KR20150060373A - 이차 전지 평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보다 정확하게 이차 전지의 성능을 평가하기 위해 3전극 테스트를 수행할 수 있도록 하는 이차 전지 평가 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치는, 이차 전지의 양극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 양극 탭을 고정하는 양극 탭 고정 지그; 상기 이차 전지의 음극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 음극 탭을 고정하는 음극 탭 고정 지그; 3전극 테스트를 위해 상기 이차 전지에 부착된 기준 전극에 전기적으로 연결되는 기준 전극 연결부; 및 상기 양극 탭의 전압, 상기 음극 탭의 전압 및 상기 기준 전극의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차 전지 평가 장치{Apparatus for testing secondary battery}

본 발명은 이차 전지의 성능을 평가하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지 충방전 테스트를 통해 이차 전지의 성능을 평가하는 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 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

한편, 이차 전지는 전극 조립체를 케이스에 수납하고 전해질을 주입하는 단계를 거친 후 전지 활성화 단계를 거쳐 제조된다. 여기서, 전지 활성화 단계는 이차 전지 충방전 장치에 이차 전지를 장착한 후, 활성화에 필요한 조건으로 이차 전지를 충방전하는 과정을 포함한다. 이와 같이 이차 전지 충방전 장치는 상술한 전지 활성화 단계에서 이차 전지를 충전하거나 방전하는데 주로 사용된다. 한편, 전지 활성화 단계에서는 이차 전지의 성능 평가가 함께 수행되기도 한다.

이와 같이 이차 전지 충방전 장치를 이용하여 이차 전지의 성능을 평가하는 방법의 일 예로는 이차 전지의 전압을 측정하는 방법이 있다. 이러한 방법은 이차 전지에 전원을 공급하거나 이차 전지로부터 전원을 공급받는 과정에서 이차 전지의 전압을 측정하여 이차 전지의 성능, 특히 전기적 특성과 관련된 이차 전지의 성능을 평가한다. 한편, 이러한 이차 전지의 충방전 테스트를 통한 이차 전지의 성능 평가에 관한 기술은 주로 이차 전지를 이차 전지 성능 평가 장치에 안정적으로 고정하기 위한 기술을 중심으로 연구되어 왔을 뿐, 다른 측면에서의 연구는 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 인식하여 창안된 것으로서, 보다 정확하게 이차 전지의 성능을 평가하기 위해서, 3전극 테스트를 수행할 수 있도록 하는 이차 전지 평가 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지 평가 장치는, 이차 전지의 양극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 양극 탭을 고정하는 양극 탭 고정 지그; 상기 이차 전지의 음극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 음극 탭을 고정하는 음극 탭 고정 지그; 3전극 테스트를 위해 상기 이차 전지에 부착된 기준 전극에 전기적으로 연결되는 기준 전극 연결부; 및 상기 양극 탭의 전압, 상기 음극 탭의 전압 및 상기 기준 전극의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 측정된 양극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 및 상기 측정된 음극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차를 연산하고, 상기 연산 결과를 이용하여 상기 이차 전지의 성능을 평가하는 성능 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 성능 평가부는, 상기 연산 결과, 상기 측정된 양극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 및 상기 측정된 음극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 중 적어도 하나가 미리 설정된 참조 전압의 범위를 벗어나는 경우, 이차 전지의 성능을 비정상으로 평가하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 참조 전압은, 이차 전지가 정상 상태인 경우, 상기 양극 탭의 전압과 상기 기준 전극의 전압의 차 또는 상기 음극 탭의 전압과 상기 기준 전극의 전압의 차인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 기준 전극을 고정하는 기준 전극 고정 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 기준 전극 고정 지그는, 상부 블록 및 하부 블록을 구비하고, 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록이 상기 기준 전극을 상하 방향으로 가압하여 상기 기준 전극을 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 이차 전지로 충전 전원을 공급하거나, 상기 이차 전지로부터 방전 전원을 공급받는 충방전부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기준 전극의 전압을 측정하고 이를 이용하여 3전극 테스트를 수행함으로써, 보다 정확하게 이차 전지의 성능을 평가할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 3전극 테스트를 수행하기 위해 데이터 로거 등을 별도로 준비하지 않아도 되므로 보다 용이하게 이차 전지의 성능을 평가할 수 있다. 뿐만 아니라, 3전극 테스트를 수행하는 과정에서 배선처리가 용이하므로, 복잡한 배선으로 인해 합선 및 접촉 저항 변화에 의한 측정의 불균일성 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 다른 이차 전지 평가 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지를 적용하기 위해 이차 전지에 기준 전극을 부착하는 과정의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 2a는 기준 전극이 이차 전지에 부착되기 전의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2b는 기준 전극이 이차 전지에 부착된 후의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지가 적용된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지가 적용된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 적용되는 이차 전지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지가 적용된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.

