KR101751011B1 - 전지셀용 테스트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지셀의 온도에 따른 충방전 테스트를 위한 테스트 장치로서, 전지셀이 내장된 상태에서 충방전 테스트를 수행하기 위한 챔버(chamber); 및 상기 챔버의 일측에 위치하고 챔버 내부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치;를 포함하고, 상기 챔버는 챔버의 내부를 둘 이상의 구역들이 분할하는 트레이(tray)를 포함하고 있으며, 상기 트레이에 의해 분할된 구역들은 온도 조절 장치에 의해 서로 다른 온도로 유지된 상태에서 충방전 테스트를 수행하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치를 제공한다.

Description

전지셀용 테스트 장치 {Test Device for Battery Cell}
본 발명은 전지셀용 테스트 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.
또한, 이차전지의 에너지 밀도가 높아지게 되고 고용량화 됨에 따라, 반복적인 충방전 과정에서 발열량이 증가하게 되고, 이는 과다한 온도 상승과, 그로 인한 소자의 오작동을 유발하고 작동 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 전지의 수명을 크게 단축시키는 원인이 된다.
따라서, 전지에 대한 최적의 작동 상태 및 안전성을 확보하기 위하여 제품에 대하여 많은 시험들이 행해지며, 그러한 시험 중에는 테스트 시편의 전압, 전류 등의 전기화학적 작동 상태와 온도와 압력 등에 따른 물리적 작동 상태를 전지의 충방전기를 사용하여 측정하는 과정이 포함된다.
그러나, 이러한 안전성 시험 중에서 특히, 특정 온도에서 충방전 테스트를 진행하기 위해서는 해당 온도를 일정하게 유지하기 위한 챔버 등의 장치를 필요로 하며, 다양한 온도의 조건에서 충방전 테스트를 진행하기 위해서는 온도 조건 및 테스트 시편의 수 등에 따라 다수의 챔버를 필요로 하게 된다.
즉, 이러한 충방전 테스트에서 다양한 온도 조건을 설정하기 위해서는 각 챔버 등의 장치에서 특정 온도를 일정하게 유지하기 위하여 개별적으로 온도 조절 장치 등을 포함하여야 하므로, 장비의 개수 및 테스트 비용이 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀의 온도에 따른 충방전 테스트를 위한 테스트 장치에서 내부에 둘 이상의 구역들을 분할하는 트레이를 포함하는 구조의 챔버를 포함함으로써, 다양한 온도 조건을 설정하기 위해서 각 챔버 등의 장치에서 특정 온도를 일정하게 유지하기 위하여 개별적으로 온도 조절 장치 등을 각각 포함할 필요 없이, 최소한의 온도 조절 장치를 사용하여 다양한 온도 조건을 설정 가능하고, 다수의 테스트 시편을 동시에 테스트 하기 위한 테스트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테스트 장치는, 전지셀의 온도에 따른 충방전 테스트를 위한 테스트 장치로서,
전지셀이 내장된 상태에서 충방전 테스트를 수행하기 위한 챔버(chamber); 및
상기 챔버의 일측에 위치하고 챔버 내부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치;
를 포함하고,
상기 챔버는 챔버의 내부를 둘 이상의 구역들이 분할하는 트레이(tray)를 포함하고 있으며, 상기 트레이에 의해 분할된 구역들은 온도 조절 장치에 의해 서로 다른 온도로 유지된 상태에서 충방전 테스트를 수행하는 구조로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 테스트 장치는, 내부에서 둘 이상의 구역들을 분할하는 트레이를 포함하는 구조의 챔버를 포함함으로써, 다양한 온도 조건을 설정하기 위해서 각 챔버 등의 장치에서 특정 온도를 일정하게 유지하기 위하여 개별적으로 온도 조절 장치 등을 각각 포함할 필요 없이, 최소한의 온도 조절 장치를 사용하여 다양한 온도 조건을 설정 가능하고, 다수의 테스트 시편을 동시에 테스트할 수 있는 효과를 제공한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 챔버는 일측에 전지셀이 장착된 후 밀폐되는 개봉부를 포함하고 있는 구조일 수 있으며, 이러한 구조에서는 트레이에 의해 분할된 챔버 내부에 각각 테스트 시편을 장착하고, 상기 개봉부를 밀폐하는 형태로 테스트를 진행할 수 있다.
또 하나의 구체적인 예에서, 상기 챔버는 온도 조절 장치에 대해 수직 방향으로 위치하고 직육면체 형상인 것이 바람직하며, 상기 트레이는 챔버의 내부에서 온도 조절 장치에 대해 수직 방향으로 위치하고 직육면체 형상인 것이 바람직하다.
즉, 이러한 테스트 장치 구조는 최근 사용되는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지 뿐만 아니라, 원통의 캔형 전지 등, 다양한 크기 및 형상의 전지가 장착될 수 있도록 전반적으로 직육면체 형상으로 구성되고, 챔버의 일측에 온도 조절 장치가 위치한 상태에서, 타측에 개봉부가 위치하는 구조로 구성됨으로써, 간단하게 테스트 시편을 장착 및 제거하는 구조로 구성될 수 있다.
