WO2016085271A1 - Device and method for measuring thickness of secondary battery cell - Google Patents
Device and method for measuring thickness of secondary battery cell Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016085271A1 WO2016085271A1 PCT/KR2015/012782 KR2015012782W WO2016085271A1 WO 2016085271 A1 WO2016085271 A1 WO 2016085271A1 KR 2015012782 W KR2015012782 W KR 2015012782W WO 2016085271 A1 WO2016085271 A1 WO 2016085271A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- secondary battery
- battery cell
- thickness
- pressing force
- pressure plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present invention relates to a technique for measuring the thickness of a secondary battery cell capable of repeated charging and discharging.
- the present invention is based on Korean Patent Application No. 10-2014-0166734 filed with the Korean Patent Office on November 26, 2014 and Korean Patent Application No. 10-2015-0165853 filed on the Korean Patent Office on November 25, 2015. Claiming priority, the contents of the specification and drawings of this application are all incorporated and incorporated as part of this application.
- a secondary battery unlike a primary battery that cannot be charged, refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged, and is used as a power source for energy storage systems, electric vehicles, or hybrid vehicles, as well as small portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers. It is used.
- Secondary batteries are manufactured and used in the form of cells sealed with battery components such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolyte, and various additives in a case.
- the thickness of the battery cell may increase due to volume change of various materials such as an electrode active material, electrolyte, and additives, generation of gas, etc. due to chemical reaction during repeated charge and discharge.
- such a change in thickness of the battery cell may be caused by heat generated by misuse of the battery such as heat generated during charge and discharge, overcharge, overdischarge, and the like, and heat received by the battery being placed in a high temperature environment.
- battery cells are divided into can-type batteries and pouch-type batteries, depending on the shape of the case.
- the can-type battery contains the above-mentioned components in a rectangular or cylindrical case made of metal
- the pouch-type battery contains the above-mentioned components in a pouch composed of a sheet made of aluminum and laminated with a synthetic resin coating layer.
- can-type batteries have higher physical strength than pouch-type batteries
- pouch-type batteries which are relatively light and easy to manufacture, have been widely used in recent years.
- the pouch-type battery has a disadvantage in that it is particularly vulnerable to the thickness change of the above-described battery cell because of its low physical strength.
- the thickness of the battery cell As the thickness of the battery cell increases, that is, when the internal pressure of the battery cell increases, the battery cell ruptures at a weak portion of the case, and may lead to an accident such as ignition or explosion of the battery cell. Therefore, in the case of a pouch-type battery cell, the thickness of the battery cell is measured after a predetermined number of charge / discharge cycles or after being left at a high temperature for a predetermined time, whereby the suitability of the pouch-type battery cell and the like Sealability is being tested. Furthermore, as disclosed in Korean Patent No. 10-1397926, the thickness of the battery cell before and after the flexible pouch type battery cell is placed in a vacuum chamber and the vacuum state is formed by using a vacuum pump and the thickness difference of the electrolyte is used. Test the anticipated leakage, ie the sealability of the pouch type battery cell.
- the pouch-type battery cell is not used as it is a flexible pouch form. That is, a pouch-type battery cell is stored in a rigid outer case and used as a power supply battery for portable electronic devices, or a plurality of pouch-type battery cells when used as a large capacity battery such as a power storage system or a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle. Is used as a modular battery stacked in a rigid frame. Therefore, the pouch-type battery cell is subjected to a constant pressure by the outer case or frame during actual use or storage.
- the thickness of the battery cell in the form of a flexible pouch is measured only under fixed conditions, there is a limit in that it is impossible to observe and predict the thickness change of the battery cell during actual use or storage.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a thickness measuring device and method of the secondary battery cell that can measure and predict the thickness change or the behavior of the secondary battery cell during actual use or storage of the secondary battery cell.
- Another problem to be solved by the present invention is an apparatus and method for measuring the thickness of a secondary battery cell capable of observing the behavior of the secondary battery cell or the case or cartridge frame when the thickness change during the actual use or storage of the secondary battery cell is suppressed. To provide.
- the mounting table on which the secondary battery cell to measure the thickness A pressure plate facing the mounting table with the secondary battery cell interposed therebetween, and having a variable distance from the mounting table; Pressing means for pressing the secondary battery cell placed on the mounting table in a thickness direction by pushing or pulling the pressing plate toward the mounting table; Measuring means for measuring the pressing force applied to the pressing plate by the pressing means and the thickness of the secondary battery cell; And controlling the charging, discharging, or temperature of the secondary battery cell according to measurement conditions input by an operator, and receiving a pressing force measurement value and a thickness measurement value from the measuring means at intervals of time and the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate.
- a control unit configured to determine a thickness of the secondary battery cell and store it in a memory together with time information, and to maintain or change a pressing force applied to the pressing plate by the pressing means while the thickness of the secondary battery cell is measured.
- the pressing means the elastic member of the opposite surface of the surface in contact with the secondary battery cell of both surfaces of the pressure plate to elastically bias the pressure plate;
- a driving block coupled with the elastic member to push or pull the elastic member along a thickness direction of the secondary battery cell;
- a driving unit for raising or lowering the driving block along the thickness direction of the secondary battery cell.
- the measuring means measures the distance between the drive block and the pressure plate at a time interval and outputs the distance measurement value as a pressure measurement value
- the control unit inputs the distance measurement value from the measurement means And determine the length of the elastic member, determine the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate by the determined length of the elastic member, and store the determined magnitude of the pressing force together with time information in the memory.
- the controller determines the thickness of the secondary battery cell by using the length of the elastic member, the moving distance of the drive block, and the initial distance between the mounting table and the pressure plate, and determines the thickness of the secondary battery cell. And to store in memory together.
- the controller may be configured to display the change data of the pressing force stored in the memory or the change data of the thickness of the secondary battery cell on the display.
- the measuring means may include a piezoelectric sensor disposed between the surface of the mounting table and the surface of the pressing plate facing the surface of the mounting table to output a thickness measurement value of the secondary battery cell.
- the measuring means measures the time it takes to reciprocate between the drive block and the pressure plate by irradiating an optical signal, ultrasonic waves or infrared rays from the drive block or the pressure plate to determine a distance measurement value representing the distance between the drive block and the pressure plate. It may include a distance measuring sensor for outputting.
- the apparatus according to the present invention further includes a charge / discharge unit for charging or discharging the secondary battery cell, wherein the controller receives a charge / discharge condition from an operator and stores the charge / discharge condition in a memory and stores the charge / discharge condition according to the charge / discharge condition.
- the discharge unit may be configured to charge and discharge the secondary battery cell.
- the apparatus according to the present invention may further include a heater installed on at least one of the pressure plate and the mounting table, and the control unit receives a heating temperature setting value from an operator and stores it in a memory, according to the heating temperature setting value. It can be configured to control the temperature of the heater.
- the apparatus according to the present invention may further include cooling means for cooling at least one of the pressure plate and the mounting table, and the control unit receives a cooling temperature setting value from an operator and stores it in a memory, and stores the cooling temperature setting value. Can be configured to control the cooling means in accordance.
- a method of measuring a thickness of a secondary battery cell includes: a mounting table on which a secondary battery cell to measure thickness is placed; A pressure plate elastically biased by an elastic member and having a variable distance from the mounting table with the secondary battery cell interposed therebetween; A driving block for pressing the secondary battery cell placed on the mounting table in a thickness direction by pushing or pulling the pressing plate toward the mounting table through the elastic member; A method of measuring the thickness of a secondary battery cell by using the pressing force applied to the pressure plate and the measurement means for measuring the thickness of the secondary battery cell, charging or discharging the secondary battery cell according to the measurement conditions input by the operator Adjusting the temperature of the secondary battery cell; The pressing force measurement value and the thickness measurement value are input from the measuring means at intervals to determine the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate and the thickness of the secondary battery cell, and store the magnitude of the pressing force and the thickness together with time information. Storing in; And maintaining or changing a pressing force applied to the pressing plate by the pressing means while the thickness of the secondary battery
- the thickness of the cell can be measured by variously and easily setting the desired pressing force or ambient temperature. Therefore, the thickness change and behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions close to the time of actual use or storage, and further, the thickness change of the secondary battery cell can be suppressed and the behavior of the secondary battery cell during use or storage can be suppressed.
- the physical strength data required for the cartridge frame, the outer case and the pouch can be obtained.
- FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a view for explaining a process of measuring the cell thickness using the secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the cell thickness measuring apparatus includes a mounting table 20, a pressure plate 30, pressing means 40, 42, 44, 46, measuring means 51, 53, and a control unit 60. .
- the mounting table 20 is a place where the secondary battery cell 10, which is an object to measure thickness, is placed.
- the mount 20 is fixed to a frame (not shown) of the cell thickness measuring apparatus or constitutes a part of the frame.
- the mounting table 20 is made of a material having rigidity such as metal or hard plastic so that the secondary battery cell 10 is not easily recessed or deformed when the secondary battery cell 10 is expanded or pressed by the pressurizing means.
- the mounting table 20 is typically made of a flat plate shape, but the present invention is not necessarily limited thereto. That is, for example, when forming a modular battery by stacking a plurality of secondary battery cells 10 via a cartridge frame therebetween, or putting one secondary battery cell 10 in a rigid outer case, the portable electronic device When the battery for power supply of the battery is configured, the shape of the surface on which the secondary battery cell 10 of the mounting table 20 is placed is the same as the shape of the surface of the cartridge frame or the secondary battery cell 10 of the outer case. You may.
- the cell thickness measuring apparatus further includes a sheet-type heater 70 installed inside the mounting table 20 and the pressure plate 30 to simulate an environment in which the secondary battery cell 10 is used or stored. can do.
- the sheet heater 70 may be provided only on either of the mounting table 20 and the pressure plate 30.
- the heater 70 adjusts the temperature of the secondary battery cell 10 to a temperature set by an operator according to a control command of the controller 60.
- the heater 70 is installed to be close to the surfaces of the mounting table 20 and the pressure plate 30 and has an area corresponding to at least the size of the secondary battery cell 10.
- the cell thickness measuring apparatus may further include cooling means 80 for cooling the temperature of the secondary battery cell 10 to a temperature set by an operator.
- the cooling means 80 is installed on at least one side of the mounting table 20 and the pressure plate 30.
- the cooling means 30 includes a refrigerant flow tube 81 embedded in the mounting table 20 and the pressure plate 30, a circulation pipe 82 for supplying a refrigerant to the refrigerant flow tube 81, and the circulation pipe 82.
- a temperature control unit 83 that lowers the temperature of the coolant to a temperature set by an operator according to a control signal of the control unit 60, and the circulation pipe 82 and the coolant flow tube according to the control signal of the control unit 60.
- a pump 84 for circulating the refrigerant through the 81.
- the cell thickness measuring apparatus may further include a charge / discharge unit 90.
- the charging and discharging unit 90 charges and discharges the secondary battery cells 10 according to charging and discharging conditions set by an operator according to a control command of the controller 60.
- the charging and discharging unit 90 may repeat the process of charging the secondary battery cell 10 to the full charge voltage and then discharging the battery to the full discharge voltage by the number of cycles set by the operator.
- the charge / discharge unit 90 may charge and discharge the secondary battery cell 10 according to the charge / discharge profile set by the operator.
- the charge / discharge profile is data that defines the magnitude of the charge current and the magnitude of the discharge current over time.
- the charge / discharge unit 90 may be used to observe how the thickness of the secondary battery cell 10 changes over time depending on the charge / discharge cycle or the charge / discharge profile.
- the charging and discharging unit 90 may include a voltage measuring circuit that measures at least the voltage of the secondary battery cell 10.
- the charging and discharging unit 90 may provide a voltage measurement value measured by the voltage measuring circuit to the controller 60.
- the controller 60 may provide the charging and discharging unit 90 with a control command for operating the charging and discharging unit 90 in the charging mode when the voltage measurement value reaches the operation lower limit voltage set by the operator.
- the controller 60 may provide a control command to the charge / discharge unit 90 to operate the charge / discharge unit 90 in the discharge mode when the voltage measurement value reaches the operation upper limit voltage set by the operator.