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.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치는, 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭 고정 지그(200), 기준 전극 연결부(310) 및 전압 측정부(미도시)를 포함한다.

상기 양극 탭 고정 지그(100)는, 이차 전지(S)에 부착된 전극 탭 중 양극 탭(10)을 고정하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 양극 탭 고정 지그(100)는, 양극 탭(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 양극 탭 고정 지그(100)는, 양극 탭(10)과 접촉되는 도전부(110)가 전기 전도성 재질로 구성되어 양극 탭(10)과 전기적으로 연결될 수 있는데, 본 발명에 따른 양극 탭 고정 지그(100)는 이에 한정되지 않는다.

상기 양극 탭 고정 지그(100)는, 다양한 형태로 구성되어 양극 탭(10)을 고정할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 양극 탭 고정 지그(100)는, 상부 블록(120) 및 하부 블록(130)을 구비하고, 상부 블록(120)과 하부 블록(130)이 양극 탭(10)을 상하 방향으로 가압하여 양극 탭(10)을 고정할 수 있는데, 본 발명에 따른 양극 탭 고정 지그(100)는 이에 한정되지 않는다.

상기 음극 탭 고정 지그(200)는, 이차 전지(S)에 부착된 전극 탭 중 음극 탭(20)을 고정하고, 이차 전지(S)의 음극 탭(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 음극 탭 고정 지그(200)는, 양극 탭(10) 대신 음극 탭(20)을 고정하고, 양극 탭(10) 대신 음극 탭(20)과 전기적으로 연결된다는 점 외에는 양극 탭 고정 지그(100)와 차이점이 없으므로, 상술한 양극 탭 고정 지그(100)에 대한 설명이 음극 탭 고정 지그(200)에 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)는, 각각 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, 양극 탭(10)은 양극 탭 고정 지그(100)와 연결되고, 음극 탭(20)은 음극 탭 고정 지그(200)와 연결되면, 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)을 통해 이차 전지(S) 내부에 전류가 흐를 수 있게 된다. 이러한 상태에서, 후술할 전압 측정부가 양극 탭(10) 및/또는 음극 탭(20)의 전압을 측정할 수 있다.

상기 기준 전극 연결부(310)는, 이차 전지(S)에 부착된 기준 전극(R)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 기준 전극 연결부(310)는, 이차 전지(S)에 부착된 기준 전극(R)과 전기적으로 연결되어 후술할 전압 측정부가 기준 전극(R)의 전압을 측정할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 기준 전극 연결부(310)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기준 전극(R)과 접촉되는 부분이 전기 전도성 재질로 구성되어 기준 전극(R)과 전기적으로 연결될 수 있는데, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

한편, 여기서, 기준 전극(R)은 3전극 테스트를 위한 기준 전압을 제공하기 위해 이차 전지(S)에 부착되는 구성요소이다. 다시 말해, 상기 기준 전극(R)은 고유의 전압을 가지고 있어서 이차 전지(S) 내부의 화학 반응에 참여하지 않지만, 양극 탭(10)과 음극 탭(20)의 전압을 측정하기 위한 기준 전압을 제공한다. 상기 기준 전극(R)은 화학 반응에 참여하지 않고, 양극 전극 및 음극 전극과 전위 차이를 가지고 있어야 한다. 따라서, 상기 기준 전극(R)은 리튬과 전위 차이를 확인하기 위하여 리튬 메탈을 포함하거나, 전위 차이를 확실하게 알 수 있도록 하기 위해 전해액 등과 반응을 일으키지 않는 백금 등의 메탈을 포함할 수 있다. 또한, 3전극 테스트는 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)과 이차 전지(S) 내부의 전압 차이를 측정해야 하므로, 상기 기준 전극(R)은 이차 전지(S) 내부에 포함될 필요가 있다.

