KR101521328B1 - Method and system for estimating characteristics of blended-electrode for secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법 및 시스템을 제공한다. 상기 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법은 다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계; 다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질의 각 배합비를 산출하는 단계; 상기 평형 전위값에 대응하는 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계; 및 상기 검출된 각 활물질의 당량에 기초하여 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 임의의 수의 활물질을 임의의 배합비로 섞어서 다성분 전극을 생산할 때, 다성분 전극의 특성을 실험하지 않고도 평가할 수 있어 다성분 전극의 개발시 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a method and system for evaluating the characteristics of multi-component electrodes of a secondary battery. The method for evaluating the characteristics of the multi-component electrode of the secondary battery includes the steps of calculating an equivalence and capacitance or SOC (state of charge) of each of the plurality of active materials constituting the multi-component electrode corresponding to the equilibrium potential value; Calculating each compounding ratio of the plurality of active materials constituting the multi-component electrode; Detecting an equivalent amount of each active material corresponding to the equilibrium potential value according to the compounding ratio; And calculating the capacity or SOC of the multi-component electrode based on the detected equivalence of each active material. According to the present invention, when a multi-component electrode is produced by mixing an arbitrary number of active materials at an arbitrary ratio, it is possible to evaluate without evaluating the characteristics of the multi-component electrode, thereby saving the cost and time required for development of the multi- There is an effect.

Description

이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법 및 시스템{Method and system for estimating characteristics of blended-electrode for secondary battery}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and system for evaluating the characteristics of a multi-component electrode of a secondary battery,

본 발명은 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for evaluating the characteristics of a multi-component electrode of a secondary battery.

전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라, 캠코더, 휴대폰, 노트북 등이 눈부신 발전을 거듭함에 따라, 이들 휴대용 전자통신 기기들을 구동할 수 있는 동력원으로서 리튬 이차전지의 수요가 나날이 증가하고 있다.With the rapid development of the electronics, communication, and computer industries, the demand for lithium secondary batteries has been increasing day by day as a power source for driving these portable electronic communication devices, as camcorders, mobile phones, notebooks, etc. have been remarkably developed.

특히 친환경 동력원으로서 전기자동차, 무정전 전원장치, 전동공구 및 인공위성 등의 응용과 관련하여 국내는 물론 일본, 유럽 및 미국 등지에서 연구개발이 활발히 진행되고 있다. In particular, research and development are being actively carried out in Japan, Europe, and the United States, as well as domestic applications for applications such as electric vehicles, uninterruptible power supplies, power tools and satellites as eco-friendly power sources.

리튬 이차전지의 양극 활물질로서는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2)(LCO)이 주로 사용되었지만, 현재는 다른 층상 양극 활물질로서 리튬 니켈 산화물(Li(Ni-Co-Al)O2)(NCA), 리튬 복합금속 산화물(Li(Ni-Co-Mn)O2)(NMC) 등도 사용되고 있으며, 그 외에도 저가격 고안정성의 스피넬형 리튬 망간 산화물(LiMn2O4)(LMO) 및 올리빈형 인산철 리튬 화합물(LiFePO4)(LFP)도 주목을 받고 있다. 이러한 활물질은 그 종류에 따라 고유한 특성을 나타낸다. 예컨대, NMC 계열의 활물질은 용량이 크며, LMO 계열의 활물질은 출력이 크다. Lithium cobalt oxide (LiCoO2) (LCO) is mainly used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery. Currently, lithium nickel oxide (Li (Ni-Co-Al) O2) (NCA) (LiMn 2 O 4) (LMO) and olivine-type lithium iron phosphate compound (LiFePO 4) (LFP), which are low cost and high stability, are also used . These active materials exhibit inherent characteristics according to their types. For example, the NMC series active material has a large capacity and the LMO series active material has a large output.

예컨대, 종래 국내 등록특허 10-0595896호에 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법이 개시되어 있고, 국내 등록 등록특허 10-0406816호에 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법이 개시되어 있다.For example, a negative electrode active material for a lithium secondary battery and a manufacturing method thereof are disclosed in Korean Patent No. 10-0595896, and a method for manufacturing a positive electrode active material for a lithium secondary battery is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0406816.

최근에는 각각의 활물질의 장점을 취하기 위해 몇가지 서로 다른 활물질을 섞어서 양극이나 음극을 개발하고 있는 추세에 있다. 여기에서, 몇가지 서로 다른 활물질을 섞은 양극이나 음극을 다성분 전극(Blended-electrode)이라고 한다. Recently, in order to take advantage of each active material, there is a tendency to develop a cathode or a cathode by mixing several different active materials. Here, a positive electrode or a negative electrode mixed with several different active materials is called a multi-component electrode (blended-electrode).

다성분 전극은 이를 구성하는 활물질의 종류 및 배합비에 따라 무수히 많은 경우의 수가 나올 수 있으며, 발현되는 전극의 성능도 그에 따라 달라지게 된다. The number of multi-component electrodes may vary depending on the kind and mixing ratio of the active material constituting the multi-component electrode, and the performance of the developed electrode may vary accordingly.

이들 종래 기술에서 음극 활물질 또는 양극 활물질의 제조시에 음극 활물질 또는 양극 활물질의 특성을 실험으로 측정하고 있다. 따라서, 실험적으로 새로운 다성분 전극을 개발하려면 엄청난 비용과 시간 및 노력이 필요하다.In these prior arts, the properties of the negative electrode active material or the positive electrode active material are experimentally measured at the time of manufacturing the negative electrode active material or the positive electrode active material. Therefore, the development of new multicomponent electrodes experimentally requires enormous cost, time and effort.

국내 등록특허 10-0595896Domestic registered patent 10-0595896

등록 등록특허 10-0406816Registered patent 10-0406816

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 임의의 수의 활물질을 임의의 배합비로 혼합한 다성분 전극의 특성을 실험 없이 평가할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and system for evaluating the characteristics of a multi-component electrode in which an arbitrary number of active materials are mixed at an arbitrary ratio without experiment .