- the controller 60 may count the charge / discharge cycles of the secondary battery cell 10, and stop the operation of the charge / discharge unit 90 when the counted cycle value reaches a value set by the operator.
- the secondary battery cell 10 to be measured for thickness is a pouch type secondary battery cell that is flexible to some extent and expands and contracts, but the present invention is applicable to a can type secondary battery cell.
- Pouch-type secondary battery cell 10 is a pouch consisting of aluminum as a main material and a synthetic resin coating layer laminated sheet, battery components such as positive electrode, negative electrode, separator, electrolyte, and various additives are sealed, and the electrode terminal ( 11, 12) has a protruding sheet shape. Meanwhile, in the drawings, the electrode terminals 11 and 12 protrude to both sides of the pouch-type secondary battery cell 10, respectively, but the protruding position and direction of the electrode terminal may be changed. The electrode terminals 11 and 12 may be electrically coupled to the charge / discharge unit 90.
- the pressure plate 30 is installed to face the mounting table 20 with the secondary battery cell 10 interposed therebetween, so that the distance from the mounting table 20 is variable (that is, movable in the vertical direction in the drawing). (Not shown).
- the pressure plate 30 is made of a material having rigidity, such as metal or hard plastic, and is typically made of a flat plate like the mounting table 20, but the surface of the pressure plate 30 on the secondary battery cell 10 in the pressure plate 30.
- the shape of the surface may be the same as the shape of the surface facing the secondary battery cell 10 of the cartridge frame or the outer case.
- the pressing means is a means for pressing the secondary battery cell 10 placed on the mounting table 20 in the thickness direction by pushing or pulling the pressing plate 30 toward the mounting table 20.
- the pressing means includes an elastic member 40, a drive block 42 and a screw 44 and a motor 46 as a drive unit.
- the elastic member 40 is installed on the upper surface of the pressure plate 30, that is, the surface opposite to the secondary battery cell 10 to elastically bias the pressure plate 30.
- the elastic member 40 is illustrated as two coil springs in the figure, one coil spring or three or more coil springs may be disposed. Furthermore, it may be made of coil springs as well as other elements having elasticity such as leaf springs or rubber.
- the drive block 42 is installed on the upper end of the elastic member 40, that is, the end opposite to the pressure plate 30 so as to be lifted up and down to push or pull the elastic member 40 along the thickness direction of the secondary battery cell 10. do.
- the drive block 42 is made of a material having rigidity, such as metal or hard plastic, like the mounting table 20 and the pressure plate 30, and is typically made of a flat plate, but the specific shape can be changed.
- a screw through hole formed with a screw thread on the inner peripheral surface.
- the screw 44 is formed with a thread having the same pitch as the thread formed on the inner circumferential surface of the screw through hole, and is inserted into the screw through hole and screwed to engage with the drive block 42.
- the upper end of the screw 44 is fixed to the rotating shaft of the motor 46 fixed to the frame so that the screw 44 rotates in accordance with the rotation of the motor 46, the drive block 42 in accordance with the rotation of the screw 44 It will move up and down. That is, the motor 46 is a drive unit for driving the drive block 42 to move along the thickness direction of the secondary battery cell 10.
- the lifting motion of the drive block 42 according to the rotation of the motor 46 and the screw 44 is transmitted to the pressure plate 30 via the elastic member 40, so that the pressure plate 30 is placed on the mounting table 20.
- the secondary battery cell 10 is pressed by a predetermined pressing force.
- the motor 46 one capable of forward and reverse rotation is used to enable the elevating of the drive block 42.
- a step motor or servo is provided to provide a precisely adjusted pressing force (that is, the elevating amount of the drive block 42). Motors are preferred.
- the screw 44 is shown and described as being directly fixed to the rotation axis of the motor 46, between the motor 46 and the screw 44, such as a memory box for changing the rotational speed and direction is changed
- the delivery device may be interposed.
- the lifting motion of the drive block 42 is realized by the rotation of the motor 46 and the screw 44 in the present embodiment, other mechanisms for converting the rotational motion and the linear motion of the rack and pinion, the worm and the worm gear, etc.
- the motor 46 is used as the driving unit to move up and down the drive block 42.
- the user uses a knob or handle to adjust the lifting up and down of the drive block 42. It is also possible to directly lift and operate the drive block 42.
- the measuring means 51 and 53 are means for measuring the pressing force applied to the pressure plate 30 and the thickness of the secondary battery cell 10 by the above-mentioned pressing means. Specifically, the following means can be used.
- the pressing force applied to the pressing plate 30, that is, the pressing force may be converted into the elastic force of the coil spring, which is the elastic member 40. That is, when the elastic member 40 is a compression coil spring, the length of the spring 40 is reduced by x by lowering the drive block 42 downward with respect to the length when no force is applied to the spring 40.
- the elastic modulus of the spring 40 is k
- the pressing force measuring means measures the time taken to reciprocate between the driving block 42 and the pressing plate 30 by irradiating an optical signal, an ultrasonic wave or an infrared ray from the driving block 42 or the pressing plate 30, and the driving block 42.
- a distance measuring sensor 51 that outputs a distance measurement value indicating a distance between the pressure plate 30 and the pressure plate 30.
- the distance measuring sensor 51 may repeatedly output the distance measurement value as the pressing force measurement value at a time interval.
- the distance measuring sensor 51 is installed on the lower surface of the driving block 42 (or the upper surface of the pressing plate 30) to cover the upper surface of the pressing plate 30 (or the lower surface of the driving block 42).
- a transmitting element 51a which emits a distance measuring signal such as a laser, an infrared ray or an ultrasonic wave, and a receiving element which detects a distance measuring signal reflected from the upper surface of the pressing plate 30 (or the lower surface of the driving block 42).
- 51b and a sensor driver 51c that counts the time it takes for the distance measurement signal to reciprocate between the drive block 42 and the pressure plate 30, and determines the distance measurement value from the counted time and the frequency of the distance measurement signal. ) May be included.
- the thickness of the secondary battery cell 10 is equal to the distance between the upper surface of the mounting table 20 and the lower surface of the pressing plate 30 when the secondary battery cell 10 and the pressure plate 30 placed on the mounting table 20 are in close contact with each other. Do. Therefore, as a means for measuring the thickness of the secondary battery cell 10, the piezoelectric sensor 53 disposed between the upper surface of the mounting table 20 and the lower surface of the pressure plate 30 can be used.
- the piezoelectric sensor 53 elastically biases the piezoelectric body 53a for generating a voltage signal whose magnitude varies with pressure, the rod 53b movable up and down, and the rod 53b by elastically biasing the piezoelectric body 53a according to the position of the rod 53b.
- Sensor driver for determining the moving distance of the rod 53b according to the elastic body 53c for varying the pressure applied to the pressure, and the magnitude of the voltage signal, and outputs the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 based on this. 53d.
- the initial position of the rod 53b is at a position higher than the thickness of the secondary battery cell 10.
- the piezoelectric body 53a is formed of the rod 53b.
- the generated voltage signal is input to the sensor driver 53d.
- the sensor driver 53d may determine the magnitude of the received voltage signal and determine a thickness measurement value of the secondary battery cell 10 by using a predefined thickness calculation formula.
- the thickness equation can be defined by experimenting to find the correlation between the magnitude of the voltage signal and the load fall distance.
- the distance between the upper surface of the mounting table 20 and the lower surface of the pressure plate 30 may be measured using a distance measuring means in the same manner as the distance measuring sensor 51.
- the thickness of the secondary battery cell 10 may be calculated using the distance measuring sensor 51 and the controller 60 without using a separate measuring means 53. That is, the distance measuring sensor 51 can only measure the distance between the upper surface of the pressure plate 30 and the lower surface of the driving block 42, but the distance that the driving block 42 moves from the initial position (the elastic member 40 is If the end portion of the driving block 42 is moved along the thickness direction of the secondary battery cell 10), the initial distance between the upper surface of the pressure plate 30 and the lower surface of the driving block 42, and the driving block ( The thickness of the secondary battery cell 10 may be calculated from the moving distance of 42. Details thereof will be described later with reference to FIG. 2.
- the controller 60 controls the overall operation of the cell thickness measuring apparatus.
- the pressing force measurement value (distance measurement value) and the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 are input from the measuring means 51 and 53, and feedback control is performed.
- the driving of the motor 46 is controlled to allow the pressing force to be applied to the secondary battery cell 10 according to a condition set by the operator.
- the pressing force applied to the secondary battery cell 10 is uniformly maintained according to conditions set by the operator.
- the thickness of the secondary battery cell 10 is measured under conditions that are as close to the actual use or storage state of the secondary battery cell as possible to maintain or change in a predetermined pattern.
- the controller 60 receives a pressing force profile that changes in a predetermined or predetermined pattern applied to the secondary battery cell 10 during thickness measurement from the operator and stores the pressure profile in the memory 62.
- the motor 46 may be driven according to the set pressing force application condition by reading the pressing force value stored in 62).
- the control unit 60 is an output device for displaying the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 and the pressing force measurement value to the user, the display 100, and input means such as a mouse or a keyboard for inputting operator commands or data. 110 may be further provided.
- the control unit 60 determines the magnitude of the pressing force applied to the secondary battery cell 10 and the thickness of the cell from the pressing force measurement values and the thickness measurement values input from the measuring means 51 and 53 at intervals of a period, and together with the time information. May be stored in the memory 62.
- the controller 60 may change the thickness change data of the secondary battery cell 10 according to the magnitude of the pressing force and the pressing force according to the thickness of the secondary battery cell 10 by using data stored in the memory 62 at the request of the operator.
- the change data, the thickness change data of the secondary battery cell 10 over time, or the change data of the pressure force over time may be generated and displayed on the display 100.
- the information displayed on the display 100 may be a graph, but the present invention is not limited thereto.
- the operator may set the conditions for applying the pressing force, whether or not the secondary battery cell 10 is charged or discharged, the number of charge / discharge cycles, the charge / discharge profile, the heating temperature setting value of the secondary battery cell 10, the cooling temperature setting value, and the like.
- the pressing force application condition may be set to a fixed value or may be set to change with time.
- the heating temperature setpoint value or the cooling temperature setpoint value may be set to a fixed value or set to change with time.
- the controller 60 may provide a graphic user interface for inputting various setting values through the display 100.
- the controller 60 including the memory 62 may be typically implemented as an electronic circuit or chip such as a microprocessor or a memory device, but the present invention does not necessarily have to include a memory or a controller. That is, the distance between the mounting table 20 and the pressure plate 30 (ie, the thickness of the secondary battery cell) and the distance between the pressure plate 30 and the drive block 42 (ie, the pressing force) can be measured.
- the scale (ruler) is mounted, and the user can manually control the pressing force and measure the thickness of the secondary battery cell by manually operating the motor 46 or the knob or the handle. In this case, the above-described measuring means 51 and 53 may also be omitted.
- FIG. 2 is a view for explaining the process of measuring the cell thickness using the secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, with reference to Figure 2 the thickness measurement of the secondary battery cell according to the present invention Describe the method.
- the pressing plate 30 (driving block 42) of the above-described cell thickness measuring device is lifted upward and the secondary battery cell 10 to measure the thickness is placed on the mounting table 20.
- control unit 60 lowers the pressure plate 30 (the driving block 42) so that the pressing force set by the operator is applied to the secondary battery cell 10 (see FIG. 2A).
- control unit 60 receives the distance measurement value as the pressure measurement value from the distance measurement sensor 51, the distance between the drive block 42 and the pressure plate 30, that is, the length L1 of the elastic member 40. Can be determined.
- the controller 60 may adjust the pressing force by feedback-controlling the driving of the motor 46 so that the length L1 of the elastic member 40 corresponds to the set pressing force.
- the secondary battery cell thickness measuring apparatus can be used to observe the thickness change and behavior of the secondary battery cell 10 in the actual use state of the secondary battery.
- the controller 60 may control the charging and discharging of the secondary battery cell 10 according to the measurement conditions set by the operator for the secondary battery cell 10 by controlling the charging and discharging unit 90.
- the measurement conditions may be the number of charge and discharge cycles or the charge and discharge profile.
- the control unit 60 continuously or intermittently while the secondary battery cell 10 is being charged or discharged to the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 and the pressure plate 30 using the measuring means 51 and 53.