한편, 상기 기준 전극(R)은 3전극 테스트를 위해 일시적으로 이차 전지(S)에 부착된 이후 3전극 테스트가 종료되면 이차 전지(S)로부터 탈착되도록 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는, 본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지를 적용하기 위해 이차 전지에 기준 전극을 부착하는 과정의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는, 도 2a는 기준 전극이 이차 전지에 부착되기 전의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2b는 기준 전극이 이차 전지에 부착된 후의 모습을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 양극 탭(10)과 음극 탭(20)이 상측으로 돌출되도록 부착된 파우치형 이차 전지(S)가 도시되어 있고, 파우치형 이차 전지(S)의 우측 실링부 중 일부가 절개되어 있다. 또한 파우치형 이차 전지(S) 우측에는 전극 탭의 형상을 가진 기준 전극(R)이 배치되어 있다. 3전극 테스트를 위한 기준 전극(R)은 파우치형 이차 전지(S)의 절개 부분(C)을 통해 이차 전지(S) 내부로 삽입되어, 전극 조립체의 세퍼레이터 등에 부착될 수 있다.

다음으로, 도 2b를 참조하면, 기준 전극(R)이 파우치형 이차 전지(S)에 삽입된 후 절개된 실링부가 다시 밀봉된 모습이 나타나 있다. 도 2b에서, 양극 탭(10)은 이차 전지(S)의 내부에 수납된 전극 조립체(A, 도면에서 점선으로 표시됨)의 양극판에 부착되어 있고, 음극 탭(20)은 전극 조립체(A)의 음극판에 부착되어 있으며, 기준 전극(R)은 전극 조립체(A)의 세퍼레이터에 부착되어 있다.

이와 같이, 파우치형 이차 전지(S)에 기준 전극(R)이 부착되면, 3전극 테스트를 수행할 수 있는 준비가 완료된다. 이러한 기준 전극(R)이 부착된 파우치형 이차 전지(S)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이차 전지 평가 장치에 장착되어 3전극 테스트를 수행할 수 있다. 이후 3전극 테스트가 종료되면 파우치형 이차 전지(S)에 부착된 기준 전극(R)은 파우치형 이차 전지(S)로부터 제거될 수 있다.

다만, 상술한 과정은 일 실시예에 불과하므로, 본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치에 적용되는 이차 전지(S)가 반드시 상술한 과정에 의해 기준 전극(R)을 구비해야 하는 것은 아니다.

한편, 이와 같이, 이차 전지 평가 장치에 기준 전극 연결부(310)를 구비함으로써, 별도로 3전극 테스트를 수행하기 위해 별도의 장비를 구비할 필요가 없다. 즉, 3전극 테스트를 위해 별도로 데이터 로거를 구비하거나, 데이터 로거와 기준 전극(R)을 연결하는 전선을 별도로 구비할 필요가 없다. 따라서, 이와 같은 별도의 장비를 구비해야 하는 불편함과 복잡한 배선 연결을 수행해야 하는 불편함이 제거될 수 있다. 또한 불필요한 배선 연결에 따른 접촉 저항 변화에 의한 전위 측정의 불균일성이 제거될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 복잡한 배선으로 인한 단락 내지 합선의 가능성이 낮아지는 장점이 있다.

상기 전압 측정부(미도시)는, 양극 탭(10)의 전압, 음극 탭(20)의 전압 및 기준 전극(R)의 전압을 측정할 수 있다. 상기 전압 측정부는, 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)의 전압을 측정하는 기능을 수행하는 장치로서, 공지된 전압 측정 수단이 채용될 수 있으며, 전압 측정 수단의 명칭이나 형태 등에 제한되지 않는다.