전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법은 다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계; 다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질의 각 배합비를 산출하는 단계; 상기 평형 전위값에 대응하는 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계; 및 상기 검출된 각 활물질의 당량에 기초하여 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계를 포함한다.A method for evaluating the characteristics of a multi-component electrode of a secondary battery according to an embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is a method for evaluating characteristics of a plurality of active materials constituting a multi- Calculating corresponding to the potential value; Calculating each compounding ratio of the plurality of active materials constituting the multi-component electrode; Detecting an equivalent amount of each active material corresponding to the equilibrium potential value according to the compounding ratio; And calculating the capacity or SOC of the multi-component electrode based on the detected equivalence of each active material.

상기 활물질 각각의 특성은 발현 용량에 관한 평형 전위값의 함수, 당량에 관한 평형 전위값의 함수 및 SOC에 관한 평형 전위값의 함수중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The characteristics of each of the active materials may include at least one of a function of the equilibrium potential value with respect to the expression capacity, a function of the equilibrium potential value with respect to the equivalence, and a function of the equilibrium potential value with respect to SOC.

상기 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계는 The step of calculating the equivalence and capacity or SOC (state of charge) of each of the plurality of active materials corresponding to the equilibrium potential value

상기 복수개의 활물질 각각의 발현 용량에 대한 평형 전위값을 획득하는 단계;Obtaining an equilibrium potential value for an expression capacity of each of the plurality of active materials;

상기 복수개의 활물질의 이론 용량값 및 발현 용량값을 획득하는 단계; 및Obtaining a theoretical capacity value and an expression capacity value of the plurality of active materials; And

상기 이론 용량값 및 발현 용량값을 이용하여 평형 전위값에 대한 당량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.And calculating an equivalence to the equilibrium potential value using the theoretical capacity value and the expression capacity value.

상기 평형 전위값에 대한 당량은 하기 수학식에 따라 산출될 수 있다.Equivalent to the equilibrium potential value can be calculated according to the following equation.

Figure 112012037822964-pat00001
Figure 112012037822964-pat00001

상기 수학식에서, StoichSOC100%는 100% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타내며, capause는 활물질의 발현 용량값이고, capathe는 활물질의 이론 용량값이며, StoichSOC0%는 0% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타낸다.In the equation, Stoich SOC100% represents the active equivalents of the 100% state of charge, capa use is the expression of the capacitance of the active material, capa the is the theoretical capacity values of active materials, Stoich SOC0% is 0% in the charge Represents the equivalence of the active material.

상기 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계는, 발현 용량 구간을 1로 정규화함으로써 평형 전위값에 대한 SOC를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the equivalence and capacity or SOC (state of charge) of each of the plurality of active materials corresponding to the equilibrium potential value may further include calculating SOC for the equilibrium potential value by normalizing the expression capacity interval to 1 .

상기 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계는 평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값에서 최소값까지 스위프하면서 각 활물질의 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계일 수 있다.The step of detecting the equivalent amount of each active material according to the compounding ratio may include sweeping the equilibrium potential value from a maximum value to a minimum value within a predetermined range and detecting an equivalence of each active material corresponding to each equilibrium potential value of each active material according to the compounding ratio Step.

상기 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계는, 상기 검출된 각 활물질의 당량에 상기 각 활물질의 해당 평형 전위값에서의 용량 또는 SOC를 곱한 후 합산하여 해당 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계; 및 상기 각 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the capacity or SOC of the multi-component electrode may include: multiplying the equivalent amount of each of the detected active materials by the capacity or the SOC at the corresponding equilibrium potential value of each active material, Calculating a capacity or SOC; And combining the capacitance or the SOC of the multi-component electrode at each equilibrium potential value to generate characteristic data of the multi-component electrode.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 시스템은 각각의 단일 활물질의 특성값들을 평형 전위값(OCV) 데이터에 관련하여 함수화한 특성 데이터를 획득하는 활물질 특성 획득부; 다성분 전극을 이루는 활물질들의 각 배합비를 산출하는 배합비 산출부; 평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값으로부터 최소값까지 스위프(sweep)하면서 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 배합비에 따라 상기 활물질의 특성 데이터를 이용하여 찾아내는 활물질 당량 검출부; 및 상기 활물질의 당량에 기초하여 각 활물질이 차지하는 당량에 해당 평형 전위값에서의 SOC(state of charge) 또는 용량을 곱하여 합산하고, 각각의 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성하는 다성분 전극 특성 데이터 생성부를 포함한다. In addition, the system for evaluating the characteristics of the multi-component electrode of the secondary battery according to another embodiment of the present invention is characterized in that the characteristic values of each single active material are measured by using an active material characteristic An acquisition unit; A compounding ratio calculating unit for calculating each compounding ratio of the active materials constituting the multi-component electrode; An active material equivalence detecting unit that sweeps the equilibrium potential value from a maximum value to a minimum value within a predetermined range and finds an equivalence of each active material corresponding to each equilibrium potential value by using the characteristic data of the active material according to a compounding ratio; And an SOC (state of charge) or a capacitance at a corresponding equilibrium potential value, based on the equivalent weight of the active material, and adding together the capacitance or SOC of the multi-component electrode at each equilibrium potential value And a multi-component electrode characteristic data generation unit for generating characteristic data of the multi-component electrode.

상기 특성값들은 용량(capacity), 당량(stoichiometry), SOC(state of charge) 및 SOD(state of discharge)를 포함할 수 있다.The characteristic values may include capacity, stoichiometry, state of charge (SOC), and state of discharge (SOD).

본 발명에 따르면, 임의의 수의 활물질을 임의의 배합비로 섞어서 다성분 전극을 생산할 때, 다성분 전극의 특성을 실험하지 않고도 평가할 수 있어 다성분 전극의 개발시 소요되는 비용 및 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when a multi-component electrode is produced by mixing an arbitrary number of active materials at an arbitrary ratio, it is possible to evaluate without evaluating the characteristics of the multi-component electrode, thereby saving the cost and time required for development of the multi- There is an effect.