- the applied force measurement value can be determined.
- the controller 60 may store the thickness measurement value and the pressing force measurement value together with the time information in the memory 62.
- the data stored in the memory 62 may be utilized to determine the correlation between the thickness and the pressing force of the secondary battery cell 10 and the change behavior of the thickness and the pressing force according to the measurement conditions.
- the controller 60 controls the heater 70 or the cooling means 80 around the secondary battery cell 10 with or without charge and discharge of the secondary battery cell 10.
- the temperature of can be adjusted to the temperature set by the operator.
- the controller 60 may continuously or intermittently determine the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 and the pressing force measurement value applied to the pressure plate 30 using the measuring means 51 and 53.
- the controller 60 may store the thickness measurement value and the pressing force measurement value together with the time information in the memory 62.
- the data stored in the memory 62 may be utilized to determine the correlation between the thickness and the pressing force of the secondary battery cell 10 and the change behavior of the thickness and the pressing force according to the measurement conditions.
- the thickness of the secondary battery cell 10 may be measured as follows.
- the thickness of the secondary battery cell 10 can be measured simply by using a measuring means 53 such as a piezoelectric sensor of the cell thickness measuring apparatus shown in FIG. 1. That is, the controller 60 may determine the thickness of the secondary battery cell 10 by receiving the thickness measurement value of the secondary battery cell 10 from the measuring means 53.
- a measuring means 53 such as a piezoelectric sensor of the cell thickness measuring apparatus shown in FIG. 1.
- the thickness of the secondary battery cell 10 may be determined using only the measuring means 51.
- the distance between the mounting table 20 and the pressing plate 30 in a state in which no force is applied to the pressing plate 30, that is, the elastic member 40 without placing the secondary battery cell 10 on the mounting table 20 Let t0, and the distance between the pressure plate 30 and the drive block 42 is L0, and the sum of the two distances t0 + L0 is the initial position H0 of the drive block 42. At this time, t0 sets the initial position of the driving block 42 to be smaller than the initial thickness of the secondary battery cell 10.
- the values for t0, L0 and H0 corresponding to the initial condition may be stored in the memory 62 in advance.
- H0, L0, t0 are known values stored in the memory 62.
- the control unit 60 may determine the distance L1 between the drive block 42 and the pressure plate 30 by using the measuring means 51, and use the distance L1 and H0, L0, t0 stored in the memory 62.
- the initial thickness t1 of the secondary battery cell 10 may be determined from the equation and stored in the memory 62.
- the calculation process of t1 may be continuously or intermittently repeated while charging and discharging the secondary battery cell 10 is in progress and / or while the temperature of the secondary battery cell 10 is adjusted according to a condition set by an operator. Can be.
- FIG. 2 shows a case where the thickness of the secondary battery cell 10 is increased due to expansion.
- the secondary battery cell 10 may expand when the number of charge and discharge cycles is sufficiently increased or when the ambient temperature of the secondary battery cell 10 is maintained at a high temperature for a long time.
- the controller 60 may determine the distance L2 between the drive block 42 and the pressure plate 30 by using the measuring means 51, and use the distance L2 and H0, L0, t0 stored in the memory 62.
- the expansion thickness t2 of the secondary battery cell 10 may be determined from the above equation and stored in the memory 62.
- This calculation process t2 may be continuously or intermittently repeated while charging and discharging the secondary battery cell 10 is in progress and / or while the temperature of the secondary battery cell 10 is adjusted according to a condition set by an operator. Can be.
- the controller 60 lowers the driving block 42 by ⁇ H to simulate the situation in which expansion of the secondary battery cell 10 is prevented by the cartridge frame or the outer case, and the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate 30. Can be increased.
- H0 is a known value stored in the memory 62
- ⁇ H is a value that can be determined from the rotation angle or the rotation speed of the motor 46.
- the control unit 60 determines the distance L3 between the drive block 42 and the pressure plate 30 using the measuring means 51, determines ⁇ H from the rotation angle or the rotation speed of the motor 46, and determines the determined distance.
- the expansion constraint thickness t3 of the secondary battery cell 10 may be determined and stored in the memory 62 using L3 and ⁇ H and H0 stored in the memory 62.
- the calculation process of the expansion constraint thickness t3 is performed during charging and discharging of the secondary battery cell 10 according to the measurement conditions set by the operator and / or the temperature of the secondary battery cell 10 depends on the condition set by the operator. It can be repeated continuously or intermittently while being adjusted accordingly.
- the control unit 60 may control to change (increase) the pressing force by driving the motor 46 so that the t3 value calculated in real time is maintained to be substantially the same as t1. .
- t3 is adjusted to be equal to t1
- the secondary battery cell 10 can be simulated experimentally in a state in which the secondary battery cell 10 is in a state in which it cannot be expanded due to the rigidity of the cartridge frame and the outer case.
- the controller 60 may determine the magnitude of the pressing force from L3 calculated in real time using the measuring means 51, and the determined magnitude of the pressing force may be accumulated and stored in the memory 62 together with time information. .
- the controller 60 may display the change data of the pressing force or the thickness change data of the secondary battery cell 10 stored in the memory 62 on the display 100 when requested by the operator. The operator can then use the change data of the pressing force to determine the strength data necessary for the design of the cartridge frame or the outer case of the modular battery.
- the controller 60 maintains the progress of the charge / discharge cycle or the high temperature state of the secondary battery cell 10 until the secondary battery cell 10 ruptures, and the memory (until the secondary battery cell 10 ruptures).
- the change data of the pressing force or the thickness change data of the secondary battery cell 10 stored in 62 may be displayed on the display 100. Then, the operator may utilize the displayed pressure change data and thickness change data in the design of the secondary battery cell 10.
- the controller 60 continuously or intermittently determines the thickness of the secondary battery cell 10 using the measuring means 51 and 52 while the pressing force is kept constant, and the determined thickness of the memory 62 together with time information. Can be stored in
- the controller 60 may display the thickness change data or the pressure change data of the secondary battery cell 10 stored in the memory 62 on the display 100 when requested by an operator. Then, the operator can observe the cell thickness change and behavior during use or storage of the secondary battery cell in a state in which the pressing force applied to the secondary battery cell 10 is constant.
- the conventional technology merely measures the thickness of the cell once under a fixed condition (fixed pressing force), whereas in the present invention, each secondary battery cell of the modular battery in a desired pressing force (for example, an initial state of the secondary battery) is used.
- Various and easy to set up and measure. Therefore, the thickness change and the behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions near the time of actual use or storage. Further, by controlling the pressing force to suppress the change in the thickness of the secondary battery cell, the behavior of the secondary battery cell in actual use or storage can be observed.
- the thickness change data or the pressure change data of the secondary battery cell 10 stored in the memory 62 may be used to determine physical strength data required for a cartridge frame, an external case, or a pouch.
- each component may be selectively integrated with other components or each component may be divided into subcomponents for efficient execution of control logic (s).
- control logic control logic
- the integrated or divided components should also be interpreted as being within the scope of the present invention, provided that the functional identity can be recognized even if the components are integrated or divided.
- the thickness of the cell can be measured by variously and easily setting the desired pressing force or ambient temperature. Therefore, the thickness change and behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions close to the time of actual use or storage, and further, the thickness change of the secondary battery cell can be suppressed and the behavior of the secondary battery cell during use or storage can be suppressed.
- the physical strength data required for the cartridge frame, the outer case and the pouch can be obtained.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 반복적인 충방전이 가능한 이차전지 셀의 두께를 측정하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a technique for measuring the thickness of a secondary battery cell capable of repeated charging and discharging.
본 발명은 2014년 11월 26일에 한국 특허청에 출원된 한국특허출원 제10-2014-0166734호 및 2015년 11월 25일에 한국 특허청에 출원된 한국특허출원 제10-2015-0165853호에 기초한 우선권을 주장하며, 당해 출원의 명세서 및 도면에 기재된 내용은 모두 원용되어 본 출원의 일부로서 합체된다.The present invention is based on Korean Patent Application No. 10-2014-0166734 filed with the Korean Patent Office on November 26, 2014 and Korean Patent Application No. 10-2015-0165853 filed on the Korean Patent Office on November 25, 2015. Claiming priority, the contents of the specification and drawings of this application are all incorporated and incorporated as part of this application.
이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 반복적인 충방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 휴대용 전자기기 분야뿐만 아니라 에너지 저장 시스템, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 동력원으로 사용되고 있다.A secondary battery, unlike a primary battery that cannot be charged, refers to a battery that can be repeatedly charged and discharged, and is used as a power source for energy storage systems, electric vehicles, or hybrid vehicles, as well as small portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers. It is used.
이차전지는 케이스 안에 양극, 음극, 분리막, 전해질, 각종 첨가제 등의 전지 구성요소들을 넣고 밀봉한 셀의 형태로 제조되고 사용된다. 그런데, 이차전지는 반복적인 충방전시 화학 반응에 의한 셀 내부의 전극 활물질, 전해질, 첨가제 등의 각종 재료의 부피 변화, 가스의 발생 등에 의해 전지 셀의 두께가 증가하는 경우가 있다. 또한, 충방전시에 발생하는 열, 과충전, 과방전 등과 같은 전지의 오남용에 의해 발생하는 열, 나아가 전지가 고온의 환경에 놓임으로써 받게 되는 열에 의해서도 이러한 전지 셀의 두께 변화가 일어날 수 있다.Secondary batteries are manufactured and used in the form of cells sealed with battery components such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolyte, and various additives in a case. However, in the secondary battery, the thickness of the battery cell may increase due to volume change of various materials such as an electrode active material, electrolyte, and additives, generation of gas, etc. due to chemical reaction during repeated charge and discharge. In addition, such a change in thickness of the battery cell may be caused by heat generated by misuse of the battery such as heat generated during charge and discharge, overcharge, overdischarge, and the like, and heat received by the battery being placed in a high temperature environment.
한편, 전지 셀은 케이스의 형태에 따라, 캔형 전지와 파우치형 전지로 나뉜다. 캔형 전지는 금속으로 이루어진 각형 또는 원통형 케이스 안에 상술한 구성요소들이 내장되고, 파우치형 전지는 알루미늄을 주재료로 하고 합성수지 피복층이 라미네이트된 시트로 이루어진 파우치 안에 상술한 구성요소들이 내장된다. 캔형 전지는 파우치형 전지에 비해 물리적인 강도가 높지만, 상대적으로 가볍고 제작이 용이한 파우치형 전지가 근래에는 널리 사용되고 있다. 하지만, 파우치형 전지는 물리적 강도가 떨어지기 때문에, 상술한 전지 셀의 두께 변화에 특히 취약하다는 단점이 있다.On the other hand, battery cells are divided into can-type batteries and pouch-type batteries, depending on the shape of the case. The can-type battery contains the above-mentioned components in a rectangular or cylindrical case made of metal, and the pouch-type battery contains the above-mentioned components in a pouch composed of a sheet made of aluminum and laminated with a synthetic resin coating layer. Although can-type batteries have higher physical strength than pouch-type batteries, pouch-type batteries, which are relatively light and easy to manufacture, have been widely used in recent years. However, the pouch-type battery has a disadvantage in that it is particularly vulnerable to the thickness change of the above-described battery cell because of its low physical strength.
