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WO2021112430A1 - 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치 - Google Patents

원통형 전지셀의 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치 Download PDF

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Publication number
WO2021112430A1
WO2021112430A1 PCT/KR2020/015837 KR2020015837W WO2021112430A1 WO 2021112430 A1 WO2021112430 A1 WO 2021112430A1 KR 2020015837 W KR2020015837 W KR 2020015837W WO 2021112430 A1 WO2021112430 A1 WO 2021112430A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery cell
cylindrical battery
vibration test
jig
vibration
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
Application number
PCT/KR2020/015837
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이익종
류덕현
김정훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority to US17/767,639 priority Critical patent/US12044736B2/en
Priority to EP20897018.6A priority patent/EP4024558A4/en
Priority to CN202080071218.XA priority patent/CN114556124A/zh
Publication of WO2021112430A1 publication Critical patent/WO2021112430A1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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 vibration test jig and a vibration test apparatus capable of confirming a disconnection point of an electrode tab in real time during a vibration test of a cylindrical battery cell.
  • lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
  • a secondary battery means a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, etc. or electric vehicles.
  • the lithium secondary battery since the lithium secondary battery has a larger capacity than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery and has a high energy density per unit weight, the degree of its utilization is rapidly increasing.
  • a lithium secondary battery mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte.
  • lithium secondary batteries are manufactured in various shapes such as cylindrical, prismatic, and pouch types, and as an electrode assembly employed in the cylindrical secondary battery, an active material is applied to a current collector, dried, and then roll-pressed and cut.
  • an electrode assembly in the form of a jelly roll which is wound by inserting a separator sheet between one negative electrode sheet and one positive electrode sheet.
  • a jelly roll in which a negative electrode sheet, a positive electrode sheet, and a separator sheet are wound in a circular shape is stored in a battery case, and in a prismatic or pouch type battery, a jelly roll in which a negative electrode sheet, a positive electrode sheet, and a separator sheet are wound in an oval shape After pressing the roll to flatten it, it is stored in the battery case.
  • the positive lead welded to the positive electrode current collector of the electrode assembly is electrically connected to the cap assembly and connected to the protruding terminal on the top of the top cap, and the negative electrode lead welded to the negative electrode current collector is welded to the sealed end of the case to form the case itself Configure the negative terminal.
  • the material of the case is not particularly limited and may be formed of any one of stainless steel, steel, aluminum, or an equivalent thereof.
  • FIG. 1 shows a conventional vibration test jig.
  • the conventional vibration test jig 10 is composed of an upper jig and a lower jig, and the upper jig and the lower jig each have an indentation groove capable of accommodating a cylindrical battery cell, the indentation
  • the cylindrical battery cell 1 is accommodated in the upper jig and the lower jig through the groove, and is designed to perform a vibration test.
  • the conventional vibration test jig after applying the vibration having a predetermined pattern, the voltage or resistance of the battery can be checked before and after the vibration is applied, but the electrical characteristics of the battery cell cannot be checked while the vibration is applied.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vibration test jig and a vibration test device capable of monitoring the electrical characteristics of a battery cell in real time during a vibration test for a cylindrical battery cell. do it with
  • the present invention for achieving the above object is a body accommodating a cylindrical battery cell; and a connection part electrically connected to an electrode terminal of the cylindrical battery cell, wherein the connection part includes a connection member electrically connected to the electrode terminal and drawn out of the main body; a support member for supporting the connecting member; and a fixing member for fixing the supporting member to the main body.
  • the connecting member is a conductive material, one end is connected to the electrode terminal, the other end is drawn out of the body through the support member.
  • one end of the fixing member is inserted into the main body through the support member, so that the support member is coupled to the main body.
  • the fixing member includes a head portion and a column having a screw thread and a screw trough, and the support member and the main body are provided with coupling grooves into which the fixing member can be inserted, respectively.
  • the pillar portion of the fixing member passes through the support member and is inserted into the body, so that the support member is coupled to the body.
  • the inside of the coupling groove is provided with a screw thread coupled to the screw thread of the fixing member.
  • the body includes a lower jig having a downward indentation of a size corresponding to the lower portion of the cylindrical battery cell and an upper jig having an upward indentation having a size corresponding to the upper portion of the cylindrical battery cell, It has a structure in which the lower jig and the upper jig are coupled.
  • each of the upward indentation and the downward indentation includes a first opening into which a cylindrical battery cell is inserted; and a second opening having a shape and size corresponding to the connecting portion, at an end of the first opening extending inwardly.
  • the connecting member includes a compression spring or a leaf spring.
  • one end of the connecting member is connected to the electrode terminal of the cylindrical battery, and the other end is connected to a voltage and resistance meter.