이러한 본 발명에 따른 이차 전지의 다성분 전극 특성 평가 방법 및 시스템은 전지/전극의 설계 및 분석 외에도 전지/전극을 제어하는 BMS(Battery Management system)의 알고리즘 등에도 응용할 수 있다.The method and system for evaluating the multi-component electrode characteristics of a secondary battery according to the present invention can be applied to an algorithm of a battery management system (BMS) for controlling a battery / electrode in addition to design and analysis of a battery / electrode.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 활물질의 특성 데이터를 획득하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 단일 활물질의 제1 내지 제3 함수 데이터를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 다성분 전극을 이루는 활물질들의 특성 데이터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 평가된 다성분 전극의 특성 데이터의 일 예 및 상기 일 예와 관련하여 실제로 측정된 특성 데이터를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 평가된 다성분 전극의 특성 데이터의 다른 예 및 상기 다른 예와 관련하여 실제로 측정된 특성 데이터를 도시한 도면이다.
도 7은 각각의 활물질과 다성분 전극의 용량 사이의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 각각의 활물질과 다성분 전극의 SOC 특성 사이의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 다성분 전극 평가 시스템의 블록 구성도를 나타낸 도면이다. 1 shows a flow chart of a method for obtaining characteristic data of a single active material according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing first to third function data of a single active material according to the present invention.
3 is a flowchart of a method for evaluating the characteristics of the multi-component electrode of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing characteristic data of active materials constituting multi-component electrodes.
5 is a diagram showing an example of characteristic data of a multi-component electrode evaluated according to the present invention and characteristic data actually measured in relation to the above example.
Fig. 6 is a diagram showing another example of the characteristic data of the multi-component electrode evaluated according to the present invention and the characteristic data actually measured in relation to the another example.
7 is a diagram showing the relationship between the capacities of the respective active materials and the multi-component electrodes.
8 is a diagram showing the relationship between the SOC characteristics of each active material and the multi-component electrode.
9 is a block diagram of a multi-component electrode evaluation system for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention. In addition, the size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean a size actually applied.

본 발명은 여러가지 활물질로 혼합(blending)된 다성분전극의 기초성능을 평가한다. 이를 위해 본 발명은 다성분전극을 구성할 수 있는 복수개의 활물질에 대한 특성 데이터 예컨대, OCV(open circuit voltage) 데이터를 획득한다. 복수개의 단일 활물질은 양극 활물질 및 음극 활물질을 포함한다. 이하 실시예드에서 양극 활물질로서 LMO 활물질, NMC 활물질 및 LFP 활물질을 사용하였고, 음극 활물질로서 그라파이트(graphite), 카본(carbon) 등을 사용하였다.The present invention evaluates the basic performance of multi-component electrodes blended with various active materials. To this end, the present invention obtains characteristic data, for example, OCV (open circuit voltage) data for a plurality of active materials that can constitute a multi-component electrode. The plurality of single active materials include a cathode active material and a cathode active material. In the following examples, LMO active material, NMC active material and LFP active material were used as the cathode active material, and graphite, carbon and the like were used as the anode active material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 활물질의 특성 데이터를 획득하는 방법의 흐름도를 나타내며, 도 2는 본 발명에 따른 단일 활물질의 제1 내지 제3 함수 데이터를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a flow chart of a method of obtaining characteristic data of a single active material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating first to third function data of a single active material according to the present invention.

먼저, 단계 110에서 단일 활물질의 발현용량 대비 평형전위(OCV)를 측정하거나 획득하여 제1 함수 데이터를 생성한다. 제1 함수 데이터는 OCV=f1(capacity)로 표현될 수 있다.First, in step 110, the first function data is generated by measuring or acquiring the equilibrium potential (OCV) with respect to the expression capacity of the single active material. The first function data can be expressed by OCV = f 1 (capacity).

OCV(open circuit voltage)는 전극에 전류가 흐르지 않을 때 걸리는 전위를 말한다. OCV는 물질전달과 무관하게 활물질 내부에 존재하는 리튬의 당량에 따라서 결정되므로 각각의 활물질의 고유 특성이라고 할 수 있다. OCV는 전극에 매우 작은 전류를 흘려보내면서 연속적으로 전극의 전위를 측정하면 근사값을 얻을 수 있다. OCV (open circuit voltage) refers to the potential when no current flows through the electrode. The OCV is determined by the equivalent amount of lithium present in the active material regardless of the mass transfer, and thus can be said to be a unique characteristic of each active material. The OCV can be approximated by continuously measuring the potential of the electrode while flowing a very small current through the electrode.

도 2(a)에 LMO 활물질의 제1 함수 데이터가 나타나 있다. 제1 함수 데이터는 전극의 발현 용량 대비 평형 전위값을 나타낸다. x축은 발현 용량을 나타내며 y축은 평형 전위값을 나타낸다.FIG. 2 (a) shows the first function data of the LMO active material. The first function data represents the equilibrium potential value relative to the expression capacity of the electrode. The x-axis represents the expression capacity and the y-axis represents the equilibrium potential.

이어서, 단계 120에서 단일 활물질의 이론 용량값 및 발현 용량값을 획득하고, 단계 130에서 평형 전위값에 대한 당량을 산출하여 제2 함수 데이터를 생성한다. 제2 함수 데이터는 OCV=f2(stoichiometry)로 표현될 수 있다.Subsequently, in step 120, a theoretical capacity value and an expression capacity value of the single active material are obtained, and in step 130, the equivalent value to the equilibrium potential value is calculated to generate second function data. The second function data can be expressed by OCV = f 2 (stoichiometry).

당량(stoichiometry)은 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.The stoichiometry can be calculated according to the following equation (1).

Figure 112012037822964-pat00002
Figure 112012037822964-pat00002

상기 수학식 1에서, StoichSOC100%는 100% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타내며, capause는 활물질의 발현 용량값이고, capathe는 활물질의 이론 용량값이다. StoichSOC0%는 0% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타낸다.In Equation (1), Stoich SOC 100% represents the equivalent weight of the active material in 100% charged state, capa use is the expression capacity value of the active material, and capa the is the theoretical capacity value of the active material. Stoich SOC0% represents the equivalent weight of active material of between 0% state of charge.

예컨대, LMO(리튬 망간 산화물) 활물질에 대해 이론 용량값은 150 [mAg/g] 이고, 발현 용량값은 107 [mAg/g]이다. 활물질의 이론 용량값과 발현 용량값 사이에 차이가 발생하는 것은 비가역성 때문이다. StoichSOC100%는 0.287이 된다. For example, a theoretical capacity value is 150 [mAg / g] and an expression capacity value is 107 [mAg / g] for an LMO (lithium manganese oxide) active material. It is because of irreversibility that a difference occurs between the theoretical capacity value and the expression capacity value of the active material. Stoich SOC100% is 0.287.

