JP2012514183A - パウチ型電池セルの絶縁性検査方法及び装置、並びにそのためのプロブ - Google Patents

Abstract

本発明によるパウチ型電池セルの絶縁性検査方法は、パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層とにそれぞれ検針手段を接触させる接触段階、及び接触された前記検針手段間の電気的特性値を測定する測定段階を含み、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する検針手段の接触部は伝導性弾性体材質からなることを特徴とする。また、測定された前記電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する判断段階をさらに含んで構成される。本発明によれば、パウチ外周面の物理的特性を十分反映できるため、電気的接触信頼性を高めることができるだけでなく、パウチ型電池セルの物理的変形または損傷を最小化することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、パウチ型電池セルの絶縁性を検査する方法及び装置、並びにそのためのプロブに関し、より詳しくは、電気的特性測定のための検針手段と前記パウチとが物理的に接触するとき生じる物理的な力を分散または最小化させることで、前記検針手段とパウチとの間の電気的接触面積を増大させるとともに前記パウチ外形の損傷または変形を最小化することができる検査方法及び装置、並びにそのためのプロブに関する。

パウチ型電池セルは、内部に電池セルが備えられ、パウチに該当するポリマ外装材で該電池セルを包む形態の電池セルを意味する。

パウチ型電池セルの外形を示した斜視図である図１及び図１のＡ−Ａ′矢視図である図２に示されたように、パウチ型電池セル１００は電極１１０、パウチ１２０及び電池セル１３０で構成される。

このようなパウチ型電池セル１００は、図３に示されたように、前記電池セル１３０を包み得る所定大きさを有するパウチ材を電池セル１３０の上部と下部とから接合させる方法で製造される。

このようなパウチ１２０は、電池セル１３０を保護し、電池セル１３０の電気化学的性質を補完するとともに放熱性などを向上させるために、アルミニウム薄膜の形態で構成される。また、前記電池セル１３０と外部との絶縁性を確保するために、前記アルミニウム薄膜にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂またはナイロン（ｎｙｌｏｎ）樹脂などの絶縁物質がコーティングされる。

このようなパウチが、図３に示されたように、上部パウチと下部パウチとが接合される形態である場合、両者の接着のために無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ；Ｃａｓｔｅｄ ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）またはポリプロピレン（ＰＰ；ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）を使用し得る。このような場合、図４に示されたように、パウチ１２０が接合される外周面であるシール面は、絶縁層１２１、アルミニウム層１２３及び接着層１２５の構造を有する。

外部からの物理的衝撃などによってパウチ型電池セル１００のパウチ内部構造が破損または焼損され、パウチ型電池セル１００の絶縁性が損傷される場合、電池セルが常態電圧を保持できなくなり、低電圧を引き起こし、内部電池セルの膨れ（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象などが起こる恐れがある。

このような問題は、電池セルの爆発など連鎖的な問題をもたらし、ユーザまたは装着された装備に致命的になり得るため、前記パウチ型電池セル１００の絶縁性を徹底的に検査して不良品を根本的に除去することが望ましい。

従来、このようなパウチ型電池セルの絶縁性を検査するため、図５に示されたように、パウチ型電池セル１００の電極１１０及びパウチ１２０側面のアルミニウム層１２３に検針手段（プロブ）５０２をそれぞれ接触させ、接触された検針手段間の抵抗を測定装置５００を通じて測定することで絶縁性を検査する方法が主に用いられた。

上記のような方法では、絶縁性測定のためにアルミニウム層１２３に検針手段を接触させなければならない。しかし、プロブ５０２とアルミニウム層１２３とは点接触するため、接触信頼性が低い。さらに、プロブ５０２とアルミニウム層１２３との物理的接触のために力が加えられる場合は、パウチ外周面はその材質的特性のため加えられた力に耐えられず変形されやすいので、プロブ５０２とアルミニウム層１２３との電気的導通のための物理的接触を維持し難く、結果的に検査を行い難くなる問題点を有する。

このような諸般の環境により、パウチ型電池セルの絶縁性検査には長時間がかかるものの、検査の信頼性が顕著に低下する。また、不良電池セルを除去し難く、パウチ外形が破損され易い。また、上記のような従来の方法は、パウチ型電池セルの絶縁性検査を自動化するのに障害になっている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、検針手段の物理的接触によって前記パウチ型電池セルのパウチに生じる物理的外力を最小化または分散させるため、前記検針手段の接触部の材質または形状的特性を改善することで、信頼性が高く、安定性が保証されたパウチ型電池セルの絶縁性検査方法及び検査装置、並びにそのためのプロブ手段を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は後述され、本発明の実施例によって理解できるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示された構成の組合せによって実現され得る。

上記の課題を達成するために、本発明のパウチ型電池セルの絶縁性検査方法は、パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層とにそれぞれ検針手段を接触させる接触段階、及び接触された前記検針手段間の電気的特性値を測定する測定段階を含み、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する検針手段の接触部は伝導性弾性体材質で構成される。