  • the vibration test apparatus of the present invention comprises: a vibration test jig of the cylindrical battery cell; a vibration applying unit for applying vibration to the vibration test jig; a voltage and resistance measuring unit electrically connected to a plurality of battery cells accommodated in the jig to measure voltages and resistances thereof; and a display unit for displaying values measured by the voltage and resistance measuring unit.
  • the vibration test method of the present invention is a method of checking a disconnection point of an electrode tab using a vibration test apparatus of a cylindrical battery cell, comprising: accommodating a plurality of cylindrical battery cells in the vibration test jig; drawing a connection member electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell to the outside of the vibration test jig and connecting it to a voltage and resistance measuring device; and applying vibration to the vibration test jig, and in the step of applying the vibration, measuring the voltage or resistance of a cylindrical battery cell vibrating in real time.
  • the vibration test method may further include checking the disconnection time of the electrode tab from the measured voltage or resistance value and storing the disconnection point.
  • the vibration test jig of the present invention enables electrical connection between the cylindrical battery cell mounted in the jig and an external voltage and resistance meter through the connection part, so that the electrical state of the battery cell can be monitored in real time during the vibration test, and measurement There is an effect that it is possible to check whether the electrode tab is disconnected and the disconnection time from the voltage or resistance value.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional vibration test jig.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a vibration test jig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a detailed view of a connection part constituting the vibration test jig of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the vibration test jig of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a view showing a fixing member according to an embodiment of the present invention.
  • connection part is electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • connection member 7 is a view showing a connection member according to an embodiment of the present invention.
  • connection member 8 is a view showing a connection member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a vibration test apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration test jig 100 of the cylindrical battery cell of the present invention includes a body 110 for accommodating the cylindrical battery cell; and a connection part 120 electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell, wherein the connection part 120 includes a connection member 121 electrically connected to the electrode terminal and drawn out of the main body; a support member 122 for supporting the connection member; and a fixing member 123 for fixing the support member 122 to the main body 110 .
  • the electrode tab In the vibration test jig of the present invention, during the vibration test, disconnection of the electrode tab may occur due to the impact caused by vibration in some battery cells.
  • the electrode tab It is a jig designed to check the disconnection point of
  • one end of the connecting member 121 is connected to the electrode terminal, and the other end passes through the support member 122 and is drawn out of the main body 110 .
  • the fixing member 123 includes a head portion 123a and a pillar portion 123b having a screw thread and a screw trough, and the support member 122 and the main body 110 are, respectively, the fixing member 123 . It is provided with a coupling groove (A) that can be inserted. At this time, by the rotation of the fixing member 123, the pillar portion of the fixing member 123 passes through the support member 122 and is inserted into the body 110, so that the support member 122 is fixed to the body 110.
  • the surface of the inner surface of the coupling groove (A) is provided with a screw thread and a screw thread that can be combined with the screw thread and the screw bone of the column part 123b of the fixing member 123, and the screw thread and the screw bone are in an oblique direction. , so that by rotation of the fixing member 123 , the fixing member pillar portion 123b penetrates the support member 122 and can be inserted into the coupling groove A of the main body 110 .
  • the main body 110 constituting the vibration test jig of the present invention has a downward indentation 113b having a size corresponding to the lower portion of the cylindrical battery cell.
  • an upper jig 111 having an upward indentation 113a having a size corresponding to the upper portion of the lower jig 112 and the cylindrical battery cell, and the lower jig 112 and the upper jig 111 ) are separably coupled structures.
  • the meaning of the separably coupled structure is that, in a state in which the upper jig and the lower jig are separated, a cylindrical battery cell is accommodated in the jig, and then the upper jig and the lower jig are fastened and combined to form a cylindrical battery cell. This means being isolated from the outside.
  • each of the upward indentation part 113a and the downward indentation part 113b has a first opening 114 into which a cylindrical battery cell is inserted, so that the cylindrical display cell has an upper jig 111 through the first opening. And it may be accommodated in the lower jig (112). And each of the upward indentation part 113 and the downward indentation part 113 is at the end of the direction in which the first opening extends inward, in the direction in which the connecting member is drawn out of the body, the connection part 120 By having a second opening 115 having a shape and size corresponding to , the connection part 120 electrically connected to the cylindrical battery cell is inserted through the second opening 115 and fixed to the body 110 . , the connecting member 121 may be drawn out through the second opening 115 .
  • FIG. 6 is an embodiment of the connecting member 121 constituting the connecting part of the present invention, and referring to this, the connecting member 121 penetrates the supporting member 122 and is supported by the supporting member 122, One end of the connecting member 121 is drawn out of the body, and the other end is in physical contact with the electrode terminal of the cylindrical battery cell 1 . And since one end of the connecting member drawn out to the outside is connected to the voltage and resistance measuring device, even during the vibration test, the voltage of the cylindrical battery cell and/or the voltage of the preceding paragraph is performed in real time through the connecting member electrically connected to the cylindrical battery cell. measurement is possible.