또한, 상기 전압 측정부는, 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)의 전압을 측정하기 위해 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)에 직접 연결되거나, 양극 탭(10)과 전기적으로 연결된 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭(20)과 전기적으로 연결된 음극 탭 고정 지그(200) 및 기준 전극(R)에 전기적으로 연결된 기준 전극 연결부(310)와 연결될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치는, 성능 평가부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 성능 평가부는, 상술한 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차(subtraction)를 연산할 수 있다. 또한, 상기 성능 평가부는, 전압 측정부에서 측정한 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차를 연산할 수 있다. 상기 성능 평가부는, 이러한 연산 결과를 이용하여 이차 전지 평가 장치에 적용된 이차 전지(S)의 성능을 평가할 수 있다.

예를 들면 제1참조 전압이 10V ~ 12V이고, 제2참조 전압이 5V ~ 7V인 경우를 가정하도록 한다. 이때 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압을 14V, 음극 탭(20)의 전압을 9V, 기준 전극(R)의 전압을 3V라고 가정하면, 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차는 11V(14V - 3V = 11V)이고, 전압 측정부에서 측정한 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차는 6V(9V - 3V = 6V)이다.

전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차(11V)가 제1참조 전압의 범위 내(10V ~ 12V)에 있고, 전압 측정부에서 측정한 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차(6V)가 제2참조 전압(5V ~ 7V)의 범위 내에 있으므로, 성능 평가부는 이차 전지(S)의 성능을 정상으로 평가할 수 있다.

한편, 여기서, 참조 전압은 미리 설정될 수 있다. 특히, 참조 전압은 이차 전지(S)의 상태가 정상 상태인 경우에 전극 탭의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차가 가질 수 있는 범위로 설정될 수 있다. 즉, 이차 전지(S)가 정상 상태인 경우, 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차가 10V ~ 12V 범위 내에 존재하고, 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차가 5V ~ 7V 범위 내에 존재할 경우, 제1참조 전압은 10V ~ 12V로 설정될 수 있고, 제2참조 전압은 5V ~ 7V로 설정될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 성능 평가부는, 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차 및/또는 전압 측정부에서 측정한 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차이를 통해 셀 전압의 변화 요인을 분석할 수 있다.

다시 말해, 상기 성능 평가부는, 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차이를 통해 전지 구동 시 양극 전압에 걸리는 전압 및 과전압량을 알 수 있으며, 마찬가지로 음극 전극에 걸리는 전압을 기준 전극과 대비하여 정확하게 확인 함으로써 음극 자체의 전압 및 과전압량을 확인할 수 있다. 즉, 정상 상태의 전지의 구동 시 양극 및 음극의 전위 변화와 비정상 상태의 전지 구동 시 양극 및 음극의 전위 변화를 각각 독립적으로 확인하여 전지의 정상 및 비정상 상태를 판단할 근거를 제공할 수 있다.

추가적인 기능으로써, 상기 성능 평가부는 전압 측정부에서 측정한 양극 탭(10)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차가 미리 설정된 제1참조 전압의 범위 내에 존재하고, 전압 측정부에서 측정한 음극 탭(20)의 전압과 기준 전극(R)의 전압의 차가 미리 설정된 제2참조 전압의 범위 내에 존재할 경우, 이차 전지(S)의 성능을 정상으로 평가할 수 있다.

예를 들어, 양극과 음극의 전압 차이가 4.0V로 유지될 때 리튬을 기준 전극으로 사용하는 3전극에서 양극과 기준 전압의 차이가 정상인 전지의 경우 4.5V 정도라면 음극과 기준 전압의 차이는 0.5V가 되어야 하지만, 퇴화가 진행되거나 양극에 과전압이 걸리는 경우 양극과 기준 전극(R)의 전압 차이는 5.0V가 될 수 있고 음극과 기준 전압(R)의 전압 차이는 1.0V가 되어 전지 자체의 전압은 4V로 보이지만 실제 양극과 음극의 전위가 어느 정도 변화하는지 알 수 있다. 또한 이러한 전압 영역을 정상적인 범위와 비정상적인 범위로 분류하여 참조 전압을 정해놓을 경우 이 전압 범위에 따라 전지가 정상적인 상태인지 비정상적인 상태인지를 판단하는 도구로 사용할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 이차 전지 평가 장치는, 충방전부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 충방전부는, 이차 전지(S)로 충전 전원을 공급하거나, 이차 전지(S)로부터 방전 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 이차 전지(S)로 충전 전원을 공급한다는 의미는 반드시 이차 전지(S)를 완충시키기 위한 정도의 충분한 전원을 공급한다는 의미로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 명세서에서 이차 전지(S)로 충전 전원을 공급한다는 것은, 이차 전지(S)의 성능 평가를 위해, 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)의 전압을 측정할 수 있을 정도의 전원을 공급하는 것으로 사용될 수 있다. 이차 전지(S)로부터 방전 전원을 공급받는다는 의미도 마찬가지로 사용될 수 있으므로, 반복된 설명은 생략하도록 한다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지가 적용된 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 이차 전지(S)가 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 장착되어 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 상측으로 돌출된 양극 탭(10)과 음극 탭(20)을 구비하고, 우측에 기준 전극(R)이 부착된 이차 전지(S)의 성능을 평가할 수 있다.