도 2(b)에 LMO 활물질의 제2 함수 데이터가 나타나 있다. 제2 함수 데이터는 활물질의 당량(stoichiometry) 대비 평형 전위값을 나타낸다. x축은 단일 활물질의 당량을 나타내며 y축은 평형 전위값을 나타낸다.FIG. 2 (b) shows the second function data of the LMO active material. The second function data represents the equilibrium potential value with respect to the stoichiometry of the active material. The x-axis represents the equivalence of the single active material and the y-axis represents the equilibrium potential.

이어서, 단계 140에서 발현 용량 구간을 1로 정규화함으로써 평형 전위값에 대한 SOC(state of charge) 또는 SOD(state of discharge)를 산출하여 제3 함수 데이터를 생성한다. SOC 값은 예컨대, 아래 수학식 2와 같이 산출될 수 있다. Next, in step 140, the expression capacity interval is normalized to 1 to generate SOC (state of charge) or SOD (state of discharge) for the equilibrium potential value to generate third function data. The SOC value can be calculated, for example, according to the following equation (2).

Figure 112012037822964-pat00003
Figure 112012037822964-pat00003

상기 수학식 2에서 capa는 각 평형 전위값에서의 용량값이며, capause는 활물질의 발현 용량값이다. 제3 함수 데이터는 OCV=f3(SOC) 또는 OCV=f3(SOD)로 표현될 수 있다.In Equation (2), "capa" is the capacity value at each equilibrium potential value, and "capa use" is the capacity value of the active material. The third function, the data may be represented as f 3 = OCV (SOC) or OCV = f 3 (SOD).

도 2(c)에 LMO 활물질의 제3 함수 데이터가 나타나 있다. 제3 함수 데이터는 SOC 또는 SOD 대비 평형 전위값을 나타낸다. x축은 단일 활물질의 SOC값을 나타내며 y축은 평형 전위값을 나타낸다.FIG. 2 (c) shows the third function data of the LMO active material. The third function data represents the equilibrium potential value with respect to SOC or SOD. The x-axis represents the SOC value of the single active material and the y-axis represents the equilibrium potential.

이어서, 단계 150에서 제1 내지 제3 함수 데이터를 저장한다.Subsequently, in step 150, the first to third function data are stored.

전술한 바와 같이, 단일 활물질의 특성값들은 평형 전위값(OCV) 데이터에 관련하여 함수화될 수 있다. 즉, 단일 활물질의 특성을 나타내는 용량(capacity), 당량(stoichiometry) 및 SOC(state of charge)는 OCV 데이터에 대해 함수될 수 있다. 본 발명은 단일 활물질의 특성을 OCV 데이터에 대해 함수화한 제1 내지 제3 함수 데이터를 획득한 후 저장한다. 제1 내지 제3 함수 데이터는 아래 수학식 3과 같이 정리될 수 있다.As described above, the characteristic values of a single active material can be functionally related to the equilibrium potential value (OCV) data. That is, the capacity, the stoichiometry and the state of charge (SOC) representing the characteristics of a single active material can be functioned for the OCV data. The present invention acquires and stores first to third function data obtained by functioning a characteristic of a single active material with respect to OCV data. The first to third function data can be summarized as Equation (3) below.

Figure 112012037822964-pat00004
Figure 112012037822964-pat00004

상기 제1 내지 제3 함수 데이터는 이하 수학식 4와 같이 역함수 데이터로 정리할 수 있다.The first to third function data can be rearranged into inverse function data as shown in Equation (4) below.

Figure 112012037822964-pat00005
Figure 112012037822964-pat00005

본 발명은 전술한 도 1에 도시된 단일 활물질의 특성 데이터를 획득하는 방법에 따라 다성분 전극을 구성할 수 있는 복수개의 단일 활물질에 대하여 특성 데이터를 획득하여 저장한다. 이러한 순수 단일 활물질의 특성은 실험 또는 문헌 정보로부터 획득할 수도 있다.이어서 본 발명에 따른 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법을 설명한다. The present invention acquires and stores characteristic data for a plurality of single active materials capable of constituting a multi-component electrode according to the method for acquiring the characteristic data of the single active material shown in FIG. The characteristics of the pure single active material may be obtained from experiments or literature information. Next, a method for evaluating the characteristics of the multi-component electrode of the secondary battery according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법의 흐름도를 나타낸다.3 is a flowchart of a method for evaluating the characteristics of the multi-component electrode of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 단계 210에서 다성분 전극을 이루는 활물질들 각각의 특성을 획득한다. 전술한 바와 같이 다성분 전극을 이루는 확물질의 특성은 제1 내지 제3 함수 데이터일 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 방법에 따라, 다성분 전극을 이루는 복수개의 단일 활물질에 대한 특성 데이터를 획득할 수 있다. 특성 데이터는 제1 내지 제3 함수 데이터를 포함한다. 제1 함수 데이터는 활물질의 발현용량 대비 평형전위(OCV)를 나타내며, 제2 함수 데이터는 평형전위 대비 당량을 나타내며, 제3 함수 데이터는 평형전위 대비 SOC를 나타낸다. Referring to FIG. 3, in step 210, characteristics of each of the multi-component electrodes are obtained. As described above, the characteristic of the diffusion material constituting the multi-component electrode may be the first to third function data. As described above, according to the method shown in Fig. 1, characteristic data for a plurality of single active materials constituting multi-component electrodes can be obtained. The characteristic data includes first to third function data. The first function data represents an equilibrium potential (OCV) relative to an expression capacity of the active material, the second function data represents an equivalence to an equilibrium potential, and the third function data represents an SOC relative to a equilibrium potential.

도 4에는 다성분 전극을 이루는 활물질들의 특성 데이터가 도시되어 있다. 도 4(a)는 LMO 활물질에 대한 특성 데이터를 도시하며, 도 4(b)는 NMC 활물질에 대한 특성 데이터를 도시하며, 도 4(c)는 LiFePO4 활물질에 대한 특성 데이터를 도시한다. FIG. 4 shows characteristic data of active materials constituting multi-component electrodes. FIG. 4A shows characteristic data for the LMO active material, FIG. 4B shows characteristic data for the NMC active material, and FIG. 4C shows characteristic data for the LiFePO 4 active material.