  • the material of the connecting member of the present invention is for electrical connection, the type is not limited as long as it is a conductive material.
  • connection member 121 is a view showing a connection member 121 according to another embodiment of the present invention.
  • one end of the connection member 121 is drawn out of the body, and is in contact with the electrode terminal of the cylindrical battery cell.
  • the other end is in the form of a compression spring.
  • the other end of the connecting member is a compression spring, there is an effect of preventing poor connection between the connecting member and the electrode terminal due to the impact caused by the vibration application of the vibration test jig.
  • connection member 121 is drawn out of the body, and the other end portion in contact with the electrode terminal is, It is in the form of a leaf spring.
  • the connecting member has an effect of stably grounding the electrode terminal and the shock by vibration.
  • the vibration test apparatus 1000 of the present invention includes the vibration test jig, and specifically, the vibration of the above-described cylindrical battery cell.
  • test jig 100 a vibration applying unit 200 for applying vibration to the vibration test jig
  • a voltage and resistance measuring unit 300 electrically connected to a plurality of battery cells accommodated in the jig to measure voltages and resistances thereof
  • a display unit 400 for displaying values measured by the voltage and resistance measuring unit.
  • the vibration applying unit 200 applies vibration to the vibration test jig 100 of the present invention.
  • the vibration applying unit is not limited as long as it can apply vibration of a predetermined pattern to the vibration test jig.
  • the vibration applying unit may include at least one vibrating body and a protective case.
  • the vibrating body is configured to generate vibration using electrical energy.
  • the protective case accommodates at least one vibrating body in its inner space.
  • the vibration applying unit may be fixedly coupled to a portion of the vibration test jig.
  • the vibration applying unit generates vibration having a predetermined pattern while being fixed to the vibration test jig through its upper surface.
  • the vibration applying unit vibrates in a regular or irregular pattern along at least one of a width direction, a length direction, and a height direction of the cylindrical battery cell accommodated in the vibration test jig.
  • the pattern of vibration generated by the vibration applying unit may be based on data collected in advance using a vehicle in which the cylindrical battery cell is transported or a vibration sensor mounted on a device of the cylindrical battery cell.
  • the voltage and resistance measuring unit 300 is connected to the cylindrical battery cell through the connection member, and measures the voltage and/or resistance of the cylindrical battery cell in real time while vibration is applied. During the vibration test, if the electrode tab of the cylindrical battery cell is disconnected due to the impact caused by vibration, since there is a change in voltage and/or resistance, it is possible to check whether disconnection and the disconnection point are made from the voltage and/or resistance measurement values in real time .
  • the display unit 400 outputs and displays the voltage and resistance measured by the voltage and resistance meter.
  • the vibration test method of the present invention has the effect of checking whether the electrode tab is disconnected and the disconnection point in real time during the vibration test using the above-described vibration test jig and vibration test device.
  • the vibration test method of the present invention comprises the steps of accommodating a plurality of cylindrical battery cells in the vibration test jig (S100); drawing a connecting member electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell to the outside of the vibration test jig and connecting it to a voltage and resistance measuring device (S200); and applying vibration to the vibration test jig (S300), and in applying the vibration (S300), the voltage or resistance of the vibrating cylindrical battery cell is measured in real time.
  • the step of accommodating the cylindrical battery cell is a step of accommodating the cylindrical battery cell in the vibration test jig. 2 and 3
  • the vibration test jig 100 includes a body 110 for accommodating a cylindrical battery cell; and a connection part 120 electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell, wherein the connection part 120 includes a connection member 121 electrically connected to the electrode terminal and drawn out of the main body; a support member 122 for supporting the connection member; and a fixing member 123 for fixing the support member 122 to the main body 110 .
  • the vibration test jig 100 includes a body 110 for accommodating a cylindrical battery cell; and a connection part 120 electrically connected to the electrode terminal of the cylindrical battery cell, wherein the connection part 120 includes a connection member 121 electrically connected to the electrode terminal and drawn out of the main body; a support member 122 for supporting the connection member; and a fixing member 123 for fixing the support member 122 to the main body 110 .
  • the main body 110 includes a lower jig 112 having a downward indentation 113 having a size corresponding to the lower portion of the cylindrical battery cell and an upward indenting portion having a size corresponding to the upper portion of the cylindrical battery cell ( 113), and has a structure in which the lower jig 112 and the upper jig 111 are detachably coupled.
  • the cylindrical battery cell is accommodated in the upper jig and the lower jig through the upward indentation and the downward indentation, and by fastening and coupling the upper jig and the lower jig, the cylindrical battery cell is isolated from the outside of the jig.
  • the electrode terminal of the cylindrical battery cell should be accommodated in contact with the connecting member 121 of the connecting part 120 .