도 4의 실시예에서, 양극 탭 고정 지그(100)와 음극 탭 고정 지그(200)는 각각 상부 블록(120, 220)과 하부 블록(130, 230)을 구비하고 있다. 상부 블록(120, 220)에 연결된 압착 나사(140, 240)는 회전가능하게 구성되어, 압착 나사(140, 240)가 일방향으로 회전하면, 상부 블록(120, 220)이 하방향으로 이동하고, 압착 나사(140, 240)가 타방향으로 회전하면, 상부 블록(120, 220)이 상방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 이차 전지(S)의 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)이 상부 블록(120, 220) 및 하부 블록(130, 230) 사이에 개재된 후 압착 나사(140, 240)가 일방향으로 회전하면, 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)가 각각 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)을 고정할 수 있다. 또한, 양극 탭(10)과 음극 탭(20)이 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)에 고정됨과 동시에 양극 탭(10)과 양극 탭 고정 지그(100)가 전기적으로 연결되고, 음극 탭(20)과 음극 탭 고정 지그(200)가 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 도 4의 실시예에서, 이차 전지 평가 장치는, 기준 전극 고정 지그(300)를 더 포함하고 있다. 그리고, 상기 기준 전극 고정 지그(300)에는, 기준 전극(R)을 전기적으로 연결하는 기준 전극 연결부(310)가 구비되어 있다. 따라서, 기준 전극(R)이 기준 전극 고정 지그(300)에 고정됨과 동시에 기준 전극(R)이 기준 전극 고정 지그(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4의 실시예에서, 상기 기준 전극 고정 지그(300)는, 상술한 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)와 유사한 형태를 가지며, 유사한 기능을 수행한다. 즉, 기준 전극 고정 지그(300)는, 상부 블록(320) 및 하부 블록(330)을 구비하고, 상부 블록(320) 및 하부 블록(330)이 기준 전극(R)을 상하 방향으로 가압하여 기준 전극(R)을 고정한다. 또한, 가압 방식도 상술한 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)와 유사하게 압착 나사(340)가 회전하고 이로 인해 상부 블록(320)이 상하방향으로 이동하여 기준 전극(R)을 가압하여 고정한다.

양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)이 각각 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭 고정 지그(200) 및 기준 전극 고정 지그(300)에 고정되고, 전기적으로 연결되면, 3전극 테스트가 수행될 수 있다. 즉, 전압 측정부가, 양극 탭(10)의 전압, 음극 탭(20)의 전압 및 기준 전극(R)의 전압을 측정하면, 성능 평가부가 기준 전극(R)의 전압을 기준으로 양극 탭(10)의 전압과 음극 탭(20)의 전압을 연산하여 이차 전지(S)의 성능을 평가할 수 있다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 대해 설명하도록 한다.

도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 적용되는 이차 전지를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 이차 전지(S)와 비교할 때, 전극 탭의 부착 위치에 있어서 차이가 있다. 즉, 도 2에 도시된 이차 전지(S)는, 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)이 모두 이차 전지(S)의 상측으로 돌출되도록 이차 전지(S)에 부착되어 있는 반면, 도 5에 도시된 이차 전지(S)는, 양극 탭(10) 및 음극 탭(20)이 상호 반대방향으로 돌출되도록 이차 전지(S)에 부착되어 있다. 즉, 도 5에 도시된 이차 전지(S)는, 양극 탭(10) 및 음극 탭(20) 중 어느 하나의 전극 탭은 이차 전지(S)의 상측으로 돌출되도록 이차 전지(S)에 부착되어 있고, 나머지 전극 탭 중 하나는 이차 전지(S)의 하측으로 돌출되도록 이차 전지(S)에 부착되어 있다.