이어서, 단계 220에서 다성분 전극을 이루는 활물질들의 각 배합비(Blending ratio)를 산출한다. 다성분 전극은 몇가지 서로 다른 활물질을 혼합하여 형성된다. 다성분 전극의 이루는 활물질들의 배합비들의 총합을 1로 했을 때 각 배합비는 각 활물질이 다성분 전극에서 차지하는 비율을 나타낸다. Subsequently, in step 220, a blending ratio of the active materials constituting the multi-component electrode is calculated. Multicomponent electrodes are formed by mixing several different active materials. When the sum of the mixing ratios of the active materials of the multi-component electrode is 1, the mixing ratio represents the ratio of each active material to the multi-component electrode.

이어서 단계 230 내지 260에서 평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값으로부터 최소값까지 스위프(sweep)하면서 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 배합비에 따라 제1 내지 제3 역함수 데이터를 이용하여 찾아낸다. Subsequently, in steps 230 to 260, the equivalent potential of each active material corresponding to each equilibrium potential value is swept from a maximum value to a minimum value within a predetermined range, and the equivalence ratio of each active material is found by using the first to third inverse data I will.

구체적으로, 단계 230에서 평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값으로 설정한다. 평형 전위값은 일반적으로 6.0 V 내지 0.0 V의 범위 내에서 결정된다. 미리 결정된 범위는 6.0 V 내지 0.0 V의 범위가 될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 활물질의 종류 또는 다른 조건에 따라 평형 전위값의 미리 결정된 범위는 다르게 결정될 수 있다. Specifically, in step 230, the equilibrium potential value is set to a maximum value in a predetermined range. The equilibrium potential value is generally determined within the range of 6.0 V to 0.0 V. The predetermined range may be in the range of 6.0 V to 0.0 V, but the present invention is not limited thereto. Depending on the type of active material or other conditions, a predetermined range of equilibrium potential values can be determined differently.

만약, 미리 결정된 범위가 6.0 V 내지 0.0 V의 범위라면, 단계 230에서 평형 전위값은 6.0V로 결정된다. 단계 240에서, 해당 평형 전위값에 대응하는 각 활물질의 당량을 배합비(blending ratio)에 따라 각 활물질의 제1 내지 제3 함수 데이터의 역함수 데이터를 이용하여 검출한다. 제1 내지 제3 함수 데이터는 각각의 활물질에 대한 발현 용량에 관한 평형 전위값, 당량에 관한 평형 전위값 및 SOC에 관한 평형 전위값이다. If the predetermined range is in the range of 6.0 V to 0.0 V, the balance potential value is determined to be 6.0 V in step 230. In step 240, the equivalence of each active material corresponding to the equilibrium potential value is detected using the inverse function data of the first to third function data of each active material according to a blending ratio. The first to third function data are an equilibrium potential value related to an expression capacity for each active material, an equilibrium potential value with respect to an equivalent amount, and a equilibrium potential value with respect to SOC.

그런 다음, 단계 250에서 검출된 각 활물질의 특성 데이터를 이용하여 다성분 전극의 SOC 또는 용량(capacity)을 계산한다. 다시 말해, 각 활물질이 차지하는 당량에 해당 평형 전위값에서의 SOC 또는 용량을 곱하여 합산한다. Then, the SOC or the capacity of the multi-component electrode is calculated using the characteristic data of each active material detected in step 250. In other words, the equivalent of each active material is multiplied by the SOC or capacity at the corresponding equilibrium potential, and added.

단계 260에서 평형 전위값이 미리 결정된 범위의 최소값인지 판단한다. 미리 결정된 범위는 전술한 바와 같이 1V 내지 6V의 범위일 수 있으며 이 경우, 최소값은 0V가 된다. 따라서, 평형 전위값이 0V인지 판단하고 평형 전위값이 0V가 아니면 단계 270으로 진행하여 평형 전위값을 소정 단위만큼 감소하고 단계 240으로 되돌아 간다. 소정 단위는 당업자 또는 다양한 조건에 의해 결정될 수 있다. It is determined in step 260 whether the equilibrium potential value is a minimum value of a predetermined range. The predetermined range may be in the range of 1V to 6V as described above, and in this case, the minimum value is 0V. Therefore, it is determined whether the equilibrium potential value is 0V. If the equilibrium potential value is not 0V, the process proceeds to step 270, where the equilibrium potential value is decreased by a predetermined unit, and the process returns to step 240. The predetermined unit may be determined by a person skilled in the art or various conditions.

만약 평형 전위값이 미리 결정된 범위의 최소값이면, 단계 280에서 다성분 전극의 특성 데이터를 생성한다. 예컨대, 각각의 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성할 수 있다. 그에 따라, 다성분 전극의 각각의 평형 전위값에 대한 용량 또는 SOC를 획득할 수 있다. If the equilibrium potential value is the minimum value of the predetermined range, the characteristic data of the multi-component electrode is generated in step 280. [ For example, it is possible to combine all the capacities or the SOC of the multi-component electrodes at respective equilibrium potential values to generate characteristic data of the multi-component electrodes. Accordingly, the capacitance or the SOC for each equilibrium potential value of the multi-component electrode can be obtained.

도 5에는 본 발명에 따라 평가된 다성분 전극의 특성 데이터의 일 예 및 상기 일 예와 관련하여 실제로 측정된 특성 데이터가 도시되어 있다. 도 5(a)는 LMO와 NMC를 포함하는 다성분 전극에서 LMO와 NMC의 배합비를 변경하면서 산출된 특성 데이터가 도시되어 있다. 도 5(b)는 LMO와 NMC을 포함하는 다성분 전극의 특성을 측정한 그래프가 도시되어 있다. Fig. 5 shows an example of the characteristic data of the multi-component electrode evaluated according to the present invention and the characteristic data actually measured in relation to the above example. 5 (a) shows characteristic data calculated while changing the compounding ratio of LMO and NMC in multi-component electrodes including LMO and NMC. FIG. 5 (b) is a graph showing the characteristics of multi-component electrodes including LMO and NMC.