  • a step of connecting the connecting member 121 drawn out of the vibration test jig and the voltage and resistance measuring device 300 is performed. Electrical connection between the connecting member and the voltage and resistance measuring device is performed by a known method.
  • the vibration test is performed by operating the vibration applying unit 300 coupled to a part of the vibration test jig to apply vibration of a predetermined pattern to the vibration test jig.
  • Cylindrical battery cells in the jig are vibrated by the application of vibration having a constant amplitude and frequency, and in the case of a cylindrical battery cell having a defective electrode tab or poor welding, the electrode tab may be disconnected.
  • the vibration test method of the present invention measures the voltage and/or resistance of the cylindrical battery cell in real time during vibration application, and determines whether the electrode tab is disconnected or the disconnection point of the electrode tab based on the measured voltage and/or resistance value.
  • the vibration test method of the present invention further comprises the step of checking and storing the disconnection time of the electrode tab from the measured voltage or resistance value, whereby the disconnection of the electrode tab according to the vibration for a plurality of cylindrical battery cells individually It has the effect of being able to digitize the point of view.

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Abstract

본 발명은 원통형 전지셀을 수용하는 본체; 및 원통형 전지셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 접속부를 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그로서, 상기 접속부는, 상기 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 외부로 인출되는 연결부재; 상기 연결부재를 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재가 상기 본체에 고정되도록 하는 고정부재를 포함한다. 본 발명의 진동 테스트 지그는, 접속부를 통해서 지그 내에 장착된 원통형 전지셀과 외부의 전압 및 저항 측정기와 전기적 연결이 가능하므로, 진동 테스트 중, 실시간으로 전지셀의 전기적 상태를 모니터링 할 수 있고, 측정된 전압 또는 저항값으로부터 전극 탭의 단선 여부와 단선 시점을 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

원통형 전지셀의 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치
본 출원은 2019.12.04.자 한국 특허 출원 제10-2019-0159566호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 원통형 전지셀의 진동 테스트 시, 실시간으로 전극 탭의 단선 시점을 확인할 수 있는 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
일반적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 큰 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
한편, 리튬 이차전지는 원통형, 각형, 파우치형 등 여러 가지 형상으로 제조되고 있으며, 상기 원통형 이차전지에 채용되는 전극조립체로는, 집전체에 활물질을 도포하고 이를 건조시킨 후 롤프레싱 및 절단하여 형성한 음극 시트 및 양극 시트 사이에 분리막 시트를 삽입하여 권취시킨 젤리롤 형태의 전극조립체가 있다.
일반적으로, 원통형 이차전지에서는 음극 시트와 양극 시트와 분리막 시트를 원형으로 권취한 젤리롤을 전지 케이스에 수납하게 되며, 각형 또는 파우치형 전지에서는 음극 시트와 양극 시트와 분리막 시트를 타원형으로 권취한 젤리롤을 압박하여 평평하게 한 후 전지 케이스에 수납하게 된다.
그리고, 전극 조립체의 양극 집전체에 용접된 양극 리드는 캡 조립체와 전기적으로 연결되어 탑 캡 상단의 돌출 단자에 연결되며, 음극 집전체에 용접된 음극 리드는 케이스의 밀폐단에 용접되어 케이스 자체가 음극 단자를 구성한다. 케이스의 소재는 특별히 제한되지 않으며 스테인리스 스틸, 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 전극 조립체가 케이스에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 케이스의 개방단에 캡 조립체를 장착하여 밀봉시키면 원통형 이차전지의 조립이 완성된다.
한편, 원통형 이차전지의 운송 시 외부로부터 오는 진동 특성 또는 원통형 이차전지가 장착되는 디바이스의 진동 특성을 견딜 수 있어야 하므로, 이 같은 진동 특성을 테스트할 필요가 있다. 이를 위해 진동 테스트 지그가 사용되고 있으며, 도 1은 종래의 진동 테스트 지그를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 진동 테스트 지그(10)는, 상부 지그 및 하부 지그로 구성되어 있고, 상부 지그 및 하부 지그는 각각, 원통형 전지셀의 수용이 가능한 만입홈을 구비하고 있어, 상기 만입홈을 통해 원통형 전지셀(1)을 상기 상부 지그 및 하부 지그에 수납하여, 진동 테스트를 수행하도록 설계되어 있다. 그런데 종래의 진동 테스트 지그는, 소정의 패턴을 가지는 진동을 인가한 후, 진동 인가 전/후로 전지의 전압 또는 저항을 상태를 확인할 수 있으나, 진동 인가 중에는 전지셀의 전기적 특성을 확인할 수 없었다. 그러나 새로운 개발 모델의 경우 진동 테스트 중의 전압/저항 데이터 확인이 필요하므로, 진동 테스트 중 전지셀의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 원통형 전지셀을 대상으로 한 진동 테스트 중, 실시간으로 전지셀의 전기적 특성을 모니터링 할 수 있는 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원통형 전지셀을 수용하는 본체; 및 원통형 전지셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 접속부를 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그로서, 상기 접속부는, 상기 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 외부로 인출되는 연결부재; 상기 연결부재를 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재가 상기 본체에 고정되도록 하는 고정부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 연결부재는 전도성 소재이고, 일 단은 전극 단자와 접속되고, 타 단은 상기 지지부재를 관통하여 본체의 외부로 인출되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고정부재의 일 단은, 상기 지지부재를 관통하여 상기 본체에 삽입됨으로써, 상기 지지부재가 상기 본체에 결합되도록 하는 구조이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고정부재는, 머리부와 나사산 및 나사골을 구비하는 기둥부를 포함하고, 상기 지지부재 및 본체는, 각각 상기 고정부재의 삽입이 가능한 결합 홈을 구비하고 있다.