한편, 챔버의 내부에서 트레이에 의해 분할된 구역들은 온도 조절 장치에 의해 각각 특정 온도의 환경으로 유지되게 되며, 이러한 온도 조건을 표시하기 위하여 챔버에 온도 표시 장치를 포함하는 구조일 수 있다.
상기 온도 조절 장치는 냉풍 및 온풍에 의해 온도를 조절할 수 있도록 냉풍기 및 온풍기를 포함하는 구조로서, 냉풍 및 온풍을 챔버 내부에서 트레이에 의해 분할될 구역들에 전달하기 위한 냉풍 유로들 및 온풍 유로들을 포함하는 구조를 가지며, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 챔버의 내부에서 트레이에 의해 분할된 구역들마다 각각 연결되어 있는 구조로 구성되어 각 구역들의 온도를 조절할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 온도를 조절하는 방식으로서, 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 서로 다른 수직 단면 직경을 가지고 있고, 상기 수직 단면 직경 크기에 따라 트레이에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 구조일 수 있으며, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 동일한 수직 단면 직경을 가지고 있고, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들을 통과하는 유체의 속도에 의해 트레이에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 구조일 수 있으나, 이러한 구조들 만으로 한정되는 것은 아니다.
이러한 구조의 테스트 장치는, 테스트를 위한 전지셀들이 챔버의 내부에서 트레이에 의해 분할될 구역의 내부에 각각 하나 이상씩 장착된 상태에서, 온도 조절 장치에서 냉풍 유로들 및 온풍 유로들에 의해 흐르는 냉풍 및 온풍에 의해 각 전지셀들이 특정 온도 조건에서 테스트를 진행하는 구조로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있는 구조의 전지셀일 수 있다.
이러한 전지셀은 특히 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스의 수납부에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지셀에 바람직하게 적용될 수 있다.
이러한 전지셀은 하나의 예에서 리튬 이차전지 또는 리튬 폴리머 이차전지일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않는다.
참고로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
본 발명은 또한, 상기 테스트 장치를 사용하여 전지모듈용 단위전지인 전지셀을 제조하는 과정에서 전지셀의 활성화를 위한 충방전을 수행하거나 또는 상기 전지셀의 성능을 테스트하는 방법을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 테스트는 파괴검사일 수 있으며, 파괴검사는 샘플링 검사로서, 고온 또는 저온 환경에서 전지셀에 변형이 가더라도 가능한한 전지의 안전성을 위하여 수행되어야 하는 매우 필요할 테스트이다.
상기 전지모듈은 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등의 디바이스 전원으로 사용되는 전지모듈일 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 테스트 장치는, 전지셀의 온도에 따른 충방전 테스트를 위한 테스트 장치에서 내부에서 둘 이상의 구역들을 분할하는 트레이를 포함하는 구조의 챔버를 포함함으로써, 다양한 온도 조건을 설정하기 위해서 각 챔버 등의 장치에서 특정 온도를 일정하게 유지하기 위하여 개별적으로 온도 조절 장치 등을 각각 포함할 필요 없이, 최소한의 온도 조절 장치를 사용하여 다양한 온도 조건을 설정 가능하고, 다수의 테스트 시편을 동시에 테스트 할수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 테스트 장치의 모식도이다;
도 2는 도 1의 테스트 장치에 대한 측면 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테스트 장치에 대한 측면 분해 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 테스트 장치에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 테스트 장치(100)는 전지셀이(도시하지 않음) 내장된 상태에서 충방전 테스트를 수행하기 챔버(110) 및 상기 챔버(110)의 일측에 위치하고 챔버(110) 내부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치(130)를 포함하고 있고, 상기 챔버(110)는 챔버(110)의 내부를 4개의 구역들이 분할되는 트레이들(121, 122, 123, 124)을 포함하고 있으며, 상기 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 구역들은 온도 조절 장치(130)에 의해 서로 다른 온도로 유지된 상태에서 충방전 테스트를 수행한다.
상기 챔버(110)는 일측에 전지셀이 장착된 후 밀폐되는 개봉부(140)를 포함하고 있고, 온도 조절 장치(130)에 대해 수직 방향으로 위치한 상태에서 직육면체 형상으로 구성되어 있으며, 챔버(110)의 하단 일측에는 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 각각의 구역들의 온도를 표시하기 위한 온도 표시 장치(150)를 포함하고 있다.
온도 조절 장치(130)는 냉풍 및 온풍에 의해 온도를 조절할 수 있도록 냉풍기(160) 및 온풍기(170)를 포함하고 있으며, 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 각각의 구역들에 연결되어 각기 다른 설정된 온도로 조정하는 구조로 구성되어 있다.
따라서, 이러한 구조의 테스?z 장치는 다양한 온도 조건을 설정하기 위해서 각 챔버 등의 장치에서 특정 온도를 일정하게 유지하기 위하여 개별적으로 온도 조절 장치 등을 각각 포함할 필요 없이, 최소한의 온도 조절 장치를 사용하여 다양한 온도 조건을 설정 가능하고, 다수의 테스트 시편을 동시에 테스트 할수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 2에는 도 1의 테스트 장치에 대한 측면 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테스트 장치에 대한 측면 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
먼저, 도 2를 참조하면, 챔버(110)는 챔버(110)의 내부를 4개의 구역들이 분할되는 트레이들(121, 122, 123, 124)을 포함하고 있으며, 이때, 트레이들(121, 122, 123, 124)은 챔버(110)의 내부에서 온도 조절 장치(130)에 대해 수직 방향으로 위치하고 직육면체 형상으로 구성되어 측면을 기준으로 상단 및 하단에 2개의 구역들이 위치하는 구조로 구성되고, 반대측면에 마찬가지로 상단 및 하단에 2개의 구역들이 위치하는 구조로 구성된다.
온도 조절 장치(130)는 냉풍 및 온풍을 챔버(110) 내부에서 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 구역들로 전달하기 위한 냉풍 유로들(161, 162) 및 온풍 유로들(171, 172)을 포함하고 있으며, 상기 냉풍 유로들(161, 162) 및 온풍 유로들(171, 172)은 챔버(110)의 내부에서 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 구역들마다 각각 연결되어 있는 구조로 구성된다.
상기 냉풍 유로들(161, 162) 및 온풍 유로들(171, 172)은 서로 다른 수직 단면 직경을 가지고 있고, 상기 수직 단면 직경 크기에 따라 트레이들(121, 122, 123, 124)에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 방식으로 각각의 분할된 구역들에 온도를 조절할 수 있다.
이러한 구조로 인해서, 측면으로 기준으로 상단에 위치한 트레이(121) 내부의 구역에는 100℃의 고온에서 충방전 테스트를 진행하고, 다른 하나의 트레이(122)에 내부의 구역은 -10℃의 저온에서 충반전 테스트를 진행하여 하나의 챔버(110) 내에서 다양한 설정 온데 따라 충방전 테스트를 진행할 수 있다.
또한, 도 3에서 도시되어 있는 바와 같이, 냉풍 유로들(261, 262) 및 온풍 유로들(271, 272)이 동일한 수직 단면 직경을 가지고 있고, 냉풍 유로들(261, 262) 및 온풍 유로들(271, 272)을 통과하는 유체의 속도에 의해 트레이들(221, 222, 223, 224)에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 방식으로 각각의 분할된 구역들에 온도를 조절하는 것도 가능하다.
본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

  1. 전지셀의 온도에 따른 충방전 테스트를 위한 테스트 장치로서,
    전지셀이 내장된 상태에서 충방전 테스트를 수행하기 위한 챔버(chamber); 및
    상기 챔버의 일측에 위치하고 챔버 내부의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 장치;
    를 포함하고,
    상기 챔버는 챔버의 내부를 둘 이상의 구역들로 분할하는 트레이(tray)를 포함하고 있으며, 상기 트레이에 의해 분할된 구역들은 온도 조절 장치에 의해 서로 다른 온도로 유지된 상태에서 충방전 테스트를 수행하며,
    상기 챔버는 트레이의 의해 분할된 각각의 구역들의 온도를 표시하기 위한 온도 표시 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 일측에 전지셀이 장착된 후 밀폐되는 개봉부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 온도 조절 장치에 대해 수직 방향으로 위치하고 직육면체 형상인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 트레이는 챔버의 내부에서 온도 조절 장치에 대해 수직 방향으로 위치하고 직육면체 형상인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 조절 장치는 냉풍 및 온풍에 의해 온도를 조절할 수 있도록 냉풍기 및 온풍기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 온도 조절 장치는 냉풍 및 온풍을 챔버 내부에서 트레이에 의해 분할된 구역들로 전달하기 위한 냉풍 유로들 및 온풍 유로들을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 챔버의 내부에서 트레이에 의해 분할된 구역들마다 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 서로 다른 수직 단면 직경을 가지고 있고, 상기 수직 단면 직경 크기에 따라 트레이에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들은 동일한 수직 단면 직경을 가지고 있고, 상기 냉풍 유로들 및 온풍 유로들을 통과하는 유체의 속도에 의해 트레이에 의해 분할된 구역들의 온도가 설정되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 챔버의 내부에서 트레이에 의해 분할된 구역의 내부에 각각 하나 이상씩 장착되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있는 구조인 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 테스트 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 테스트 장치를 사용하여 전지모듈용 단위전지인 전지셀을 제조하는 과정에서 전지셀의 활성화를 위한 충방전을 수행하거나 또는 상기 전지셀의 성능을 테스트하는 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 테스트는 파괴 검사인 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 전지모듈은 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
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