望ましくは、本発明は測定された電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する判断段階をさらに含み得る。

また、前記電気的特性値は抵抗、電流または電圧のうち１つ以上であることが望ましい。

望ましくは、前記接触部は前記パウチ側面の長さ方向に沿って延びた直線形状であり得る。また、前記接触部は前記パウチ側面と嵌合される形状であり得る。さらに、前記接触部は導電性シリコン材質で構成され得る。

一方、本発明の他の態様によるパウチ型電池セルの絶縁性検査装置は、パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層とにそれぞれ電気的に接触され、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する接触部が伝導性弾性体材質からなる検針手段、及び接触された前記検針手段間の電気的特性値を測定する測定手段を含んで構成される。

また、本発明による検査装置は、測定された前記電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する判断手段をさらに含んで構成され得る。

本発明のさらに他の態様による絶縁性検査のためのプロブは、パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層との間の電気的特性値を測定するためのプロブであって、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層と電気的に接触する接触部が伝導性弾性体材質で構成される。

本発明によるパウチ型電池セルの絶縁性検査方法及び装置、並びにそのためのプロブは、まずパウチ外周面の物理的特性を十分反映できるため、電気的接触信頼性を高めることができる。したがって、検査過程における誤差または検査不良を最小化することができる。

また、従来の検査過程で生じ得る前記パウチ型電池セルのパウチ外形の破損または変形を最小化できるだけでなく、より安定的にパウチ型電池セルの最適状態を維持し、改善することができる。

さらに、絶縁性検査にかかる費用と時間を短縮することができる。また、測定装置を構造的に改善することで、パウチ型電池セルの絶縁性検査過程を自動化できる基礎を提供することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
パウチ型電池セルの外形を示した斜視図である。 図１のＡ−Ａ′矢視図である。 パウチ型電池セルの構成過程を示した図である。 パウチ型電池セルのパウチ外周面の断面図である。 従来の絶縁性検査方法を示した斜視図である。 本発明によるパウチ型電池セルの絶縁性検査方法を示したフロー図である。 本発明による絶縁性検査装置の一実施例を示した斜視図である。 本発明による絶縁性検査装置の他の実施例を示した斜視図である。 本発明の望ましい実施例による絶縁性検査装置の構成を示したブロック図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想の全てを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図６は、本発明によるパウチ型電池セルの絶縁性検査方法を示したフロー図である。図６に示されたように、まず、パウチ型電池セルの電極と前記パウチの側面、特にアルミニウム層が露出した側面とに検針手段（プロブ）をそれぞれ接触させる（Ｓ１００）。

このとき、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する検針手段の接触部は伝導性弾性体材質で構成されることが望ましい。従来は弾性力のない金属性材質の検針手段を用いて測定したが、本発明では検針手段、特にアルミニウム層と接触する接触部を伝導性弾性体で構成することで、パウチアルミニウム層の外形損傷などを最小化させると同時に電気的接触力をさらに向上させることができる。

前記検針手段を接触させた後、接触された検針手段間の電気的特性値を測定する（Ｓ１１０）。前記電気的特性値は抵抗、電流または電圧のうち１つ以上であり、通常絶縁性は絶縁抵抗で代表されるため、抵抗値を測定することが望ましい。

その後、絶縁性検査の信頼性を高めて自動化機能をより効果的に具現するために、測定された電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する過程（Ｓ１２０）が含まれることがさらに望ましい。

すなわち、前記検針手段間に電気回路を形成して接触された検針手段間の電気的特性値を測定し、測定された電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する所定の検査装置に前記検針手段（プロブ）が電気的に連結されることで、信頼性の高い測定と判断が行われるように構成する。

一方、前記電気的特性値は抵抗、電流または電圧のうち１つ以上であり得、抵抗、電流または電圧に対する基準値データを予めデータベース化して保存しておき、測定された値と前記基準値データとを比べることで絶縁性を判断することができる。

例えば、検査対象パウチ型電池セルが良品である場合、前記パウチ型電池セルの抵抗は理想的に無限大になるため、絶縁性を判断するための基準抵抗値は数百ＭΩ以上のかなり大きい値に設定する。もし、電流または電圧に対する電気的特性値を用いる場合は、絶縁性を代表し得る電流値または電圧値を基準値として設定し得る。もちろん、このような実施例は当業者が応用可能な範囲内で多様に変形され得る。

また、図７に示されたように、前記アルミニウム層１２３と接触する検針手段の接触部３２０は、前記パウチ型電池セル側面のアルミニウム層１２３との電気的接触性をさらに高めるため、パウチ側面の長さ方向に沿って延びた直線形状に構成され、前記アルミニウム層１２３と検針手段、特に接触部３２０とが線接触または面接触できるように構成されることが望ましい。

なお、図７及び図８には前記検針手段の接触部３２０の長さがパウチアルミニウム層の長さと同一に示されているが、これは一例に過ぎず、直線形状で線接触または面接触することができれば、多様な長さで実施できることは言うまでもない。