이때, 상기 고정부재의 회전에 의해 상기 고정부재의 기둥부가 상기 지지부재를 관통하여, 상기 본체에 삽입됨으로써, 상기 지지부재가 상기 본체에 결합되도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 결합 홈 내부는 상기 고정부재의 나사산과 결합되는 나사골을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 본체는 원통형 전지셀의 하부에 대응하는 크기의 하향 만입부를 구비하는 하부 지그 및 원통형 전지셀의 상부에 대응하는 크기의 상향 만입부를 구비하는 상부 지그를 포함하고, 상기 하부 지그와 상기 상부 지그가 결합되는 구조이다.
이때, 상기 상향 만입부 및 상기 하향 만입부 각각은, 원통형 전지셀이 삽입되는 제 1 개구부; 및 상기 제 1 개구부가 내부로 연장된 방향의 말단에, 상기 접속부에 대응하는 형상 및 크기를 가지는 제 2 개구부를 구비하고 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 연결부재는, 압축 스프링 또는 판 스프링을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 연결부재의 일 단은 상기 원통형 전지의 전극 단자와 연결되고, 그 타 단은 전압 및 저항 측정기와 연결된다.
본 발명의 진동 테스트 장치는, 상기한 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그; 상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 진동 인가부; 상기 지그 내에 수용되어 있는 다수의 전지셀과 전기적으로 연결되어 이들의 전압 및 저항을 측정하는 전압 및 저항 측정부; 및 상기 전압 및 저항 측정부에 의해 측정된 값을 표시하는 표시부를 포함한다.
본 발명의 진동 테스트 방법은, 원통형 전지셀의 진동 테스트 장치를 이용하여, 전극 탭의 단선 시점을 확인하는 방법으로서, 상기 진동 테스트 지그에 다수의 원통형 전지셀을 수납하는 단계; 상기 원통형 전지셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 연결부재를 상기 진동 테스트 지그의 외부로 인출하여 전압 및 저항 측정기와 연결하는 단계; 및 상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 단계;를 포함하고 상기 진동을 인가하는 단계에서, 실시간으로 진동하는 원통형 전지셀의 전압 또는 저항을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동 테스트 방법은, 상기 측정된 전압 또는 저항값으로부터 전극 탭의 단선 시점을 확인하여 이를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 진동 테스트 지그는, 접속부를 통해서 지그 내에 장착된 원통형 전지셀과 외부의 전압 및 저항 측정기와 전기적 연결이 가능하므로, 진동 테스트 중, 실시간으로 전지셀의 전기적 상태를 모니터링 할 수 있고, 측정된 전압 또는 저항값으로부터 전극 탭의 단선 여부와 단선 시점을 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 진동 테스트 지그의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 테스트 지그의 모식도이다.
도 3은 도 2의 진동 테스트 지그를 구성하는 접속부의 상세도이다.
도 4는 도 2의 진동 테스트 지그의 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속부가 원통형 전지셀의 전극단자와 전기적으로 연결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속부재를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접속부재를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 테스트 장치의 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 테스트 지그의 모식도이고, 도 3은 도 2의 진동 테스트 지그를 구성하는 접속부의 상세도이다. 이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그(100)는, 원통형 전지셀을 수용하는 본체(110); 및 원통형 전지셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 접속부(120)를 포함하고, 상기 접속부(120)는, 상기 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 외부로 인출되는 연결부재(121); 상기 연결부재를 지지하는 지지부재(122); 및 상기 지지부재(122)가 상기 본체(110)에 고정되도록 하는 고정부재(123)를 포함한다.
본 발명의 진동 테스트 지그는, 진동 테스트 시, 일부 전지셀의 경우 진동에 의한 충격으로 인해 전극 탭의 단선이 발생할 수 있는데, 진동 테스트 중인 전지셀의 저항 또는 전압값을 실시간으로 측정함으로써, 전극 탭의 단선 시점을 확인할 수 있도록 고안된 지그이다.