도 5(a)를 참조하면, LMO의 배합비는 0.0 에서 1.0까지 0.1 단위로 증가하며, NMC의 배합비는 1.0 에서 0.0까지 0.1 단위로 감소한다. 그에 따라 11개의 LMODHK NMC의 조합들에 대하여 평형 전위(OCV)에 대한 발현용량(capacity)을 나타내는 그래프들이 도시되어 있다. 평가된 다성분 전극의 그래프들을 보면, NMC의 비율이 높을수록 다성분 전극의 발현 용량이 늘어나고 시작 전압이 높아진다. 또한, LMO의 비율이 높을수록 평형 전위의 중간 영역(3.75V 내지 4.15V)에서 발현 용량이 증가한다.Referring to FIG. 5 (a), the compounding ratio of LMO increases from 0.0 to 1.0 in 0.1 unit, and the compounding ratio of NMC decreases from 1.0 to 0.0 in 0.1 unit. And graphs showing the expression capacities for equilibrium potentials (OCV) for the combinations of 11 LMODHK NMC accordingly. In the graphs of the evaluated multi-component electrodes, the higher the NMC ratio, the higher the expression capacity of the multicomponent electrode and the higher the starting voltage. In addition, the higher the ratio of LMO, the more the expression capacity increases in the middle region of the equilibrium potential (3.75 V to 4.15 V).

이들 조합들 중 LMO:NMC=5:5의 조합에 대해 실제로 측정된 특성이 도 5(b)에 나타나 있다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다성분 전극의 특성 데이터와 실제 측정한 특성 데이터가 거의 유사함을 알 수 있다. The actual measured characteristic for the combination of LMO: NMC = 5: 5 of these combinations is shown in Fig. 5 (b). As shown in the figure, the characteristic data of the multi-component electrode according to the present invention is substantially similar to the measured characteristic data.

도 6에는 본 발명에 따라 평가된 다성분 전극의 특성 데이터의 다른 예 및 상기 다른 예와 관련하여 실제로 측정된 특성 데이터가 도시되어 있다. 도 6(a)는 그라파이트(graphite) 및 카본(carbon)을 포함하는 다성분 전극에서 그라파이트와 카본의 배합비를 변경하면서 산출된 특성 데이터가 도시되어 있다. 도 6(b)는 그라파이트와 카본을 포함하는 다성분 전극의 특성을 측정한 그래프가 도시되어 있다. Fig. 6 shows another example of the characteristic data of the multi-component electrode evaluated according to the present invention and the characteristic data actually measured in relation to the another example. 6 (a) shows characteristic data calculated while changing the compounding ratio of graphite and carbon in multicomponent electrodes containing graphite and carbon. 6 (b) is a graph showing the characteristics of multi-component electrodes including graphite and carbon.

도 6(a)를 참조하면, 그라파이트의 배합비는 0.0 에서 1.0까지 0.1 단위로 증가하며, 카본의 배합비는 1.0 에서 0.0까지 0.1 단위로 감소한다. 그에 따라 11개의 그라파인트와 카본의 조합들에 대하여 평형 전위(OCV)에 대한 발현용량(capacity)을 나타내는 그래프들이 도시되어 있다. 평가된 다성분 전극의 그래프들을 보면, 그라파인트의 비율이 높으면 발현 용량이 늘어나는데, 발현 용량은 계산 모양으로 증가한다. 또한, 카본의 비율이 높으면 발현 용량이 줄어드는데, 발현 용량이 완만하게 감소한다. Referring to Fig. 6 (a), the compounding ratio of graphite increases from 0.0 to 1.0 in increments of 0.1, and the compounding ratio of carbon decreases from 1.0 to 0.0 in units of 0.1. And graphs showing the expression capacities for equilibrium potentials (OCV) for combinations of 11 grapints and carbon accordingly. In the graphs of the evaluated multi-component electrodes, when the ratio of grapints is high, the expression capacity increases, and the expression capacity increases to the calculated shape. In addition, when the ratio of carbon is high, the expression capacity is decreased, and the expression capacity is gradually decreased.

이들 조합들 중 그라파이트:카본(GPT:CBN)=9:1의 조합에 대해 실제로 측정된 특성이 도 6(b)에 나타나 있다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다성분 전극의 특성 데이터와 실제 측정한 특성 데이터가 거의 유사함을 알 수 있다. The actual measured properties for a combination of graphite: carbon (GPT: CBN) = 9: 1 among these combinations are shown in FIG. 6 (b). As shown in the figure, the characteristic data of the multi-component electrode according to the present invention is substantially similar to the measured characteristic data.

도 7은 각각의 활물질과 다성분 전극의 용량 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 도 7은 다성분 전극을 구성하는 각각의 활물질 성분이 다성분 전극의 용량 발현에 어떻게 기여하는 지를 설명한다.7 is a diagram showing the relationship between the capacities of the respective active materials and the multi-component electrodes. Fig. 7 illustrates how each of the active material components constituting the multi-component electrode contributes to the capacity expression of the multi-component electrode.

도 7을 참조하면, LMO:NMC = 5:5로 구성된 다성분 양극의 평형전위 프로파일과 다성분 전극의 용량이 발현될 때 LMO와 NMC가 어느 정도 발현 용량에 기여하는 지를 알 수 있다. 다성분 전극의 발현 용량이 약 85 mAh에서 LMO의 용량 발현이 중단되지만 NMC는 전극의 용량이 132 mAh에 다다를 때까지 작동한다.Referring to FIG. 7, when the equilibrium potential profile of a multicomponent anode composed of LMO: NMC = 5: 5 and the capacity of a multi-component electrode are expressed, it can be seen how LMO and NMC contribute to the expression capacity. At an expression capacity of about 85 mAh of the multicomponent electrode, the capacity of the LMO is stopped, but the NMC operates until the electrode capacity reaches 132 mAh.

도 8은 각각의 활물질과 다성분 전극의 SOC 특성 사이의 관계를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing the relationship between the SOC characteristics of each active material and the multi-component electrode.