より望ましくは、図８に示されたように、前記検針手段、特に前記接触部３２０をパウチの側面が嵌合されて接触するように構成することで、一層高い電気的接触性と絶縁抵抗測定の信頼性を実現することができる。

図７及び図８に示されたように、前記検針手段３２０はパウチ型電池セルの電極とアルミニウム層とにそれぞれ接触され、前記検針手段は検針手段間の電気的特性を測定する所定の検査装置３００と連結される。

図８に示されたように、嵌合形態の検針手段を用いて電池セルの絶縁性を検査すれば、人的依存度を最小化できるため、より迅速且つ正確に作業することができる。

前述したように、本発明の検針手段、特にアルミニウム層と接触する接触部は伝導性弾性体材質からなるが、伝導性を有し且つ物性的特性によって弾性力を有する材質であれば多様な材質が用いられ得る。高い伝導性と共に高い柔軟性を有する導電性シリコンゴムが前記伝導性弾性体の材質として望ましい。

以下、図９を参照して前記検査装置３００の具体的な構成を詳しく説明する。

図９に示されたように、本発明の検査装置３００は電気値入力部３０１、測定部３０３、画面表示手段３０５、判断部３０７及び基準値設定部３０９を含む。

前記電気値入力部３０１は、電池セルの電極１１０と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層１２３とに電気的に接触され、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する接触部が伝導性弾性体材質からなる検針手段と電気的に連結される。

前記検針手段により測定された前記電極とアルミニウム層との間の電気的特性値が前記電気値入力部３０１を通じて本発明の検査装置３００に入力されれば、入力された電気的特性値は前記測定部３０３に伝達され、前記測定部３０３は入力された電気的特性値を測定して抵抗、電流または電圧を出力値にして所定の画面表示手段３０５に出力する。

また、前記判断部３０７は基準値設定部３０９から電池セルの絶縁性検査のための抵抗、電流または電圧に対する基準値を読み出し、前記測定部３０３から伝達された測定値と前記基準値とを比べて電池セルの絶縁性を判断する。その後、判断結果を前記画面表示手段３０５に出力する。

前記基準値設定部３０９は、内部のメモリー手段などに前記基準値に対するデータベースを保存することができる。また、前記基準値設定部３０９は、ユーザインターフェース手段などを備え、ユーザによって検査対象の仕様や検査環境などに応じる基準値を入力されたり、変更または設定できるように構成され得る。

本発明による検査装置の各構成要素は、物理的に区分される構成要素ではなく論理的な構成要素として理解されなければならない。すなわち、それぞれの構成は本発明の技術思想を実現するために論理的に区分された構成要素に該当するため、それぞれの構成要素が統合または分離されても本発明の論理構成が果たす機能を実現することができれば、本発明の範囲内にあると解釈されなければならない。

以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想及び特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (14)

1. パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層とにそれぞれ検針手段を接触させる接触段階と、
   接触された前記検針手段間の電気的特性値を測定する測定段階と
   を含み、
   前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する検針手段の接触部は伝導性弾性体材質からなることを特徴とするパウチ型電池セルの絶縁性検査方法。
2. 測定された前記電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する判断段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査方法。
3. 前記電気的特性値が、抵抗、電流または電圧のうち１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査方法。
4. 前記接触部が、前記パウチ側面の長さ方向に沿って延びた直線形状であることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査方法。
5. 前記接触部が、前記パウチ側面と嵌合される形状であることを特徴とする請求項４に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査方法。
6. パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層とにそれぞれ電気的に接触され、前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層に接触する接触部は伝導性弾性体材質からなる検針手段と、
   接触された前記検針手段間の電気的特性値を測定する測定手段と
   を含むことを特徴とするパウチ型電池セルの絶縁性検査装置。
7. 測定された前記電気的特性値と基準値とを比べて前記パウチ型電池セルの絶縁性を判断する判断手段をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査装置。
8. 前記電気的特性値が、抵抗、電流または電圧のうち１つ以上であることを特徴とする請求項６に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査装置。
9. 前記接触部が、前記パウチ側面の長さ方向に沿って延びた直線形状であることを特徴とする請求項６に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査装置。
10. 前記接触部が、前記パウチ側面と嵌合される形状であることを特徴とする請求項９に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査装置。
11. パウチ型電池セルの電極と前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層との間の電気的特性値を測定するためのプロブであって、
    前記パウチ型電池セルのパウチアルミニウム層と電気的に接触する接触部が伝導性弾性体材質からなることを特徴とするパウチ型電池セルの絶縁性検査のためのプロブ。
12. 前記接触部が、前記パウチ側面の長さ方向に沿って延びた直線形状であることを特徴とする請求項１１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査のためのプロブ。
13. 前記接触部が、前記パウチ側面と嵌合される形状であることを特徴とする請求項１１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査のためのプロブ。
14. 前記接触部が、導電性シリコンゴム材質からなることを特徴とする請求項１１に記載のパウチ型電池セルの絶縁性検査のためのプロブ。

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