도 2,3을 참조하면, 연결부재(121)의 일 단은 전극 단자와 접속되고, 타 단은 지지부재(122)를 관통하여 본체(110)의 외부로 인출되어 있다.
또한, 고정부재(123)의 일 단은, 지지부재(122)를 관통하여 본체(110)에 삽입됨으로써, 지지부재(122)가 본체(110)에 결합되도록 하는 구조이다. 구체적으로 고정부재(123)는, 머리부(123a)와 나사산 및 나사골을 구비하는 기둥부(123b)를 포함하고 있고, 지지부재(122) 및 본체(110)는, 각각 상기 고정부재(123)의 삽입이 가능한 결합 홈(A)을 구비하고 있다. 이때 상기 고정부재(123)의 회전에 의해 고정부재(123)의 기둥부가 지지부재(122)를 관통하여, 본체(110)에 삽입됨으로써, 지지부재(122)가 상기 본체(110)에 고정될 수 있는 것이다. 상기 도면에 도시하지는 않았지만, 결합 홈(A) 내부의 표면은, 고정부재(123)의 기둥부(123b)의 나사산 및 나사골과 결합 가능한 나사산 및 나사골을 구비하고 있으며, 상기 나사산 및 나사골은 사선 방향으로 되어 있어, 고정부재(123)의 회전에 의해, 고정부재 기둥부(123b)가 지지부재(122)를 관통하여 본체(110)의 결합 홈(A) 내에 삽입될 수 있는 것이다.
도 4는 도 2의 진동 테스트 지그의 분리 사시도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 진동 테스트 지그를 구성하는 본체(110)는, 원통형 전지셀의 하부에 대응하는 크기의 하향 만입부(113b)를 구비하는 하부 지그(112) 및 원통형 전지셀의 상부에 대응하는 크기의 상향 만입부(113a)를 구비하는 상부 지그(111)를 포함하고, 상기 하부 지그(112)와 상기 상부 지그(111)가 분리 가능하게 결합되는 구조이다. 여기서, 분리 가능하게 결합되는 구조의 의미는, 상기 상부 지그와 하부 지그가 분리되어 있는 상태에서, 원통형 전지셀이 상기 지그 내에 수납되고, 이후 상부 지그와 하부 지그를 체결하여 결합시킴으로써, 원통형 전지셀이 외부로부터 격리되는 것을 의미한다.
또한, 상기 상향 만입부(113a) 및 상기 하향 만입부(113b) 각각은, 원통형 전지셀이 삽입되는 제 1 개구부(114)를 구비하여, 원통형 전시셀은 제 1 개구부를 통해 상부 지그(111) 및 하부 지그(112) 내에 수납될 수 있다. 그리고 상기 상향 만입부(113) 및 상기 하향 만입부(113) 각각은, 상기 제 1 개구부가 내부로 연장된 방향의 말단에, 연결부재가 본체의 외부로 인출되는 방향으로, 상기 접속부(120)에 대응하는 형상 및 크기를 가지는 제 2 개구부(115)를 구비하고 있어서, 원통형 전지셀과 전기적으로 연결되는 접속부(120)가 상기 제 2 개구부(115)를 통해 삽입되어 본체(110)에 고정됨으로써, 연결부재(121)가 제 2 개구부(115)를 통해 외부로 인출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 접속부를 구성하는 연결부재(121)의 일 실시예로서, 이를 참조면, 상기 연결부재(121)는 지지부재(122)를 관통하여 지지부재(122) 의해 지지되고 있으며, 연결부재(121)의 일 단은 본체의 외부로 인출되고, 그 타 단은 원통형 전지셀(1)의 전극 단자와 물리적으로 접촉되어 있다. 그리고 외부로 인출되어 있는 연결부재의 일 단은, 전압 및 저항 측정기와 연결되어 있기 때문에, 진동 테스트 중에도, 원통형 전지셀과 전기적으로 연결된 연결부재를 통하여 실시간으로 원통형 전지셀의 전압 또는/및 전항의 측정이 가능하다.