전지 셀의 두께가 증가하게 되면, 다시 말해 전지 셀의 내부 압력이 증가하게 되면, 케이스의 약한 부위에서 전지 셀이 파열되고, 나아가 전지 셀의 발화나 폭발과 같은 사고로 이어질 수도 있다. 따라서, 파우치형 전지 셀의 경우 소정 횟수의 충방전 사이클을 진행한 후, 또는 고온에 소정 시간 방치한 후 전지 셀의 두께를 측정함으로써, 전해질이나 첨가제 등의 각종 재료의 적합성이나 파우치형 전지 셀의 밀봉성을 테스트하고 있다. 나아가, 한국 등록특허 제10-1397926호에 개시된 바와 같이, 플렉서블 파우치형 전지 셀을 진공 챔버 안에 넣고 진공펌프로 진공 상태를 형성하기 전과 후의 전지 셀의 두께를 측정하고 그 두께차를 이용하여 전해질의 누설 예상부위, 즉 파우치형 전지 셀의 밀봉성을 테스트한다.As the thickness of the battery cell increases, that is, when the internal pressure of the battery cell increases, the battery cell ruptures at a weak portion of the case, and may lead to an accident such as ignition or explosion of the battery cell. Therefore, in the case of a pouch-type battery cell, the thickness of the battery cell is measured after a predetermined number of charge / discharge cycles or after being left at a high temperature for a predetermined time, whereby the suitability of the pouch-type battery cell and the like Sealability is being tested. Furthermore, as disclosed in Korean Patent No. 10-1397926, the thickness of the battery cell before and after the flexible pouch type battery cell is placed in a vacuum chamber and the vacuum state is formed by using a vacuum pump and the thickness difference of the electrolyte is used. Test the anticipated leakage, ie the sealability of the pouch type battery cell.
한편, 파우치형 전지 셀은 플렉서블한 파우치 형태 그대로 사용되지는 않는다. 즉, 파우치형 전지 셀은 딱딱한 외장 케이스 안에 수납되어 휴대형 전자기기의 전력 공급용 전지로서 사용되거나, 전력 저장 시스템이나 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 동력원과 같이 대용량 전지로서 사용될 경우에는 복수의 파우치형 전지 셀을 단단한 프레임 안에 적층한 모듈형 전지로 만들어 사용하게 된다. 따라서, 파우치형 전지 셀은 실제 사용시나 보관시에 외장 케이스나 프레임에 의해 일정한 압력을 받게 되어 있다. 그런데, 전술한 종래기술에서는 플렉서블한 파우치 형태의 전지 셀의 두께를 단순히 고정된 조건에서만 측정하기 때문에, 전지의 실제 사용시나 보관시의 전지 셀의 두께 변화를 관찰하고 예측할 수 없다는 한계가 있다.On the other hand, the pouch-type battery cell is not used as it is a flexible pouch form. That is, a pouch-type battery cell is stored in a rigid outer case and used as a power supply battery for portable electronic devices, or a plurality of pouch-type battery cells when used as a large capacity battery such as a power storage system or a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle. Is used as a modular battery stacked in a rigid frame. Therefore, the pouch-type battery cell is subjected to a constant pressure by the outer case or frame during actual use or storage. However, in the above-described prior art, since the thickness of the battery cell in the form of a flexible pouch is measured only under fixed conditions, there is a limit in that it is impossible to observe and predict the thickness change of the battery cell during actual use or storage.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이차전지 셀의 실제 사용시나 보관시의 두께 변화나 이차전지 셀의 거동을 측정하고 예측할 수 있는 이차전지 셀의 두께 측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a thickness measuring device and method of the secondary battery cell that can measure and predict the thickness change or the behavior of the secondary battery cell during actual use or storage of the secondary battery cell.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이차전지 셀의 실제 사용시나 보관시의 두께 변화를 억제했을 때 이차전지 셀 또는 케이스나 카트리지 프레임의 거동을 관찰할 수 있는 이차전지 셀의 두께 측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is an apparatus and method for measuring the thickness of a secondary battery cell capable of observing the behavior of the secondary battery cell or the case or cartridge frame when the thickness change during the actual use or storage of the secondary battery cell is suppressed. To provide.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차전지 셀의 두께 측정장치는, 두께를 측정하고자 하는 이차전지 셀이 놓여지는 탑재대; 상기 이차전지 셀을 사이에 두고 상기 탑재대와 대향하며, 상기 탑재대와의 거리가 가변가능하게 설치된 가압판; 상기 가압판을 상기 탑재대를 향해 밀거나 당김으로써 상기 탑재대에 놓인 이차전지 셀을 두께방향으로 가압하는 가압수단; 상기 가압수단에 의해 상기 가압판에 인가되는 가압력과 상기 이차전지 셀의 두께를 측정하는 측정수단; 및 오퍼레이터가 입력한 측정 조건에 따라 상기 이차전지 셀의 충전, 방전 또는 온도를 제어하고, 시간 간격을 두고 상기 측정수단으로부터 가압력 측정 값 및 두께 측정 값을 입력 받아 상기 가압판에 인가되는 가압력의 크기와 상기 이차전지 셀의 두께를 결정하여 시간 정보와 함께 메모리에 저장하고, 상기 이차전지 셀의 두께가 측정되는 동안 상기 가압수단에 의해 상기 가압판에 인가되는 가압력을 일정하게 유지하거나 변화시키도록 구성된 제어부를 포함한다. Device for measuring the thickness of a secondary battery cell according to an aspect of the present invention for solving the above problems, the mounting table on which the secondary battery cell to measure the thickness; A pressure plate facing the mounting table with the secondary battery cell interposed therebetween, and having a variable distance from the mounting table; Pressing means for pressing the secondary battery cell placed on the mounting table in a thickness direction by pushing or pulling the pressing plate toward the mounting table; Measuring means for measuring the pressing force applied to the pressing plate by the pressing means and the thickness of the secondary battery cell; And controlling the charging, discharging, or temperature of the secondary battery cell according to measurement conditions input by an operator, and receiving a pressing force measurement value and a thickness measurement value from the measuring means at intervals of time and the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate. A control unit configured to determine a thickness of the secondary battery cell and store it in a memory together with time information, and to maintain or change a pressing force applied to the pressing plate by the pressing means while the thickness of the secondary battery cell is measured. Include.
바람직하게, 상기 가압수단은, 상기 가압판의 양쪽 표면 중에서 상기 이차전지 셀과 접촉하는 표면의 반대쪽 표면에 설치되어 상기 가압판을 탄성 바이어스하는 탄성부재; 상기 탄성부재와 결합되어 상기 탄성부재를 상기 이차전지 셀의 두께방향을 따라 밀거나 당기는 구동블록; 및 상기 구동블록을 상기 이차전지 셀의 두께 방향을 따라 상승 또는 하강시키는 구동 유닛을 구비할 수 있다.Preferably, the pressing means, the elastic member of the opposite surface of the surface in contact with the secondary battery cell of both surfaces of the pressure plate to elastically bias the pressure plate; A driving block coupled with the elastic member to push or pull the elastic member along a thickness direction of the secondary battery cell; And a driving unit for raising or lowering the driving block along the thickness direction of the secondary battery cell.
일 측면에 따르면, 상기 측정수단은 시간 간격을 두고 상기 구동블록과 상기 가압판 사이의 거리를 측정하고 상기 거리 측정 값을 가압력 측정 값으로서 출력하고, 상기 제어부는 상기 측정수단으로부터 상기 거리 측정 값을 입력 받아 상기 탄성부재의 길이를 결정하고, 상기 결정된 탄성부재의 길이에 의해 상기 가압판에 인가되는 가압력의 크기를 결정하고, 상기 결정된 가압력의 크기를 시간 정보와 함께 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.According to one aspect, the measuring means measures the distance between the drive block and the pressure plate at a time interval and outputs the distance measurement value as a pressure measurement value, the control unit inputs the distance measurement value from the measurement means And determine the length of the elastic member, determine the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate by the determined length of the elastic member, and store the determined magnitude of the pressing force together with time information in the memory.
다른 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 탄성부재의 길이, 상기 구동블록의 이동 거리, 그리고 상기 탑재대와 상기 가압판 사이의 초기 거리를 이용하여 상기 이차전지 셀의 두께를 결정하고, 결정된 두께를 시간 정보와 함께 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.According to another aspect, the controller determines the thickness of the secondary battery cell by using the length of the elastic member, the moving distance of the drive block, and the initial distance between the mounting table and the pressure plate, and determines the thickness of the secondary battery cell. And to store in memory together.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 가압력의 변화 데이터 또는 이차전지 셀의 두께의 변화 데이터를 디스플레이에 표시하도록 구성될 수 있다.Preferably, the controller may be configured to display the change data of the pressing force stored in the memory or the change data of the thickness of the secondary battery cell on the display.
또 다른 측면에 따르면, 상기 측정수단은, 상기 탑재대의 표면과, 상기 탑재대의 표면과 대향하는 상기 가압판의 표면 사이에 배치되어, 상기 이차전지 셀의 두께 측정 값을 출력하는 압전 센서를 포함할 수 있다.According to another aspect, the measuring means may include a piezoelectric sensor disposed between the surface of the mounting table and the surface of the pressing plate facing the surface of the mounting table to output a thickness measurement value of the secondary battery cell. have.
또 다른 측면에 따르면, 상기 측정수단은 광신호, 초음파 또는 적외선을 구동블록 또는 가압판으로부터 조사하여 구동블록과 가압판 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 측정하여 구동블록과 가압판 사이의 거리를 나타내는 거리 측정 값을 출력하는 거리 측정 센서를 포함할 수 있다.According to another aspect, the measuring means measures the time it takes to reciprocate between the drive block and the pressure plate by irradiating an optical signal, ultrasonic waves or infrared rays from the drive block or the pressure plate to determine a distance measurement value representing the distance between the drive block and the pressure plate. It may include a distance measuring sensor for outputting.
바람직하게, 본 발명에 따른 장치는, 상기 이차전지 셀을 충전 또는 방전시키는 충방전부를 더 포함하고, 상기 제어부는 오퍼레이터로부터 충방전 조건을 입력 받아 메모리에 저장하고, 상기 충방전 조건에 따라 상기 충방전부를 제어하여 상기 이차전지 셀을 충전 및 방전시키도록 구성될 수 있다.Preferably, the apparatus according to the present invention further includes a charge / discharge unit for charging or discharging the secondary battery cell, wherein the controller receives a charge / discharge condition from an operator and stores the charge / discharge condition in a memory and stores the charge / discharge condition according to the charge / discharge condition. The discharge unit may be configured to charge and discharge the secondary battery cell.
또한, 본 발명에 따른 장치는, 상기 가압판 및 상기 탑재대 중 적어도 하나에 설치된 히터를 더 포함하고, 상기 제어부는 오퍼레이터로부터 가열 온도 설정 값을 입력 받아 메모리에 저장하고, 상기 가열 온도 설정 값에 따라 상기 히터의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다.The apparatus according to the present invention may further include a heater installed on at least one of the pressure plate and the mounting table, and the control unit receives a heating temperature setting value from an operator and stores it in a memory, according to the heating temperature setting value. It can be configured to control the temperature of the heater.
또한, 본 발명에 따른 장치는, 상기 가압판 및 상기 탑재대 중 적어도 하나를 냉각하는 냉각 수단을 더 포함하고, 상기 제어부는 오퍼레이터로부터 냉각 온도 설정 값을 입력 받아 메모리에 저장하고, 상기 냉각 온도 설정 값에 따라 상기 냉각 수단을 제어하도록 구성될 수 있다.The apparatus according to the present invention may further include cooling means for cooling at least one of the pressure plate and the mounting table, and the control unit receives a cooling temperature setting value from an operator and stores it in a memory, and stores the cooling temperature setting value. Can be configured to control the cooling means in accordance.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 셀의 두께 측정 방법은, 두께를 측정하고자 하는 이차전지 셀이 놓이는 탑재대; 상기 이차전지 셀을 사이에 두고 상기 탑재대와의 거리가 가변 가능하게 설치되고 탄성부재에 의해 탄성 바이어스된 가압판; 상기 탄성부재를 통해 상기 가압판을 상기 탑재대를 향해 밀거나 당김으로써 상기 탑재대에 놓인 이차전지 셀을 두께방향으로 가압하는 구동블록; 상기 가압판에 인가되는 가압력과 상기 이차전지 셀의 두께를 측정하는 측정수단을 이용하여 이차전지 셀의 두께를 측정하는 방법으로서, 오퍼레이터가 입력한 측정 조건에 따라 상기 이차전지 셀을 충전 또는 방전시키거나 이차전지 셀의 온도를 조절하는 단계; 시간 간격을 두고 상기 측정수단으로부터 가압력 측정 값과 두께 측정 값을 입력 받아 상기 가압판에 인가되는 가압력의 크기와 상기 이차전지 셀의 두께를 결정하고, 상기 가압력의 크기와 상기 두께를 시간 정보와 함께 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 이차전지 셀의 두께가 측정되는 동안 상기 가압수단에 의해 상기 가압판에 인가되는 가압력을 일정하게 유지하거나 변화시키는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method of measuring a thickness of a secondary battery cell includes: a mounting table on which a secondary battery cell to measure thickness is placed; A pressure plate elastically biased by an elastic member and having a variable distance from the mounting table with the secondary battery cell interposed therebetween; A driving block for pressing the secondary battery cell placed on the mounting table in a thickness direction by pushing or pulling the pressing plate toward the mounting table through the elastic member; A method of measuring the thickness of a secondary battery cell by using the pressing force applied to the pressure plate and the measurement means for measuring the thickness of the secondary battery cell, charging or discharging the secondary battery cell according to the measurement conditions input by the operator Adjusting the temperature of the secondary battery cell; The pressing force measurement value and the thickness measurement value are input from the measuring means at intervals to determine the magnitude of the pressing force applied to the pressure plate and the thickness of the secondary battery cell, and store the magnitude of the pressing force and the thickness together with time information. Storing in; And maintaining or changing a pressing force applied to the pressing plate by the pressing means while the thickness of the secondary battery cell is measured.
