실수부 저항값(Rs)을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정할 수 있다. 즉, 10개의 양품 전지 셀들의 공진주파수는 범위(공진주파수 영역대)를 가지므로, 이 범위 내의 한 포인트의 실수부 저항값(Rs)끼리 비교하는 것은 신뢰성이 떨어질 수 있다. 따라서, 도 6의 공진주파수 영역대의 최소 주파수(z), 중간 주파수(y), 최대 주파수(x)의 3포인트에 해당하는 양품 전지 셀의 각 실수부 저항값(Rs)과 동일한 3포인트의 주파수에서의 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값(Rs)을 각각 비교하여 양부를 판정한다.
양품의 실수부 저항값 영역대와 불량품의 실수부 저항값 영역대가 겹치지 않는 것이 이상적이지만, 실제로는 도 6에 도시된 바와 같이 겹치는 영역이 발생할 수 있다. 예컨대, 전극 탭에 단선이 있는 복수개(5개)의 불량품 전지 셀에 대하여 각 주파수(f)에 따른 각 전지 셀의 실수부 저항값들을 연결하여 개별 전지 셀의 불량품 실수부 저항값 라인 혹은 복수개의 불량품 전지 셀의 실수부 저항값 라인들이 인접한 불량품 실수부 저항값 존을 도출할 수 있다. 도 6과 같이, 불량품 실수부 저항값 존은 저주파수에서 양품 존과 많이 겹친다. 다만, 도시된 바와 같이, 공진주파수 영역대에서는 비교적 명확하게 양품 존의 실수부 저항값(Rs)과 구분되며, 일부만이 겹친다. 이 경우, 어느 영역의 실수부 저항값(Rs)까지 양품으로 판정할 것인가는 상술한 바와 같이, 품질 기준, 안전성, 생산성의 관점들을 비교형량하여 결정할 수 있다. 도 6의 확대도에 나타난 바와 같이, 품질과 안전성을 중시하는 경우에는 불량품 실수부 저항값 라인 또는 상기 불량품 실수부 저항값 존이 상기 양품 전지 셀의 실수부 저항값 존과 겹치는 부분(B)을 제외하고, 그 아래의 실수부 저항값(존)(C)과 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값(Rs)과 대비하여 양부 판정을 한다. 품질기준이 엄격하지 않고 생산성을 고려하였을 때는, B와 C를 합친 전체 양품 실수부 저항값 영역대와 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값(Rs)과 대비하여 양부 판정을 한다.
(제2 실시형태)
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 전극 탭 단선 검사방법에 따른 실수부 저항값 영역대의 도출 및 전지 셀 양부 판정과정을 설명하기 위한 그래프이다.
본 실시형태에서는 도 6과 같이, 개별 양품 전지 셀의 공진주파수에서의 실수부 저항값 라인을 합산한 것이 아니라, 회귀분석 등 통계적인 기법에 의하여 양품의 실수부 저항값 영역대를 단순화하여 단선 검사를 보다 간편화한 점에 특징이 있다.
즉, 복수개(예컨대, 10개, 혹은 100개, 혹은 1000개)의 양품 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대에서의 주파수 데이터와 실수부 저항값 데이터를 도 6과 같은 주파수-실수부 저항값(Rs)의 좌표 평면에 도시한다. 이 경우 전지 셀의 개수가 많아질수록 좌표로 표시되는 데이터의 점들의 산포도 커질 것이다. 이러한 데이터에 기초하여 주파수(f)를 독립변수로 하고 실수부 저항값(Rs)을 종속변수로 하여 데이터를 적절히 반영하는 관계식을 도출할 수 있다. 즉, 회귀 분석에 의해 데이터 간의 상관 관계를 도출할 수 있다. 상기 관계식은 일차 함수, 이차 함수, 그 밖의 다항 함수, 지수함수, 로그함수 등 다양한 형태를 나타낼 수 있다.
이와 같이, 상기 공진주파수 영역대의 주파수들과 상기 실수부 저항값(Rs)들의 상관 관계를 도출하고, 상기 도출된 상관 관계에 기초한 상기 공진주파수 영역대의 실수부 저항값 범위를 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 10개의 양품 전지 셀들의 주파수 데이터와 실수부 저항값 데이터로 하나의 상관 관계가 도시되어 있다.
따라서, 검사대상 전지 셀에 대하여 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값(Rs)이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대보다 크면 불량품으로, 작으면 양품으로 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수(z), 중간 주파수(y), 최대 주파수(x)의 3포인트에서의 상기 상관 관계로 표출되는 양품의 각 실수부 저항값(r,q,p)과 특정 전지 셀의 3포인트 주파수에서의 각 실수부 저항값(Rs)을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정할 수 있다.