본 발명의 연결부재의 소재는 전기적 연결을 위한 것이므로, 전도성 소재라면 그 종류가 한정되지 않는다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결부재(121)를 나타낸 도면으로 이를 참조하면, 연결부재(121)의 일 단은 본체의 외부로 인출되어 있고, 원통형 전지셀의 전극 단자와 접촉하는 타 단 부위는, 압축 스프링 형태이다. 연결부재의 타 단이 압축 스프링일 경우, 진동 테스트 지그의 진동 인가에 의한 충격으로 연결부재와 전극 단자의 접속 불량을 예방하는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연결부재를 나타낸 도면으로, 이를 참조하면, 연결부재(121)의 일 단은 본체의 외부로 인출되어 있고, 전극 단자와 접촉하는 타 단 부위는, 판 스프링 형태이다. 연결부재가 전극단자와 접촉되는 부위를 판 스프링 형태로 구성함으로써, 상기 연결부재는 진동에 의한 충격에도 전극 단자와 안정적으로 접지를 할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 진동 테스트 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 진동 테스트 장치의 개념도로써, 이를 참조하면 본 발명의 진동 테스트 장치(1000)는, 상기 진동 테스트 지그를 포함하는 것을 특징으로 하며, 구체적으로는, 상기한 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그(100); 상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 진동 인가부(200); 상기 지그 내에 수용되어 있는 다수의 전지셀과 전기적으로 연결되어 이들의 전압 및 저항을 측정하는 전압 및 저항 측정부(300); 및 상기 전압 및 저항 측정부에 의해 측정된 값을 표시하는 표시부(400)를 포함한다.
상기 진동 인가부(200)는 본 발명의 진동 테스트 지그(100)에 진동을 인가한다. 진동 인가부는 진동 테스트 지그에 정해진 패턴의 진동을 가할 수 있는 것이라면 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동 인가부는, 적어도 하나의 진동체 및 보호 케이스를 포함할 수 있다. 진동체는 전기 에너지를 이용하여 진동을 발생시키도록 구성된다. 보호 케이스는 그 내부 공간에 적어도 하나의 진동체를 수용한다. 진동 인가부는 상기 진동 테스트 지그의 일 부분에 결합 고정될 수 있다. 진동 인가부는 자신의 상부면을 통해 진동 테스트 지그에 고정된 상태에서 미리 정해진 패턴을 가지는 진동을 발생시킨다. 구체적으로, 진동 인가부는, 진동 테스트 지그 내에 수용되어 있는 원통형 전지셀의 폭 방향, 길이 방향 및 높이 방향 중 적어도 하나를 따라 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 진동한다. 이때, 진동 인가부 발생시키는 진동의 패턴은, 원통형 전지셀이 운송되는 운송수단 또는 원통형 전지셀의 디바이스에 장착된 진동 센서를 이용하여 미리 수집해놓은 데이터를 기초로 한 것일 수 있다.
상기 전압 및 저항 측정부(300)는, 상기 연결부재를 통해 원통형 전지셀과 연결되어 있으며, 진동 인가 중에 실시간으로 원통형 전지셀의 전압 및/또는 저항을 측정한다. 진동 테스트 중, 진동에 의한 충격으로 원통형 전지셀의 전극 탭이 단선된다면, 전압 및/또는 저항에 변화가 있으므로, 실시간으로 전압 및/또는 저항의 측정값으로부터 단선 여부와 단선 시점을 확인할 수 있는 것이다.
상기 표시부(400)는, 상기 전압 및 저항 측정기에 의해 측정된 전압 및 저항을 출력하여 표시한다.
이하 본 발명의 진동 테스트 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 진동 테스트 방법은, 상기한 진동 테스트 지그 및 진동 테스트 장치를 사용하여 진동 테스트 중, 실시간으로 전극 탭의 단선 여부와 단선 시점을 확인할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 진동 테스트 방법은, 상기 진동 테스트 지그에 다수의 원통형 전지셀을 수납하는 단계(S100); 상기 원통형 전지셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 연결부재를 상기 진동 테스트 지그의 외부로 인출하여 전압 및 저항 측정기와 연결하는 단계(S200); 및 상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 단계(S300)를 포함하고 상기 진동을 인가하는 단계(S300)에서, 실시간으로 진동하는 원통형 전지셀의 전압 또는 저항을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 전지셀을 수납하는 단계는, 상기한 진동 테스트 지그 내에 원통형 전지셀을 수납하는 단계이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기한 진동 테스트 지그(100)는, 원통형 전지셀을 수용하는 본체(110); 및 원통형 전지셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 접속부(120)를 포함하고, 상기 접속부(120)는, 상기 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 외부로 인출되는 연결부재(121); 상기 연결부재를 지지하는 지지부재(122); 및 상기 지지부재(122)가 상기 본체(110)에 고정되도록 하는 고정부재(123)를 포함한다. 상기 본체(110)는 도 4와 같이, 원통형 전지셀의 하부에 대응하는 크기의 하향 만입부(113)를 구비하는 하부 지그(112) 및 원통형 전지셀의 상부에 대응하는 크기의 상향 만입부(113)를 구비하는 상부 지그(111)를 포함하고, 상기 하부 지그(112)와 상기 상부 지그(111)가 분리 가능하게 결합되는 구조이다. 원통형 전지셀을 상기 상향 만입부 및 하향 만입부를 통해 상부 지그 및 하부 지그에 수납하고, 상부 지그 및 하부 지그를 체결하여 결합함으로써, 원통형 전지셀을 지그의 외부로부터 격리한다. 이 때 원통형 전지셀의 전극 단자가 상기 접속부(120)의 연결부재(121)에 접촉되도록 수납하여야 할 것이다.