종래기술에서는 고정된 조건(고정된 가압력)에서 단순히 셀의 두께를 일회적으로 측정함에 반해, 본 발명에서는 원하는 가압력이나 분위기 온도를 다양하고 용이하게 설정하여 셀의 두께를 측정할 수 있다. 따라서, 이차전지 셀이 실제 사용시나 보관시에 가까운 조건에서 이차전지 셀의 두께 변화와 거동을 관찰할 수 있고, 나아가 이차전지 셀의 두께 변화를 억제하고 실제 사용시나 보관시의 이차전지 셀의 거동을 관찰할 수 있으며, 그에 필요한 카트리지 프레임이나 외장 케이스, 파우치에 필요한 물리적 강도 데이터를 얻을 수 있다.While the prior art simply measures the thickness of the cell once under a fixed condition (fixed pressing force), in the present invention, the thickness of the cell can be measured by variously and easily setting the desired pressing force or ambient temperature. Therefore, the thickness change and behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions close to the time of actual use or storage, and further, the thickness change of the secondary battery cell can be suppressed and the behavior of the secondary battery cell during use or storage can be suppressed. The physical strength data required for the cartridge frame, the outer case and the pouch can be obtained.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings appended hereto illustrate one embodiment of the present invention, and together with the following description serve to further understand the spirit of the present invention, the present invention is limited only to those described in such drawings. It should not be interpreted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 두께 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 두께 측정장치를 이용하여 셀 두께를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a process of measuring the cell thickness using the secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Configurations shown in the embodiments and drawings described herein are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 두께 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 셀 두께 측정장치는, 크게 탑재대(20), 가압판(30), 가압수단(40,42,44,46), 측정수단(51,53) 및 제어부(60)를 구비한다.The cell thickness measuring apparatus according to the present embodiment includes a mounting table 20, a
탑재대(20)는 두께를 측정하고자 하는 대상물인 이차전지 셀(10)이 놓여지는 곳으로서, 셀 두께 측정장치의 프레임(도시 생략)에 고정되거나 프레임의 일부를 이루는 요소이다. 탑재대(20)는 이차전지 셀(10)이 팽창하거나 가압수단에 의해 가압되었을 때 쉽게 함몰되거나 변형되지 않도록 금속이나 딱딱한 플라스틱 등의 강성을 가지는 재료로 이루어진다.The mounting table 20 is a place where the
또한, 탑재대(20)는 전형적으로 편평한 판상으로 이루어지지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되지는 않는다. 즉, 예컨대, 복수의 이차전지 셀(10)들을 그 사이사이에 카트리지 프레임을 개재하여 적층함으로써 모듈형 전지를 구성하는 경우나, 하나의 이차전지 셀(10)을 딱딱한 외장 케이스 안에 넣어 휴대형 전자기기의 전력 공급용 전지를 구성하는 경우, 탑재대(20)의 이차전지 셀(10)이 놓이는 표면의 형상은 상기 카트리지 프레임이나 외장 케이스의 이차전지 셀(10)에 면하는 표면의 형상과 동일하게 할 수도 있다.In addition, the mounting table 20 is typically made of a flat plate shape, but the present invention is not necessarily limited thereto. That is, for example, when forming a modular battery by stacking a plurality of
본 실시예에 따른 셀 두께 측정장치는, 이차전지 셀(10)이 사용되거나 보관되는 환경을 모사하기 위해 탑재대(20)와 가압판(30)의 내부에 설치된 쉬트형 히터(70)를 더 포함할 수 있다. 물론, 쉬트형 히터(70)는 탑재대(20)와 가압판(30) 중 어느 한 쪽에만 설치되어도 무방하다. 상기 히터(70)는 제어부(60)의 제어 명령에 따라 이차전지 셀(10)의 온도를 오퍼레이터가 설정한 온도로 조정(adjust)한다. 히터(70)는 탑재대(20)와 가압판(30)의 표면과 근접되게 설치되며, 적어도 이차전지 셀(10)의 크기에 대응되는 면적을 가진다.The cell thickness measuring apparatus according to the present embodiment further includes a sheet-type heater 70 installed inside the mounting table 20 and the
본 실시예에 따른 셀 두께 측정장치는, 이차전지 셀(10)의 온도를 오퍼레이터가 설정한 온도로 냉각시키는 냉각수단(80)을 더 포함할 수 있다. 냉각수단(80)은 탑재대(20)와 가압판(30) 중 적어도 일 측에 설치된다. 냉각 수단(30)은 탑재대(20)와 가압판(30)에 매립된 냉매 유동 튜브(81)와, 냉매 유동 튜브(81)에 냉매를 공급하는 순환 파이프(82)와, 상기 순환 파이프(82)와 연통되고 제어부(60)의 제어 신호에 따라 냉매의 온도를 오퍼레이터가 설정한 온도로 낮추는 온도 조절부(83)와, 제어부(60)의 제어 신호에 따라 순환 파이프(82)와 냉매 유동 튜브(81)를 통해 냉매를 순환시키는 펌프(84)를 포함한다.The cell thickness measuring apparatus according to the present exemplary embodiment may further include cooling means 80 for cooling the temperature of the
본 실시예에 따른 셀 두께 측정장치는, 충방전부(90)를 더 포함할 수 있다. 충방전부(90)는 제어부(60)의 제어 명령에 따라 오퍼레이터가 설정한 충방전 조건에 따라 이차전지 셀(10)을 충전 및 방전시킨다. 일 예로, 충방전부(90)는 이차전지 셀(10)을 만충전 전압까지 충전시켰다가 다시 만방전 전압까지 방전시키는 과정을 오퍼레이터가 설정한 사이클 회수만큼 반복할 수 있다. 다른 예로, 충방전부(90)는 오퍼레이터가 설정한 충방전 프로파일에 따라 이차전지 셀(10)을 충전 및 방전시킬 수 있다. 충방전 프로파일은 시간에 따라 충전 전류의 크기와 방전 전류의 크기를 정의한 데이터이다. 충방전부(90)는 이차전지 셀(10)의 두께가 충방전 사이클이나 충방전 프로파일에 따라 어떠한 경시적 변화를 보이는지 관찰하기 위해 사용될 수 있다. The cell thickness measuring apparatus according to the present embodiment may further include a charge /
충방전부(90)는 적어도 이차전지 셀(10)의 전압을 측정하는 전압측정회로를 포함할 수 있다. 충방전부(90)는 전압측정회로에 의해 측정된 전압 측정 값을 제어부(60)로 제공할 수 있다. 제어부(60)는 전압 측정 값이 오퍼레이터가 설정한 동작 하한 전압에 도달되면 충방전부(90)를 충전모드로 동작시키는 제어 명령을 충방전부(90)로 제공할 수 있다. 반면, 제어부(60)는 전압 측정 값이 오퍼레이터가 설정한 동작 상한 전압에 도달되면 충방전부(90)를 방전모드로 동작시키는 제어 명령을 충방전부(90)로 제공할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 이차전지 셀(10)의 충방전 사이클을 계수하고, 계수된 사이클 값이 오퍼레이터가 설정한 값에 도달되면 충방전부(90)의 동작을 멈출 수 있다.The charging and discharging
본 실시예에서 두께 측정의 대상이 되는 이차전지 셀(10)은, 어느 정도 플렉서블하면서 팽창 수축이 가능한 파우치형 이차전지 셀인 것이 특히 유용하지만, 캔형 이차전지 셀이어도 본 발명은 적용가능하다. In the present embodiment, it is particularly useful that the
파우치형 이차전지 셀(10)은 알루미늄을 주재료로 하고 합성수지 피복층이 라미네이트된 시트로 이루어진 파우치 안에 양극, 음극, 분리막, 전해질, 각종 첨가제 등의 전지 구성요소들이 수납 밀봉되고, 측면으로는 전극 단자(11,12)가 돌출된, 두께가 있는 시트 형태를 가지고 있다. 한편, 도면에서 전극 단자(11,12)는 파우치형 이차전지 셀(10)의 양측면으로 각각 돌출된 것으로 도시되었지만 전극 단자의 돌출 위치와 방향은 변경가능하다. 전극 단자(11, 12)는 충방전부(90)와 전기적으로 결합될 수 있다.Pouch-type
가압판(30)은 이차전지 셀(10)을 사이에 두고 탑재대(20)와 대향하여 설치되며, 탑재대(20)와의 거리가 가변가능하게(즉, 도면에서 상하방향으로 이동 가능하게) 프레임(도시 생략)에 설치된다.The
또한, 가압판(30)은 탑재대(20)와 마찬가지로, 금속이나 딱딱한 플라스틱 등의 강성을 가지는 재료로 이루어지고, 전형적으로 편평한 판상으로 이루어지지만, 가압판(30)에서 이차전지 셀(10)에 면하는 표면의 형상은 상기 카트리지 프레임이나 외장 케이스의 이차전지 셀(10)에 면하는 표면의 형상과 동일하게 할 수도 있다.In addition, the
가압수단은 가압판(30)을 탑재대(20)를 향해 밀거나 당김으로써 탑재대(20)에 놓인 이차전지 셀(10)을 두께방향으로 가압하는 수단이다. 본 실시예에서 가압수단은, 탄성부재(40), 구동블록(42) 및 스크류(44)와 구동유닛으로서 모터(46)를 포함한다.The pressing means is a means for pressing the
탄성부재(40)는 가압판(30)의 상부면, 즉 이차전지 셀(10)과 반대쪽 표면에 설치되어 가압판(30)을 탄성 바이어스한다. 도면에서 탄성부재(40)는 2개의 코일 스프링으로 도시되었지만, 하나의 코일 스프링, 또는 3개 이상의 코일 스프링이 배치되어 이루어질 수 있다. 나아가, 코일 스프링뿐만 아니라 판 스프링이나 고무와 같은 탄성을 가지는 다른 요소로 이루어질 수도 있다.The
구동블록(42)은 탄성부재(40)의 상단부, 즉 가압판(30)과 반대쪽 단부에 상하로 승강가능하게 설치되어 탄성부재(40)를 이차전지 셀(10)의 두께방향을 따라 밀거나 당기게 된다. 구동블록(42)은, 탑재대(20)나 가압판(30)과 마찬가지로, 금속이나 딱딱한 플라스틱 등의 강성을 가지는 재료로 이루어지고, 전형적으로 편평한 판상으로 이루어지지만, 구체적인 형상은 변경가능하다. 구동블록(42)의 중앙에는 내주면에 나사산이 형성된 스크류 관통홀이 형성되어 있다.The
스크류(44)는 스크류 관통홀의 내주면에 형성된 나사산과 동일한 피치의 나사산이 형성되어 있어 스크류 관통홀에 삽입되어 나사결합됨으로써 구동블록(42)과 결합된다. The