도 8을 참조하면, 다성분 전극의 SOC가 1.0에서 0.0으로 갈 때 각각의 활물질의 SOC 변화를 알 수 있다. 다성분 전극의 SOC가 40%에 다다를 때 LMO의 SOC는 거의 0%로 떨어져서 더 이상 작동하지 않는 반면, NMC는 다성분 전극의 SOC가 0%에 다다를 때까지 지속적으로 작동한다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the SOC of each of the active materials changes when the SOC of the multi-component electrode goes from 1.0 to 0.0. When the SOC of a multicomponent electrode reaches 40%, the SOC of the LMO falls to almost 0% and no longer operates, while the NMC continues to operate until the SOC of the multicomponent electrode reaches 0%.

한편, 본 발명의 실시예에 따라, 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법을 구현하는 다성분 전극 평가 시스템을 구현할 수 있다.Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, a multi-component electrode evaluation system implementing a method of evaluating the characteristics of the multi-component electrode of the secondary battery can be implemented.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 다성분 전극 평가 시스템의 블록 구성도를 나타낸 도면이다. 9 is a block diagram of a multi-component electrode evaluation system for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 이차 전지의 다성분 전극 평가 시스템은 활물질 특성 획득부(310), 배합비 산출부(320), 활물질 당량 검출부(330) 및 다성분 전극 특성 데이터 생성부(340)를 포함한다. 9, a multi-component electrode evaluation system for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an active material characteristic acquisition unit 310, a mixture ratio calculation unit 320, an active material equivalence detection unit 330, And a generating unit 340.

활물질 특성 획득부(310)는 다성분 전극을 구성하는 각각의 단일 활물질의 특성값들은 평형 전위값(OCV) 데이터에 관련하여 함수화한 데이터를 획득한다. 즉, 단일 활물질의 특성을 나타내는 용량(capacity), 당량(stoichiometry) 및 SOC(state of charge) 또는 SOD(state of discharge)는 OCV 데이터에 대해 함수될 수 있다. 활물질 특성 획득부(310)는 다성분 전극을 구성하는 각각의 활물질의 특성 즉, 용량, 당량 및 SOC(또는 SOD)을 OCV 데이터에 대해 함수화한 함수 데이터를 획득한다. 활물질 특성 획득부(310)는 복수개의 단일 활물질에 대한 특성 데이터를 활물질 당량 검출부(320)에 제공한다. The active material characteristic acquiring unit 310 acquires data that are characteristic of the respective single active material constituting the multicomponent electrode in relation to the equilibrium potential value (OCV) data. That is, the capacity, the stoichiometry and the state of charge (SOC) or the state of discharge (SOD) representing the characteristics of a single active material can be functioned for OCV data. The active material property obtaining unit 310 obtains function data obtained by functioning the characteristics of each active material constituting the multi-component electrode, that is, the capacity, the equivalent weight, and the SOC (or SOD) with respect to the OCV data. The active material characteristic acquiring unit 310 provides characteristic data for a plurality of single active materials to the active material equivalence detecting unit 320. [

배합비 산출부(320)는 다성분 전극을 이루는 활물질들의 각 배합비(Blending ratio)를 산출한다. 다성분 전극은 몇가지 서로 다른 활물질을 혼합하여 형성된다. 다성분 전극의 이루는 활물질들의 배합비들의 총합을 1로 했을 때 각 배합비는 각 활물질이 다성분 전극에서 차지하는 비율을 나타낸다. 배합비 산출부(320)는 활물질들의 각 배합비(Blending ratio)를 활물질 당량 검출부(320)에 제공한다. The compounding ratio calculating unit 320 calculates the blending ratio of the active materials constituting the multi-component electrode. Multicomponent electrodes are formed by mixing several different active materials. When the sum of the mixing ratios of the active materials of the multi-component electrode is 1, the mixing ratio represents the ratio of each active material to the multi-component electrode. The compounding ratio calculating unit 320 provides each compounding ratio (blending ratio) of the active materials to the active material equivalence detecting unit 320.

활물질 당량 검출부(320)는 평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값으로부터 최소값까지 스위프(sweep)하면서 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 배합비에 따라 활물질 특성 데이터를 이용하여 찾아낸다. 활물질 당량 검출부(320)는 각 활물질의 당량을 다성분 전극 특성 데이터 생성부(340)에 제공한다. The active material equivalence detecting unit 320 sweeps the equilibrium potential value from a predetermined maximum value to a minimum value and finds the equivalence of each active material corresponding to each equilibrium potential value by using the active material characteristic data according to the compounding ratio. The active material equivalence detection unit 320 provides the equivalent amount of each active material to the multi-component electrode characteristic data generation unit 340. [

다성분 전극 특성 데이터 생성부(340)는 각 활물질의 당량에 기초하여 각 활물질의 특성 데이터를 이용하여 다성분 전극의 SOC 또는 용량(capacity)을 계산한다. 다시 말해, 각 활물질이 차지하는 당량에 해당 평형 전위값에서의 SOC 또는 용량을 곱하여 합산한다. 그런 다음, 다성분 전극 특성 데이터 생성부(340)는 각각의 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성한다. 즉, 다성분 전극 특성 데이터 생성부(340)는 각각의 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성할 수 있다.The multi-component electrode characteristic data generation unit 340 calculates the SOC or capacity of the multi-component electrode using the characteristic data of each active material based on the equivalents of the respective active materials. In other words, the equivalent of each active material is multiplied by the SOC or capacity at the corresponding equilibrium potential, and added. Then, the multi-component electrode characteristic data generation unit 340 combines all the capacities or the SOC of the multi-component electrodes at the respective equilibrium potential values to generate characteristic data of the multi-component electrodes. That is, the multi-component electrode characteristic data generation unit 340 can combine all the capacities or SOC of the multi-component electrodes at the respective equilibrium potential values to generate characteristic data of the multi-component electrodes.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

Claims (9)