혹은, 상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 특정 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값들보다 일정 범위 이상 클 때 불량품으로 판정할 수 있다. 회귀 분석은 복수개의 데이터를 모델링한 것이므로, 필연적으로 실제 측정 데이터와 상관 관계식을 따라는 데이터 간에는 오차(잔차, 추정표준오차)가 발생할 수 밖에 없다. 따라서, 도 7에 도시된 단일의 함수관계의 실수부 저항값과의 대소를 비교할 때, 상기 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값들보다 일정 범위(예컨대, 통계적으로 발생되는 오차범위) 만큼 클 때 불량품으로 판정할 수 있다. 이는 도 6의 실시형태에서 불량품 존과 오버랩되는 양품 존의 실수부 저항값을 단선 양부 판정을 위한 실수부 저항값 영역대에서 배제하는 것과 유사하다. 이에 의하여 보다 엄밀하게 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전지 셀의 전극 탭의 단선 여부를, 전지 셀을 가압하지도 않으면서 신속하게 측정할 수 있다. 즉, EIS 측정기와 같은 종래의 임피던스 측정기와 소정의 통계적 기법을 적용하여 양품 전지 셀의 실수부 저항값과 대비하는 것만으로 신속하게 간편하게 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전지 셀 제조단계에서의 신속한 검사가 가능할 뿐 아니라, 완성품 전지 셀을 일정기간 사용한 후 다시 사용하는 리사이클단계 또는 리유즈(reuse)단계에서의 전지 셀의 결함(전극 탭 단선 여부)을 신속하게 검사할 수 있다. 따라서, 전지 셀의 리사이클시 신속하게 전지 셀의 결함을 파악하여 재사용여부를 간편하게 결정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.
(부호의 설명)
10: 전지 셀
11: 전지 케이스
12: 전극 조립체
13: 전극 탭
14: 전극 리드
15: 단선부
100: 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치
110: 측정부
120: 연산부
130: 판정부
131,140: 저장부

Claims (16)

  1. 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 측정부;
    상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값들을 산출하는 연산부; 및
    상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 판정부를 포함하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판정부는,
    상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들보다 크면 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭이 단선된 것으로 판단하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는 EIS(Electochemical Impedance Spectroscopy) 측정기인 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공진주파수 영역대의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대 중 일부가 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 불량품의 전지 셀의 실수부 저항값 변화 라인 또는 불량품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대와 겹칠 경우,
    상기 판정부는, 상기 겹치는 변화 라인 또는 영역대를 포함하거나 제외한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대의 주파수 데이터및 그 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 데이터에 기초하여 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들을 판단하고, 상기 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 검사대상 전지 셀의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 검사하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    복수개의 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대, 상기 공진주파수 영역대에서의의 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 영역대, 상기 공진주파수 영역대의 주파수와 실수부 저항값의 상관 관계 중 적어도 하나 이상이 저장된 저장부를 더 포함하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사장치.
  7. 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스 값들 및 임피던스 각들을 측정하는 단계;
    상기 임피던스 값들 및 임피던스 각들로부터 상기 검사대상 전지 셀의 주파수에 따른 임피던스의 실수부 저항값들을 산출하는 단계; 및
    상기 검사대상 전지 셀과 동일한 종류의 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대의 실수부 저항값들과 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 상기 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들을 대비하여 상기 검사대상 전지 셀의 전극 탭 단선 여부를 판정하는 단계를 포함하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대는, 복수개의 양품 전지 셀에 대해서 각각 측정한 임피던스값의 허수부 저항이 양(+)의 값에서 음(-)의 값으로 변할 때의 주파수들의 범위인 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공진주파수 영역대의 주파수에 따른 각 양품 전지 셀의 실수부 저항값들을 연결하여 개별 전지 셀의 양품 임피던스 실수부 저항값 라인으로 도출하고, 상기 양품 임피던스 실수부 저항값 라인들이 인접한 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존(zone)을 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 한 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 실수부 저항값들보다 크면 불량품으로, 상기 실수부 저항값 존의 실수부 저항값들의 범위와 같거나 작으면 양품으로 판정하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수, 중간 주파수, 최대 주파수의 3포인트에서의, 양품 전지 셀들의 실수부 저항값 존의 각 실수부 저항값과 검사대상 전지 셀의 각 실수부 저항값을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  12. 제9항에 있어서,
    전극 탭에 단선이 있는 복수개의 불량품 전지 셀에 대하여 각 주파수에 따른 각 전지 셀의 실수부 저항값들을 연결하여 개별 전지 셀의 불량품 실수부 저항값 라인 혹은 복수개의 불량품 전지 셀의 실수부 저항값 라인들이 인접한 불량품 실수부 저항값 존을 도출하고,
    상기 불량품 실수부 저항값 라인 또는 상기 불량품 실수부 저항값 존이 상기 양품 전지 셀의 실수부 저항값 존과 겹칠 때, 상기 겹치는 부분을 포함하거나 제외한 영역을 전지 셀 양부 판정을 위한 양품 전지 셀의 실수부 저항값 영역대로 하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  13. 제8항에 있어서,
    복수개의 양품 전지 셀에 대한 공진주파수 영역대에서의 주파수 데이터와 실수부 저항값 데이터로부터 상기 공진주파수 영역대의 주파수들과 상기 실수부 저항값들의 상관 관계를 도출하고, 상기 도출된 상관 관계에 기초한 상기 공진주파수 영역대의 실수부 저항값 범위를 상기 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대로 한 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값 영역대보다 크면 불량품으로, 작으면 양품으로 판정하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대의 최소 주파수, 중간 주파수, 최대 주파수의 3포인트에서의 상기 상관 관계로 표출되는 양품의 각 실수부 저항값과 검사대상 전지 셀의 각 실수부 저항값을 대비하여 전지 셀의 양부를 판정하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 판정 단계에서, 상기 공진주파수 영역대와 동일한 영역대의 주파수 범위에서의 검사대상 전지 셀의 임피던스의 실수부 저항값들이 상기 상관 관계에 기초한 양품 전지 셀들의 공진주파수 영역대에서의 실수부 저항값들보다 일정 범위 이상 클 때 불량품으로 판정하는 전지 셀의 전극 탭 단선 검사방법.
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