스크류(44)의 상단은 프레임에 고정된 모터(46)의 회전축에 고정되어 모터(46)의 회전에 따라 스크류(44)가 회전하게 되고, 스크류(44)의 회전에 따라 구동블록(42)이 상하로 승강하게 된다. 즉, 모터(46)는 구동블록(42)을 이차전지 셀(10)의 두께방향을 따라 이동하도록 구동하는 구동유닛이다. 모터(46) 및 스크류(44)의 회전에 따른 구동블록(42)의 승강운동은 탄성부재(40)를 개재하여 가압판(30)에 전달되어, 가압판(30)은 탑재대(20)에 놓인 이차전지 셀(10)을 소정의 가압력으로 가압하게 된다.The upper end of the
모터(46)로는 구동블록(42)의 승강을 가능하게 하기 위해 정역회전 가능한 것이 사용되며, 정밀하게 조정된 가압력(즉, 구동블록(42)의 승강량)을 제공하기 위해, 스텝 모터나 서보 모터가 바람직하다.As the
한편, 본 실시예에서는 모터(46)의 회전축에 스크류(44)가 직접 고정되는 것으로 도시되고 설명되었지만, 모터(46)와 스크류(44) 사이에는 회전속도와 방향을 변경하는 기억박스와 같은 동력전달장치가 개재될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서 구동블록(42)의 승강운동을 모터(46) 및 스크류(44)의 회전에 의해 구현하였지만, 래크와 피니언, 웜과 웜기어 등의 회전운동과 직선운동을 변환하는 다른 기구를 이용할 수도 있고, 나아가 리니어 모터와 같은 직선운동을 하는 모터를 사용할 수도 있다. 나아가, 본 실시예에서는 구동블록(42)의 승강을 위해 구동유닛으로서 모터(46)를 사용하였지만, 모터 대신에 구동블록(42)의 승강을 조절하는 노브(knob)나 핸들을 이용하여 사용자가 직접 수동으로 구동블록(42)을 승강 조작할 수도 있다.On the other hand, in this embodiment, although the
측정수단(51, 53)은, 상술한 가압수단에 의해 가압판(30)에 인가되는 가압력과 이차전지 셀(10)의 두께를 측정하기 위한 수단으로서, 구체적으로 다음과 같은 수단을 이용할 수 있다.The measuring means 51 and 53 are means for measuring the pressing force applied to the
먼저, 가압판(30)에 인가되는 가압력, 즉 누르는 힘은 탄성부재(40)인 코일 스프링의 탄성력으로 환산될 수 있다. 즉, 탄성부재(40)가 압축 코일 스프링인 경우, 스프링(40)에 아무런 힘을 가하지 않았을 때의 길이에 대하여, 구동블록(42)을 아래쪽으로 하강시켜 스프링(40)의 길이가 x만큼 줄어들었을 때, 스프링(40)의 탄성계수를 k라 하면 스프링(40)의 탄성력은 F=kx가 되고, 이를 상기 가압력으로서 활용할 수 있다. 따라서, 가압력은 결국 탄성부재(40)의 이차전지 셀(10)의 두께방향에 따른 초기 길이를 알고 있는 상태에서 현재의 길이, 즉 가압판(30)의 상면과 구동블록(42)의 하면 간의 거리를 측정함으로써 정량적으로 측정될 수 있다. First, the pressing force applied to the
구체적인 가압력 측정수단은, 광신호, 초음파 또는 적외선을 구동블록(42) 또는 가압판(30)으로부터 조사하여 구동블록(42)과 가압판(30) 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 측정하여 구동블록(42)과 가압판(30) 사이의 거리를 나타내는 거리 측정 값을 출력하는 거리 측정 센서(51)일 수 있다. 이 경우, 거리 측정 센서(51)는 시간 간격을 두고 반복적으로 가압력 측정 값으로서 거리 측정 값을 출력할 수 있다.Specifically, the pressing force measuring means measures the time taken to reciprocate between the driving
바람직하게, 상기 거리 측정 센서(51)는, 구동블록(42)의 하면(또는, 가압판(30)의 상면)에 설치되어 가압판(30)의 상면(또는, 구동블록(42)의 하면)을 향해 레이저, 적외선 또는 초음파 등의 거리 측정 신호를 발사하는 발신소자(51a)와, 가압판(30)의 상면(또는 구동블록(42)의 하면)에서 반사되어 돌아오는 거리 측정 신호를 감지하는 수신소자(51b)와, 거리 측정 신호가 구동블록(42)과 가압판(30) 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 계수하고, 계수된 시간과 거리 측정 신호의 주파수 등으로부터 거리 측정 값을 결정하는 센서 드라이버(51c)를 포함할 수 있다. Preferably, the
이차전지 셀(10)의 두께는 탑재대(20)위에 놓인 이차전지 셀(10)과 가압판(30)이 서로 밀착되었을 때 탑재대(20)의 상면과 가압판(30)의 하면 간의 거리와 동일하다. 따라서, 이차전지 셀(10)의 두께를 측정하기 위한 수단으로는, 탑재대(20)의 상면과 가압판(30)의 하면 사이에 배치되는 압전 센서(53)를 사용할 수 있다. The thickness of the
압전 센서(53)는 압력에 따라 크기가 변하는 전압 신호를 생성하는 압전체(53a), 상하로 이동 가능한 로드(53b), 로드(53b)를 탄성 바이어스시켜 로드(53b)의 위치에 따라 압전체(53a)에 인가되는 압력을 가변시키는 탄성체(53c), 및 상기 전압 신호의 크기에 따라 상기 로드(53b)의 이동 거리를 결정하고 이를 토대로 상기 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값을 출력하는 센서 드라이버(53d)를 포함한다.The
상기 로드(53b)의 최초 위치는 이차전지 셀(10)의 두께보다 높은 위치에 있다. 가압판(30)이 하강함에 따라 로드(53b)가 가압판(30)의 하부면과 접촉되어 하강하면서 탄성체(53c)를 통해 압전체(53a)에 압력을 인가하면 압전체(53a)는 로드(53b)의 하강거리에 상응하는 크기를 가진 전압 신호를 생성한다. 생성된 전압 신호는 센서 드라이버(53d)에 입력된다. 센서 드라이버(53d)는 수신된 전압 신호의 크기를 결정하고 미리 정의된 두께 계산식을 이용하여 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값을 결정할 수 있다. 두께 계산식은 실험을 통해 전압 신호의 크기와 로드 하강 거리 사이의 상관 관계를 규명하여 정의할 수 있다.The initial position of the
다른 측면에 따르면, 탑재대(20)의 상면과 가압판(30)의 하면 간의 거리는 거리 측정 센서(51)와 동일한 방식의 거리 측정 수단을 이용하여 측정할 수도 있다. According to another aspect, the distance between the upper surface of the mounting table 20 and the lower surface of the
또 다른 측면에 따르면, 이차전지 셀(10)의 두께는 별도의 측정수단(53)을 사용하지 않고 거리 측정 센서(51)와 제어부(60)를 이용하여 산출할 수도 있다. 즉, 거리 측정 센서(51)는 가압판(30)의 상면과 구동블록(42)의 하면 간의 거리밖에 측정할 수 없지만, 구동블록(42)이 초기 위치로부터 이동한 거리(탄성부재(40)의 구동블록(42)쪽 단부가 이차전지 셀(10)의 두께방향을 따라 이동한 거리)를 알 수 있다면, 가압판(30)의 상면과 구동블록(42)의 하면 간의 초기 거리와, 구동블록(42)의 이동 거리로부터 이차전지 셀(10)의 두께를 산출할 수 있다. 상세히는, 도 2를 참조하여 후술한다.According to another aspect, the thickness of the
제어부(60)는 셀 두께 측정장치의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 이차전지 셀(10)의 두께를 측정하는 동안, 측정수단(51,53)으로부터 가압력 측정 값(거리 측정 값)과 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값을 입력받고, 피드백 제어를 통해 모터(46)의 구동을 제어하여 오퍼레이터가 설정한 조건에 따라 가압력이 이차전지 셀(10)에 인가되도록 한다. The
특히, 본 발명에 따른 이차전지 셀(10)의 두께 측정에서는, 이차전지 셀(10)의 두께를 측정하는 동안, 오퍼레이터가 설정한 조건에 따라 이차전지 셀(10)에 인가되는 가압력을 일정하게 유지하거나 소정 패턴으로 변화되도록 하여 이차전지 셀의 실제 사용 또는 보관 상태에 최대한 가까운 조건에서 이차전지 셀(10)의 두께를 측정한다. In particular, in the thickness measurement of the
이를 위해, 제어부(60)는 두께 측정 동안 이차전지 셀(10)에 인가되는 일정한 또는 소정 패턴으로 변화하는 가압력 프로파일을 오퍼레이터로부터 입력 받아 메모리(62)에 저장해 두고, 측정이 진행되는 과정에서 메모리(62)에 저장된 가압력 값을 읽어들여 설정된 가압력 인가 조건에 따라 모터(46)를 구동할 수 있다. To this end, the
제어부(60)는 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값과 그때의 가압력 측정 값을 사용자에게 표시하는 출력장치로서 디스플레이(100)와, 오퍼레이터의 명령이나 데이터 입력을 위한 마우스, 키보드 등의 입력수단(110)을 더 구비할 수 있다. The
제어부(60)는 기간 간격을 두고 측정수단(51, 53)으로부터 입력되는 가압력 측정 값과 두께 측정 값으로부터 이차전지 셀(10)에 인가되는 가압력의 크기와 셀의 두께를 결정하고 시간 정보와 함께 메모리(62)에 저장할 수 있다.The
또한, 제어부(60)는 오퍼레이터의 요청이 있을 때 메모리(62)에 저장된 데이터를 이용하여 가압력의 크기에 따른 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터, 이차전지 셀(10)의 두께에 따른 가압력의 변화 데이터, 시간에 따른 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터 또는 시간에 따른 가압력의 변화 데이터를 생성하여 디스플레이(100)에 표시할 수 있다. 디스플레이(100)에 표시되는 정보는 그래프일 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다. In addition, the
오퍼레이터는 가압력의 인가 조건, 이차전지 셀(10)의 충방전 여부, 충방전 사이클 수, 충방전 프로파일, 이차전지 셀(10)의 가열 온도 설정 값, 냉각 온도 설정 값 등을 설정할 수 있다. 가압력 인가 조건은 고정된 값으로 설정될 수도 있고 시간에 따라 변화되도록 설정될 수 있다. 유사하게, 가열 온도 설정 값 또는 냉각 온도 설정 값은 고정된 값으로 설정될 수도 있고 시간에 따라 변화되도록 설정될 수 있다. 이를 위해, 제어부(60)는 디스플레이(100)를 통해 각종 설정 값을 입력할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.The operator may set the conditions for applying the pressing force, whether or not the
메모리(62)를 포함한 제어부(60)는 전형적으로 마이크로프로세서나 기억소자 등의 전자회로나 칩으로 구현될 수 있으나, 본 발명이 반드시 메모리나 제어부를 구비하여야 하는 것은 아니다. 즉, 장치의 프레임 등에 탑재대(20)와 가압판(30) 간의 거리(즉, 이차전지 셀의 두께)와, 가압판(30)과 구동블록(42)간의 거리(즉, 가압력)를 측정할 수 있는 스케일(눈금자)을 장착하고, 이 스케일을 보면서 사용자가 수동으로 모터(46) 또는 노브나 핸들을 조작하여 가압력을 조절하고 이차전지 셀의 두께를 측정할 수도 있다. 이 경우 전술한 측정수단(51,53)도 생략할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 두께 측정장치를 이용하여 셀 두께를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지 셀의 두께 측정방법에 대해 설명한다.2 is a view for explaining the process of measuring the cell thickness using the secondary battery cell thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, with reference to Figure 2 the thickness measurement of the secondary battery cell according to the present invention Describe the method.