이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 방법에 있어서,
다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계;
다성분 전극을 이루는 복수개의 활물질의 각 배합비를 산출하는 단계;
상기 평형 전위값에 대응하는 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계; 및
상기 검출된 각 활물질의 당량에 기초하여 다성분 전극의 용량 또는 SOC(state of charge)를 산출하는 단계를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 방법.A method for evaluating characteristics of a multi-component electrode of a secondary battery,
Calculating an equivalence and capacitance or state of charge (SOC) of each of the plurality of active materials constituting the multi-component electrode corresponding to the equilibrium potential value;
Calculating each compounding ratio of the plurality of active materials constituting the multi-component electrode;
Detecting an equivalent amount of each active material corresponding to the equilibrium potential value according to the compounding ratio; And
And calculating the capacitance or SOC (state of charge) of the multi-component electrode based on the detected equivalence of each active material. 청구항 1에 있어서,
상기 활물질 각각의 특성은 발현 용량에 관한 평형 전위값의 함수, 당량에 관한 평형 전위값의 함수 및 SOC에 관한 평형 전위값의 함수중 적어도 하나를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein the characteristics of each of the active materials include at least one of a function of the equilibrium potential value with respect to the expression capacity, a function of the equilibrium potential value with respect to the equivalence, and a equilibrium potential value with respect to the SOC. 청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계는
상기 복수개의 활물질 각각의 발현 용량에 대한 평형 전위값을 획득하는 단계;
상기 복수개의 활물질의 이론 용량값 및 발현 용량값을 획득하는 단계; 및
상기 이론 용량값 및 발현 용량값을 이용하여 평형 전위값에 대한 당량을 산출하는 단계를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
The step of calculating the equivalence and capacity or SOC (state of charge) of each of the plurality of active materials corresponding to the equilibrium potential value
Obtaining an equilibrium potential value for an expression capacity of each of the plurality of active materials;
Obtaining a theoretical capacity value and an expression capacity value of the plurality of active materials; And
And calculating an equivalence to the equilibrium potential value using the theoretical capacity value and the expression capacity value. 청구항 3에 있어서,
상기 평형 전위값에 대한 당량은 하기 수학식에 따라 산출되는 다성분 전극 특성 평가 방법.
Figure 112014110949609-pat00015

상기 수학식에서, StoichSOC100%는 100% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타내며, capause는 활물질의 발현 용량값이고, capathe는 활물질의 이론 용량값이며, StoichSOC0%는 0% 충전 상태에서의 활물질의 당량을 나타낸다.The method of claim 3,
And the equivalent to the equilibrium potential value is calculated according to the following equation.
Figure 112014110949609-pat00015

In the equation, Stoich SOC100% represents the active equivalents of the 100% state of charge, capa use is the expression of the capacitance of the active material, capa the is the theoretical capacity values of active materials, Stoich SOC0% is 0% in the charge Represents the equivalence of the active material. 청구항 3에 있어서,
상기 복수개의 활물질 각각의 당량 및 용량 또는 SOC(state of charge)을 평형 전위값에 대응하여 산출하는 단계는
발현 용량 구간을 1로 정규화함으로써 평형 전위값에 대한 SOC를 산출하는 단계를 더 포함하는 다성분 전극 특성 평가 방법.The method of claim 3,
The step of calculating the equivalence and capacity or SOC (state of charge) of each of the plurality of active materials corresponding to the equilibrium potential value
And calculating an SOC for the equilibrium potential value by normalizing the expression capacity interval to 1. 청구항 1에 있어서,
상기 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계는
평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값에서 최소값까지 스위프하면서 각 활물질의 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 상기 배합비에 따라 검출하는 단계인 다성분 전극 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
The step of detecting the equivalence of each active material according to the compounding ratio
And sweeping the equilibrium potential value from a maximum value to a minimum value within a predetermined range while detecting an equivalence of each active material corresponding to each equilibrium potential value of each active material according to the compounding ratio. 청구항 6에 있어서,
상기 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계는
상기 검출된 각 활물질의 당량에 상기 각 활물질의 해당 평형 전위값에서의 용량 또는 SOC를 곱한 후 합산하여 해당 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 산출하는 단계; 및
상기 각 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 방법.The method of claim 6,
The step of calculating the capacity or the SOC of the multi-
Multiplying the detected equivalent amount of each active material by the capacitance at the corresponding equilibrium potential value of each active material or SOC and summing to calculate the capacity or SOC of the multi-component electrode at the equilibrium potential value; And
And combining the capacitance or the SOC of the multi-component electrode at each of the equilibrium potential values to generate characteristic data of the multi-component electrode. 이차 전지의 다성분 전극의 특성을 평가하는 시스템에 있어서,
각각의 단일 활물질의 특성값들을 평형 전위값(OCV) 데이터에 관련하여 함수화한 특성 데이터를 획득하는 활물질 특성 획득부;
다성분 전극을 이루는 활물질들의 각 배합비를 산출하는 배합비 산출부;
평형 전위값을 미리 결정된 범위의 최대값으로부터 최소값까지 스위프(sweep)하면서 각 평형 전위값에 해당하는 각 활물질의 당량을 배합비에 따라 상기 활물질의 특성 데이터를 이용하여 찾아내는 활물질 당량 검출부;
상기 활물질의 당량에 기초하여 각 활물질이 차지하는 당량에 해당 평형 전위값에서의 SOC(state of charge) 또는 용량을 곱하여 합산하고, 각각의 평형 전위값에서의 다성분 전극의 용량 또는 SOC를 모두 결합하여 다성분 전극의 특성 데이터를 생성하는 다성분 전극 특성 데이터 생성부를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 시스템.A system for evaluating characteristics of a multi-component electrode of a secondary battery,
An active material characteristic acquiring unit for acquiring characteristic data in which characteristic values of each single active material are functionally related to equilibrium potential value (OCV) data;
A compounding ratio calculating unit for calculating each compounding ratio of the active materials constituting the multi-component electrode;
An active material equivalence detecting unit that sweeps the equilibrium potential value from a maximum value to a minimum value within a predetermined range and finds an equivalence of each active material corresponding to each equilibrium potential value by using the characteristic data of the active material according to a compounding ratio;
The equivalent amount of each active material is multiplied by the SOC (state of charge) or the capacity at the corresponding equilibrium potential value based on the equivalent weight of the active material, and the sum of the capacities or the SOCs of the multi-component electrodes at each equilibrium potential value And a multi-component electrode characteristic data generation section for generating characteristic data of the multi-component electrode. 청구항 8에 있어서,
상기 특성값들은 용량(capacity), 당량(stoichiometry), SOC(state of charge) 및 SOD(state of discharge)를 포함하는 다성분 전극 특성 평가 시스템.The method of claim 8,
Wherein the characteristic values include capacity, stoichiometry, state of charge (SOC), and state of discharge (SOD).
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