이와 같이, 이차 전지(S)의 전극 탭의 부착 위치 등의 차이에 따라 이차 전지(S)의 성능을 평가하는 이차 전지 평가 장치도 다르게 구현될 필요가 있다.

도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 평가 장치에 이차 전지(S)가 적용된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 이차 전지(S)가 적용될 수 있도록 양극 탭 고정 지그(100) 및 음극 탭 고정 지그(200)가 분리되어 이차 전지 평가 장치의 상측 및 하측에 각각 배치되어 있다. 따라서, 이러한 이차 전지 평가 장치는, 도 5에 도시된 바와 같은 이차 전지(S)에 부착된 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)을 고정하고, 양극 탭(10), 음극 탭(20) 및 기준 전극(R)을 각각 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭 고정 지그(200) 및 기준 전극 고정 지그(300)와 연결할 수 있다. 이후, 이차 전지 평가 장치는, 양극 탭(10), 음극 탭(20), 기준 전극(R)의 전압을 측정하고, 측정된 전압을 연산하여 이차 전지(S)의 성능을 평가할 수 있다.

한편, 도 1, 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭 고정 지그(200) 및 기준 전극 고정 지그(300)는, 일 실시예에 불과하므로, 본 발명에 따른 양극 탭 고정 지그(100), 음극 탭 고정 지그(200) 및 기준 전극 고정 지그(300)가 이러한 형태나 구성에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상의 본 발명에 대한 상세한 설명 또는 도면에서, 상, 하, 좌, 우 등과 같은 용어의 사용은 하나의 요소를 다른 요소와 상대적으로 구분하기 위하여 사용되었으며, 설명의 효율성을 높이기 위한 도구적 개념일 뿐, 물리적인 위치, 선후 관계 등을 절대적인 기준에 의하여 구분하기 위하여 사용된 개념으로 해석되어서는 아니된다.

본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.

100: 양극 탭 고정 지그
200: 음극 탭 고정 지그
300: 기준 전극 고정 지그
110, 210: 도전부 310: 기준 전극 연결부
120, 220, 320: 상부 블록
130, 230, 330: 하부 블록
140, 240, 340: 압착 나사
S: 이차 전지 10: 양극 탭 20: 음극 탭 R: 기준 전극
A: 전극 조립체

Claims (7)

1. 이차 전지의 양극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 양극 탭을 고정하는 양극 탭 고정 지그;
   상기 이차 전지의 음극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 음극 탭을 고정하는 음극 탭 고정 지그;
   3전극 테스트를 위해 상기 이차 전지에 부착된 기준 전극에 전기적으로 연결되는 기준 전극 연결부; 및
   상기 양극 탭의 전압, 상기 음극 탭의 전압 및 상기 기준 전극의 전압을 측정하는 전압 측정부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정된 양극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 및 상기 측정된 음극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차를 연산하고, 상기 연산 결과를 이용하여 상기 이차 전지의 성능을 평가하는 성능 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 성능 평가부는,
   상기 연산 결과, 상기 측정된 양극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 및 상기 측정된 음극 탭의 전압과 상기 측정된 기준 전극의 전압의 차 중 적어도 하나가 미리 설정된 참조 전압의 범위를 벗어나는 경우, 이차 전지의 성능을 비정상으로 평가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 참조 전압은,
   이차 전지가 정상 상태인 경우, 상기 양극 탭의 전압과 상기 기준 전극의 전압의 차 또는 상기 음극 탭의 전압과 상기 기준 전극의 전압의 차인 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기준 전극을 고정하는 기준 전극 고정 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 기준 전극 고정 지그는,
   상부 블록 및 하부 블록을 구비하고, 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록이 상기 기준 전극을 상하 방향으로 가압하여 상기 기준 전극을 고정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 이차 전지로 충전 전원을 공급하거나, 상기 이차 전지로부터 방전 전원을 공급받는 충방전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 평가 장치.
   
   

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