먼저, 전술한 셀 두께 측정장치의 가압판(30)(구동블록(42))을 위쪽으로 상승시키고 두께를 측정하고자 하는 이차전지 셀(10)을 탑재대(20) 위에 놓는다. First, the pressing plate 30 (driving block 42) of the above-described cell thickness measuring device is lifted upward and the
이어서, 제어부(60)는 가압판(30)(구동블록(42))을 하강시켜 이차전지 셀(10)에 오퍼레이터가 설정한 가압력이 인가되도록 한다(도 2의 (a) 참조).Subsequently, the
이 때, 제어부(60)는 거리 측정 센서(51)로부터 가압력 측정 값으로서 거리 측정 값을 입력 받아 구동블록(42)과 가압판(30) 사이의 거리, 즉 탄성부재(40)의 길이(L1)를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 탄성부재(40)의 길이(L1)가 설정된 가압력에 대응되도록 모터(46)의 구동을 피드백 제어함으로써 가압력을 조절할 수 있다.At this time, the
본 발명에 따른 이차전지 셀 두께 측정 장치는, 이차전지의 실제 사용 상태에서의 이차전지 셀(10)의 두께 변화와 거동을 관찰하기 위해 사용될 수 있다. The secondary battery cell thickness measuring apparatus according to the present invention can be used to observe the thickness change and behavior of the
일 측면에 따르면, 제어부(60)는 충방전부(90)을 제어함으로써 이차전지 셀(10)에 대해 오퍼레이터가 설정한 측정 조건에 따라 이차전지 셀(10)의 충전과 방전을 제어할 수 있다. 측정 조건은 충방전 사이클 수 또는 충방전 프로파일일 수 있다. 이 때, 제어부(60)는 이차전지 셀(10)이 충전 또는 방전되는 동안 지속적 또는 단속적으로 측정수단(51, 53)을 이용하여 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값과 가압판(30)에 인가되는 가압력 측정 값을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 두께 측정 값과 가압력 측정 값을 시간 정보와 함께 메모리(62)에 저장할 수 있다. 메모리(62)에 저장된 데이터는 이차전지 셀(10)의 두께와 가압력의 상관 관계와 측정 조건에 따른 두께와 가압력의 변화 거동을 파악하는데 활용될 수 있다.According to one aspect, the
다른 측면에 따르면, 제어부(60)는 이차전지 셀(10)의 충방전과 함께 또는 충방전을 수행하지 않으면서, 히터(70) 또는 냉각수단(80)을 제어하여 이차전지 셀(10) 주위의 온도를 오퍼레이터가 설정한 온도로 조절할 수 있다. 이 때, 제어부(60)는 지속적 또는 단속적으로 측정수단(51, 53)을 이용하여 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값과 가압판(30)에 인가되는 가압력 측정 값을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 두께 측정 값과 가압력 측정 값을 시간 정보와 함께 메모리(62)에 저장할 수 있다. 메모리(62)에 저장된 데이터는 이차전지 셀(10)의 두께와 가압력의 상관 관계와 측정 조건에 따른 두께와 가압력의 변화 거동을 파악하는데 활용될 수 있다. According to another aspect, the
본 발명에 따르면, 이차전지 셀(10)의 두께는 다음과 같이 측정될 수 있다. According to the present invention, the thickness of the
일 측면에서, 이차전지 셀(10)의 두께는 도 1에 도시된 셀 두께 측정장치의 압전 센서 등의 측정수단(53)을 이용하면 간단하게 측정할 수 있다. 즉, 제어부(60)는 측정수단(53)으로부터 이차전지 셀(10)의 두께 측정 값을 입력 받아 이차전지 셀(10)의 두께를 결정할 수 있다.In one aspect, the thickness of the
다른 예에서, 이차전지 셀(10)의 두께는 측정수단(51)만을 사용하여 결정할 수도 있다. In another example, the thickness of the
먼저, 이차전지 셀(10)을 탑재대(20)에 놓지 않고 가압판(30), 즉, 탄성부재(40)에 아무런 힘을 가하지 않은 상태에서의 탑재대(20)와 가압판(30) 간의 거리를 t0라 하고, 가압판(30)과 구동블록(42) 간의 거리를 L0라 하며, 이 두 거리의 합 t0+L0를 구동블록(42)의 초기 위치 H0라 하자. 이때, t0는 이차전지 셀(10)의 초기 두께보다는 작게 되도록 구동블록(42)의 초기 위치를 설정한다. 일 예에서, 초기 조건에 해당하는 t0, L0 및 H0에 대한 값들은 미리 메모리(62)에 저장되어 있을 수 있다.First, the distance between the mounting table 20 and the
도 2의 (a)는 탑재대(20)에 두께를 측정하고자 하는 이차전지 셀(10)이 마운트된 초기 상태를 보여준다. 이차전지 셀(10)의 두께가 t0 보다 크므로 가압판(30)이 상부로 이동하면서 탄성부재(40)가 약간 탄성 바이어스된다. 따라서, 가압판(30)이 소정의 가압력을 가지고 이차전지 셀(10)을 누르고 있는 상태가 된다. 이 상태에서는, 조건 L1<L0 및 t1>t0이 성립된다. 구동블록(42)은 승강되지 않고 초기 위치에 그대로 있으므로, H0 = L0+t0 = L1+t1의 관계가 성립한다. 따라서, 도 2의 (a) 상태에서 이차전지 셀(10)의 두께 t1은 t1 = H0-L1 또는 t1 = L0-L1+t0의 관계식으로부터 산출된다. 여기서, H0, L0, t0는 메모리(62)에 저장된 기지의 값이다. 제어부(60)는 측정수단(51)을 이용하여 구동블록(42)과 가압판(30) 사이의 거리 L1을 결정할 수 있고, 거리 L1과 메모리(62)에 저장된 H0, L0, t0를 이용하여 상기 수식으로부터 이차전지 셀(10)의 초기 두께 t1을 결정하고 메모리(62)에 저장할 수 있다.2 (a) shows an initial state in which the
이러한 t1의 계산 과정은, 이차전지 셀(10)에 대한 충방전이 진행되는 동안 및/또는 이차전지 셀(10)의 온도가 오퍼레이터가 설정한 조건에 따라 조절되는 동안 지속적으로 또는 단속적으로 반복될 수 있다.The calculation process of t1 may be continuously or intermittently repeated while charging and discharging the
이어서, 도 2의 (b)는 이차전지 셀(10)이 팽창하여 두께가 두꺼워진 경우를 보여준다. 이차전지 셀(10)은 충방전 사이클의 수가 충분히 증가하거나 이차전지 셀(10)의 주변 온도가 장시간 동안 고온에서 유지되었을 때 팽창될 수 있다. Subsequently, (b) of FIG. 2 shows a case where the thickness of the
도 2의 (b) 상태에서도, 구동블록(42)이 초기 위치 H0를 그대로 유지하고 있다. 따라서 이차전지 셀(10)의 두께 t2는 도 2의 (a) 상태와 마찬가지로 t2 = H0-L2 또는 t2 = L0-L2+t0의 관계식으로부터 산출된다. 따라서 제어부(60)는 측정수단(51)을 이용하여 구동블록(42)과 가압판(30) 사이의 거리 L2를 결정할 수 있고, 거리 L2와 메모리(62)에 저장된 H0, L0, t0를 이용하여 상기 수식으로부터 이차전지 셀(10)의 팽창 두께 t2를 결정하고 메모리(62)에 저장할 수 있다.Even in the state (b) of FIG. 2, the
이러한 t2의 계산 과정은, 이차전지 셀(10)에 대한 충방전이 진행되는 동안 및/또는 이차전지 셀(10)의 온도가 오퍼레이터가 설정한 조건에 따라 조절되는 동안 지속적으로 또는 단속적으로 반복될 수 있다. This calculation process t2 may be continuously or intermittently repeated while charging and discharging the
한편, 이차전지 셀은 실제 사용시나 보관시에는, 전술한 바와 같이, 대용량 모듈형 전지에서는 카트리지 프레임에 의해, 휴대형 전자기기에 탑재되는 소형 전지 모듈에서는 외장 케이스에 의해 구속되어 있다. 따라서 이차전지 셀(10)의 두께가 t2와 같이 크게 증가하지 못한다. 도 2의 (c)는 이러한 상태를 본 발명에 따른 장치를 이용하여 모사한 상태를 나타낸 것이다.On the other hand, the secondary battery cell is constrained by the cartridge frame in the high capacity modular battery and the outer case in the small battery module mounted on the portable electronic device as described above during actual use or storage. Therefore, the thickness of the
제어부(60)는 이차전지 셀(10)의 팽창이 카트리지 프레임이나 외장 케이스에 의해 저지되고 있는 상황을 모사하기 위해 구동블록(42)을 △H 만큼 하강시켜 가압판(30)에 인가되는 가압력의 크기를 증가시킬 수 있다. 이 경우, H0 = L3+t3+△H의 관계가 성립하므로, 이차전지 셀(10)의 두께 t3는 t3 = H0-L3-△H의 관계식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, H0는 메모리(62)에 저장된 기지의 값이고, △H는 모터(46)의 회전 각도 또는 회전수로부터 결정할 수 있는 값이다. 제어부(60)는 측정수단(51)을 이용하여 구동블록(42)과 가압판(30) 사이의 거리 L3를 결정하고, 모터(46)의 회전 각도 또는 회전수로부터 △H를 결정하고, 결정된 거리 L3와 △H 그리고 메모리(62)에 저장된 H0를 이용하여 상기 수식으로부터 이차전지 셀(10)의 팽창 구속 두께 t3을 결정하고 메모리(62)에 저장할 수 있다.The
이러한 팽창 구속 두께 t3의 계산 과정은, 오퍼레이터가 설정한 측정 조건에 따라 이차전지 셀(10)에 대한 충방전이 진행되는 동안 및/또는 이차전지 셀(10)의 온도가 오퍼레이터가 설정한 조건에 따라 조절되는 동안 지속적으로 또는 단속적으로 반복될 수 있다.The calculation process of the expansion constraint thickness t3 is performed during charging and discharging of the
바람직하게, 도 2의 (c) 상태에서는, 제어부(60)가 실시간으로 산출되는 t3값이 t1과 거의 동일하게 유지되도록 모터(46)를 구동하여 가압력을 변화(증가)시키는 제어를 할 수 있다. t3을 t1과 동일하게 조절하면, 이차전지 셀(10)이 카트리지 프레임과 외장 케이스의 강성 때문에 두께 팽창을 하지 못하고 속박된 상태에 있는 상황을 실험적으로 모사할 수 있다.Preferably, in the state (c) of FIG. 2, the
이러한 동작예에서 제어부(60)는 측정수단(51)을 이용하여 실시간으로 계산되는 L3로부터 가압력의 크기를 결정할 수 있으며, 결정된 가압력의 크기는 시간 정보와 함께 메모리(62)에 누적 저장될 수 있다. 제어부(60)는 오퍼레이터의 요청이 있을 때, 메모리(62)에 저장된 가압력의 변화 데이터 또는 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터를 디스플레이(100)를 통해 표시할 수 있다. 그러면 오퍼레이터는 모듈형 전지의 카트리지 프레임이나 외장 케이스의 설계에 필요한 강도 데이터를 결정하는데 가압력의 변화 데이터를 활용할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 충방전 사이클의 진행이나 이차전지 셀(10)의 고온 상태를 이차전지 셀(10)이 파열될 때까지 유지하고, 이차전지 셀(10)이 파열될 때까지 메모리(62)에 저장된 가압력의 변화 데이터 또는 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터를 디스플레이(100)에 표시할 수 있다. 그러면, 오퍼레이터는 표시된 가압력 변화 데이터와 두께 변화 데이터를 이차전지 셀(10)의 설계에 활용할 수 있다. In this operation example, the
한편, 도 2의 (b) 및 (c)에서는 가압력이 증가(L1<L2<3)하는 방향으로 변화하는 경우의 셀 두께 측정에 대해 설명했지만, 셀 두께 측정 동안 가압력을 일정하게 유지할 수도 있다. 이 경우, 제어부(60)는 셀 두께의 증가에 수반하여 가압력이 일정하게 유지되도록(L1=L2가 되도록) 구동블록(42)을 상승시킬 수 있다. 그리고 제어부(60)는 가압력이 일정하게 유지되는 동안 측정수단(51, 52)을 이용하여 이차전지 셀(10)의 두께를 지속적 또는 단속적으로 결정하고, 결정된 두께를 시간 정보와 함께 메모리(62)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 오퍼레이터의 요청이 있을 때, 메모리(62)에 저장된 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터 또는 가압력 변화 데이터를 디스플레이(100)를 통해 표시할 수 있다. 그러면, 오퍼레이터는 이차전지 셀(10)에 인가되는 가압력이 일정한 상태에서 이차전지 셀의 사용시 또는 보관시의 셀 두께 변화와 거동을 관찰할 수 있다.On the other hand, in FIG. 2 (b) and (c), although the cell thickness measurement in the case where the pressing force changes in the direction of increase (L1 <L2 <3) was demonstrated, pressing force can be kept constant during cell thickness measurement. In this case, the
이와 같이, 종래기술에서는 고정된 조건(고정된 가압력)에서 단순히 셀의 두께를 일회적으로 측정함에 반해, 본 발명에서는 원하는 가압력(예를 들어, 이차전지의 초기 상태에서 모듈형 전지의 각 이차전지 셀에 가해지는 가압력, 이차전지가 충방전 사이클을 수행하는 상태에서 이차전지 셀이 팽창함으로써 초기보다는 증가된 가압력, 이차전지를 고온 또는 저온에 장시간 놓아두었을 때 이차전지 셀에 가해지는 가압력 등)을 다양하고 용이하게 설정하여 측정할 수 있다. 따라서, 이차전지 셀이 실제 사용시나 보관시에 가까운 조건에서 이차전지 셀의 두께 변화와 거동을 관찰할 수 있다. 나아가 가압력을 조절하여 이차전지 셀의 두께 변화를 억제함으로써 실제 사용시나 보관시 이차전지 셀의 거동을 관찰할 수 있다. 메모리(62)에 저장된 이차전지 셀(10)의 두께 변화 데이터 또는 가압력 변화 데이터는 카트리지 프레임이나 외장 케이스, 파우치에 필요한 물리적 강도 데이터를 결정하는데 활용할 수 있다.As described above, the conventional technology merely measures the thickness of the cell once under a fixed condition (fixed pressing force), whereas in the present invention, each secondary battery cell of the modular battery in a desired pressing force (for example, an initial state of the secondary battery) is used. The applied pressure applied to the secondary battery cell when the secondary battery cell expands while the secondary battery performs the charge / discharge cycle, and the applied pressure applied to the secondary battery cell when the secondary battery is left at high or low temperatures for a long time. Various and easy to set up and measure. Therefore, the thickness change and the behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions near the time of actual use or storage. Further, by controlling the pressing force to suppress the change in the thickness of the secondary battery cell, the behavior of the secondary battery cell in actual use or storage can be observed. The thickness change data or the pressure change data of the
본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~부'라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.In describing the various embodiments of the present invention, elements designated as 'parts' should be understood to be functionally divided elements rather than physically separated elements. Thus, each component may be selectively integrated with other components or each component may be divided into subcomponents for efficient execution of control logic (s). However, it will be apparent to those skilled in the art that the integrated or divided components should also be interpreted as being within the scope of the present invention, provided that the functional identity can be recognized even if the components are integrated or divided.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As mentioned above, although the preferred embodiment of the present invention has been illustrated and described, the present invention is not limited to the specific preferred embodiment described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에서는 원하는 가압력이나 분위기 온도를 다양하고 용이하게 설정하여 셀의 두께를 측정할 수 있다. 따라서, 이차전지 셀이 실제 사용시나 보관시에 가까운 조건에서 이차전지 셀의 두께 변화와 거동을 관찰할 수 있고, 나아가 이차전지 셀의 두께 변화를 억제하고 실제 사용시나 보관시의 이차전지 셀의 거동을 관찰할 수 있으며, 그에 필요한 카트리지 프레임이나 외장 케이스, 파우치에 필요한 물리적 강도 데이터를 얻을 수 있다.In the present invention, the thickness of the cell can be measured by variously and easily setting the desired pressing force or ambient temperature. Therefore, the thickness change and behavior of the secondary battery cell can be observed under conditions close to the time of actual use or storage, and further, the thickness change of the secondary battery cell can be suppressed and the behavior of the secondary battery cell during use or storage can be suppressed. The physical strength data required for the cartridge frame, the outer case and the pouch can be obtained.