이후, 상기 진동 테스트 지그의 외부로 인출되는 연결부재(121)와 전압 및 저항 측정기(300)를 연결하는 단계를 수행한다. 연결부재와 전압 및 저항 측정기와의 전기적 연결은, 공지의 방법에 의한다.
이후 진동 테스트 지그의 일부분과 결합되어 있는 진동 인가부(300)를 작동하여 미리 정해진 패턴의 진동을 진동 테스트 지그에 인가함으로써 진동 테스트를 진행한다. 일정한 진폭 및 진동수를 가지는 진동의 인가에 의해 지그 내에 있는 원통형 전지셀들은 진동되고, 전극 탭의 불량 또는 용접 불량을 가진 원통형 전지셀은 전극 탭이 단선될 수 있다. 본 발명의 진동 테스트 방법은, 진동 인가 중에, 실시간으로 원통형 전지셀의 전압 또는/및 저항을 측정하고, 측정된 전압 및/또는 저항 값을 기초로 전극 탭의 단선 여부 또는 전극 탭의 단선 시점을 확인할 수 있다. 그리고 본 발명의 진동 테스트 방법은, 상기 측정된 전압 또는 저항값으로부터 전극 탭의 단선 시점을 확인하여 이를 저장하는 단계를 더 포함함으로써, 다수의 원통형 전지셀에 대해 개별적으로 진동에 따른 전극 탭의 단선 시점을 데이터화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 원통형 전지셀을 수용하는 본체 및 원통형 전지셀의 전극 단자와 전기적으로 연결되는 접속부를 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그에 있어서,
    상기 접속부는,
    상기 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 외부로 인출되는 연결부재;
    상기 연결부재를 지지하는 지지부재; 및
    상기 지지부재가 상기 본체에 고정되도록 하는 고정부재를 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재는 전도성 소재이고, 일 단은 전극 단자와 접속되고, 타 단은 상기 지지부재를 관통하여 본체의 외부로 인출되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부재의 일 단이, 상기 지지부재를 관통하여 상기 본체에 삽입됨으로써, 상기 지지부재가 상기 본체에 결합되도록 하는 구조인 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부재는, 머리부와 나사산 및 나사골을 구비하는 기둥부를 포함하고,
    상기 지지부재 및 본체는, 각각 상기 고정부재의 삽입이 가능한 결합 홈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고정부재의 회전에 의해 상기 고정부재의 기둥부가 상기 지지부재를 관통하여, 상기 본체에 삽입됨으로써, 상기 지지부재가 상기 본체에 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 홈 내부는 상기 고정부재의 나사산과 결합되는 나사골을 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 본체는
    원통형 전지셀의 하부에 대응하는 크기의 하향 만입부를 구비하는 하부 지그 및 원통형 전지셀의 상부에 대응하는 크기의 상향 만입부를 구비하는 상부 지그를 포함하고,
    상기 하부 지그와 상기 상부 지그가 결합되는 구조인 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 상향 만입부 및 상기 하향 만입부 각각은,
    원통형 전지셀이 삽입되는 제 1 개구부 및 상기 제 1 개구부가 내부로 연장된 방향의 말단에, 상기 접속부에 대응하는 형상 및 크기를 가지는 제 2 개구부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재는, 압축 스프링 또는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재의 일 단은 상기 원통형 전지의 전극 단자와 연결되고, 그 타 단은 전압 및 저항 측정기와 연결되는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그.
  11. 제 1 항의 원통형 전지셀의 진동 테스트 지그;
    상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 진동 인가부;
    상기 지그 내에 수용되어 있는 다수의 전지셀과 전기적으로 연결되어 이들의 전압 및 저항을 측정하는 전압 및 저항 측정부; 및
    상기 전압 및 저항 측정부에 의해 측정된 값을 표시하는 표시부를 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 장치.
  12. 제 11 항의 원통형 전지셀의 진동 테스트 장치를 이용하여, 전극 탭의 단선 시점을 확인하는 방법으로서,
    상기 진동 테스트 지그에 다수의 원통형 전지셀을 수납하는 단계;
    상기 원통형 전지셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 연결부재를 상기 진동 테스트 지그의 외부로 인출하여 전압 및 저항 측정기와 연결하는 단계; 및
    상기 진동 테스트 지그에 진동을 인가하는 단계;를 포함하고
    상기 진동을 인가하는 단계에서, 실시간으로 진동하는 원통형 전지셀의 전압 또는 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 측정된 전압 또는 저항값으로부터 전극 탭의 단선 시점을 확인하여 이를 저장하는 단계를 더 포함하는 원통형 전지셀의 진동 테스트 방법.
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