Claims (17)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/308,893 US10184778B2 (en) | 2014-11-26 | 2015-11-26 | Device and method for measuring thickness of secondary battery cell |
| CN201580027585.9A CN106461386B (en) | 2014-11-26 | 2015-11-26 | Apparatus and method for measuring thickness of secondary battery cell |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2014-0166734 | 2014-11-26 | ||
| KR20140166734 | 2014-11-26 | ||
| KR1020150165853A KR101783923B1 (en) | 2014-11-26 | 2015-11-25 | Apparatus and Method of Measuring Thickness of Secondary Battery Cell |
| KR10-2015-0165853 | 2015-11-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016085271A1 true WO2016085271A1 (en) | 2016-06-02 |
Family
ID=56074708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2015/012782 Ceased WO2016085271A1 (en) | 2014-11-26 | 2015-11-26 | Device and method for measuring thickness of secondary battery cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016085271A1 (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106532156A (en) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 北京海博思创科技有限公司 | Expansion measurement apparatus for power battery |
| US9966631B1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-08 | Kitty Hawk Corporation | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using separate preformation and formation |
| CN109000538A (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-14 | 力信(江苏)能源科技有限责任公司 | Lithium ion battery expansion displacement test device |
| US10468719B1 (en) | 2017-07-26 | 2019-11-05 | Cora Aero Llc | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using combined preformation and formation |
| CN110645943A (en) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 湖北鑫泰钢构工程有限公司 | Multifunctional thickness gauge |
| CN112604994A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-06 | 宋莹莹 | Sorting device for waterproof roll sticks and working method of sorting device |
| WO2021123609A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bench for mechanically characterizing thin objects with increased reliability |
| CN114353677A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 合肥众禾动力新能源科技有限公司 | A lithium battery shaping test device |
| CN116087346A (en) * | 2023-04-12 | 2023-05-09 | 清华大学 | Battery electrolyte content detection method and device, computer equipment and storage medium |
| CN117073603A (en) * | 2023-10-13 | 2023-11-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | A height detection device, material conveying production line and height detection method |
| CN118594714A (en) * | 2024-07-03 | 2024-09-06 | 连云港海蓝研磨材料有限公司 | A processing mechanism for silicon carbide waste |
| CN119043238A (en) * | 2024-11-01 | 2024-11-29 | 长春丰盛煜自动化技术有限公司 | Battery pole piece thickness measuring instrument |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070035639A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-02 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus for manufacturing secondary battery |
| KR20080065822A (en) * | 2007-01-10 | 2008-07-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Exterior case of secondary battery and secondary battery using same |
| KR20080074240A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-13 | 주식회사 엘지화학 | Secondary Battery Inspection Device |
| KR20100018173A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-17 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing process of battery pack using moving apparatus for battery cell |
| KR101287411B1 (en) * | 2012-12-27 | 2013-07-19 | (주)열린기술 | Safety apparatus and secondary battery having the same |
-
2015
- 2015-11-26 WO PCT/KR2015/012782 patent/WO2016085271A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070035639A (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-02 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus for manufacturing secondary battery |
| KR20080065822A (en) * | 2007-01-10 | 2008-07-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Exterior case of secondary battery and secondary battery using same |
| KR20080074240A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-13 | 주식회사 엘지화학 | Secondary Battery Inspection Device |
| KR20100018173A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-17 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing process of battery pack using moving apparatus for battery cell |
| KR101287411B1 (en) * | 2012-12-27 | 2013-07-19 | (주)열린기술 | Safety apparatus and secondary battery having the same |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106532156A (en) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 北京海博思创科技有限公司 | Expansion measurement apparatus for power battery |
| US11495829B1 (en) | 2017-07-26 | 2022-11-08 | Wisk Aero Llc | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using combined preformation and formation |
| US20190036166A1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Kitty Hawk Corporation | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using separate preformation and formation |
| US10468719B1 (en) | 2017-07-26 | 2019-11-05 | Cora Aero Llc | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using combined preformation and formation |
| US10749211B2 (en) | 2017-07-26 | 2020-08-18 | Wisk Aero Llc | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using separate preformation and formation |
| US9966631B1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-08 | Kitty Hawk Corporation | Generation of wrinkle-free silicon monoxide electrodes using separate preformation and formation |
| CN109000538A (en) * | 2018-09-21 | 2018-12-14 | 力信(江苏)能源科技有限责任公司 | Lithium ion battery expansion displacement test device |
| CN110645943A (en) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 湖北鑫泰钢构工程有限公司 | Multifunctional thickness gauge |
| CN110645943B (en) * | 2019-09-29 | 2021-10-26 | 湖北鑫泰钢构工程有限公司 | A multifunctional thickness gauge |
| US12135260B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-11-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bench for mechanically characterising thin objects with increased reliability |
| WO2021123609A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bench for mechanically characterizing thin objects with increased reliability |
| FR3105416A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-25 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | BENCH FOR MECHANICAL CHARACTERIZATION OF THIN OBJECTS WITH INCREASED RELIABILITY |
| CN112604994A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-06 | 宋莹莹 | Sorting device for waterproof roll sticks and working method of sorting device |
| CN114353677A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 合肥众禾动力新能源科技有限公司 | A lithium battery shaping test device |
| CN114353677B (en) * | 2021-12-27 | 2023-12-22 | 合肥众禾动力新能源科技有限公司 | Lithium battery shaping testing device |
| CN116087346A (en) * | 2023-04-12 | 2023-05-09 | 清华大学 | Battery electrolyte content detection method and device, computer equipment and storage medium |
| CN117073603A (en) * | 2023-10-13 | 2023-11-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | A height detection device, material conveying production line and height detection method |
| CN118594714A (en) * | 2024-07-03 | 2024-09-06 | 连云港海蓝研磨材料有限公司 | A processing mechanism for silicon carbide waste |
| CN119043238A (en) * | 2024-11-01 | 2024-11-29 | 长春丰盛煜自动化技术有限公司 | Battery pole piece thickness measuring instrument |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016085271A1 (en) | Device and method for measuring thickness of secondary battery cell | |
| KR101783923B1 (en) | Apparatus and Method of Measuring Thickness of Secondary Battery Cell | |
| CN111684646B (en) | Explosion pressure prediction system for medium-large monomer module and method for predicting explosion pressure of medium-large monomer module | |
| CN104979602B (en) | Battery box and method for dynamically adjusting battery box pressing force | |
| KR101728102B1 (en) | Zig for charging/discharging and Zig for charging/discharging comprising the same | |
| US9395419B2 (en) | Method and device for predicting state-of-health of battery, and battery management system using same | |
| KR102872091B1 (en) | Cell jig for detecting swelling of battery cell and method for measuring swelling of the battery cell using the same | |
| US12066495B2 (en) | Battery cell jig including film-type pressure sensor, and method for measuring swelling of battery cell | |
| US20230296676A1 (en) | System for assessment of battery cell dimensional variation | |
| US12181446B2 (en) | Battery module simulation system and method | |
| CN203119560U (en) | Lithium ion battery low-temperature charging device | |
| KR20220101269A (en) | Pressing tray for battery cell and activating apparatus of battery cell including the same | |
| CN112505460A (en) | Test system based on battery research and development | |
| KR20190140785A (en) | Movable temperature measurement device for secondary battery and charge/discharge apparatus comprising the same | |
| WO2018190557A1 (en) | Device and method for testing end plate | |
| KR102722659B1 (en) | Method for measuring explosion pressure of battery cell using jig | |
| CN107683539B (en) | Battery module, battery pack including such battery module, and vehicle including such battery pack | |
| CN116698252A (en) | Secondary battery swelling force testing device and secondary battery swelling force testing method | |
| CN115104212B (en) | Battery cell clamp including spacer, device for measuring battery cell volume including the battery cell clamp, and method for measuring battery cell volume using the device | |
| US20230187724A1 (en) | Secondary battery charging and discharging system including insulation pad and temperature control method of secondary battery charging and discharging using the same | |
| JP5601139B2 (en) | Diagnostic device and diagnostic method for power storage unit | |
| CN113447831A (en) | Accumulator cycle life experimental device | |
| KR102524549B1 (en) | Swelling force measuring apparatus | |
| KR20250074738A (en) | Apparatus and method of controlling battery charging | |
| CN212549623U (en) | A portable charging constant temperature heating device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15863336 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 15308893 Country of ref document: US |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15863336 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |