KR20220013101A

KR20220013101A - Cell jig for measuring swelling of battery cell including ultrasonic sensor and method for measuring swelling of the battery cell using the same

Info

Publication number: KR20220013101A
Application number: KR1020200092161A
Authority: KR
Inventors: 오혜림; 김기웅; 안인구; 최형식
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-02-04

Abstract

The present invention relates to a cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor, capable of easily measuring swelling in the full width direction of the battery cell by detecting a volume change in the full width direction of the battery cell, and a method for measuring swelling of a battery cell using the same.

Description

초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법{CELL JIG FOR MEASURING SWELLING OF BATTERY CELL INCLUDING ULTRASONIC SENSOR AND METHOD FOR MEASURING SWELLING OF THE BATTERY CELL USING THE SAME}Cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor, and a method for measuring swelling of a battery cell using the same

본 발명은 초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor and a method for measuring swelling of a battery cell using the same.

최근 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에, 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.Recently, the price of energy sources due to the depletion of fossil fuels, interest in environmental pollution is increasing, and the demand for eco-friendly alternative energy sources is becoming an indispensable factor for future life. Accordingly, research on various power production technologies, such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power, continues, and power storage devices for using the generated energy more efficiently are also of great interest.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 연구가 행해지고 있다.In particular, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and thus, research on batteries capable of meeting various needs is being conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용할 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀고, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Representatively, in terms of battery shape, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness, and in terms of materials, it has advantages such as high energy push, discharge voltage, and output stability. Demand for lithium secondary batteries such as lithium-ion batteries and lithium-ion polymer batteries is high.

이러한 이차전지는 전지케이스 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극 조립체가 내장되어 있고, 양극 및 음극 탭들이 두 개의 전극 탭에 용접되어 전지케이스의 외부로 노출되도록 실링되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 전극 탭은 외부 장치와 접촉을 통해 전기적으로 연결되고, 이차전지는 전극 탭을 통해 외부 장치에 전력을 공급하거나 외부 장치로부터 전력을 공급받게 된다.Such a secondary battery has a structure in which an electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between them is built-in inside the battery case, and the positive and negative electrode tabs are welded to two electrode tabs and sealed to be exposed to the outside of the battery case. consists of These electrode tabs are electrically connected to an external device through contact, and the secondary battery supplies power to an external device or receives power from an external device through the electrode tab.

일반적으로, 이차전지는 과충전, 과방전, 과열, 외부의 충격 등에 의해 전지가 비정상적인 상태로 작동되면서 내부에서 가스가 발생할 수 있다. 예를 들어, 과열된 전지는 가스를 발생시키고, 케이스에서 가압된 가스는 전지 요소의 분해반응을 더욱 촉진시켜 계속적인 과열 및 가스 발생을 유발하며, 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 장기간의 사용으로 인해 이차전지가 서서히 열화되는 과정에서도 나타난다. 이에 제품 개발 전 단계인 소재 개발 단계에서 전해액 측면에서의 스웰링 개선을 위한 신규 물질에 대한 스크리닝 평가 방법이 필요하다.In general, a secondary battery may generate gas inside as the battery operates in an abnormal state due to overcharging, overdischarging, overheating, external shock, or the like. For example, an overheated battery generates gas, and the gas pressurized in the case further accelerates the decomposition reaction of the battery element to cause continuous overheating and gas generation, and swelling may occur. This phenomenon also appears in a process in which the secondary battery gradually deteriorates due to long-term use. Therefore, in the material development stage, which is the stage before product development, there is a need for a screening and evaluation method for new substances to improve swelling in the electrolyte side.

일반적으로, 이차전지 스웰링 테스트는 전지 셀을 고온의 환경에 노출시켜 가스가 발생되는 정도를 평가하게 된다. 도 1은 스웰링 테스트 시 전지 셀의 두께 변화량을 측정하기 위한 두께 측정기를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 두께 측정기(10)는 전지 셀(11)이 안착되기 위한 안착부(12)와 전지 셀(11)의 두께를 측정하기 위한 변이 측정 부재(15)가 안착부(12) 상부에 마련되며, 안착부(12)에 안착된 전지 셀(11)에 압력을 일정하게 가하기 위한 추(13)를 포함한다.In general, the secondary battery swelling test evaluates the degree of gas generation by exposing the battery cell to a high-temperature environment. 1 is a diagram illustrating a thickness measuring device for measuring a thickness change amount of a battery cell during a swelling test. As shown in FIG. 1 , the thickness gauge 10 includes a seating part 12 for mounting the battery cell 11 and a displacement measuring member 15 for measuring the thickness of the battery cell 11 on the seating part ( 12) It is provided on the upper part and includes a weight 13 for applying a constant pressure to the battery cell 11 seated on the seating part 12 .

그러나, 종래의 이차전지 스웰링 테스트는 전지 셀(11)의 바디에 대한 두께 변화량은 측정하여, 전지 셀(11)의 바디 부분의 스웰링을 측정할 수는 있으나, 전폭 부분의 스웰링을 측정할 수는 없었다.However, in the conventional secondary battery swelling test, the swelling of the body portion of the battery cell 11 can be measured by measuring the thickness change with respect to the body of the battery cell 11 , but the swelling of the full width portion is measured. I couldn't.

종래에 전폭 부분의 스웰링을 측정하는 경우에는 플레이트의 전폭 길이(D)를 측정하고, 상기 플레이트의 양말단에서 전지 셀까지의 거리(D1, D2)를 버니어 캘리퍼스로 각각 측정하였다. 그리고, 상기 측정된 값의 차(D-(D1+D2))를 계산하여 전지 셀의 전폭길이를 측정하였다. 한편, 상기 전지 셀의 전폭 길이에 대한 데이터가 필요한 경우, 진행중이던 사이클 실험을 중지하고, 전지 셀의 전폭 길이를 측정해야 하는 번거로움이 있었다.In the case of measuring the swelling of the full-width portion in the prior art, the full-width length (D) of the plate was measured, and the distances (D1, D2) from both ends of the plate to the battery cells were respectively measured with a vernier caliper. Then, the total width of the battery cell was measured by calculating the difference (D-(D1+D2)) of the measured values. On the other hand, when data on the full width length of the battery cell is required, it is inconvenient to stop the cycle experiment in progress and measure the full width length of the battery cell.

따라서, 전지 셀의 전폭 방향의 스웰링을 용이하게 측정할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technology capable of easily measuring the swelling in the full width direction of the battery cell.

한국 등록특허 제10-2070684호Korean Patent Registration No. 10-2070684

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지 셀의 전폭 방향의 스웰링을 측정할 수 있는 초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, a cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor capable of measuring swelling in the full width direction of a battery cell, and a method for measuring swelling of a battery cell using the same is intended to provide

본 발명은 초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그를 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그는, 전지 셀을 사이에 두고 양면을 가압하는 제1 및 제2 플레이트; 전지 셀을 가압할 수 있도록 제1 및 제2 플레이트를 고정하는 볼트 및 너트; 전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및 전지 셀의 길이 방향을 기준으로, 전지 셀의 측면과 일정거리 이격되는 초음파 센서를 포함하는 스웰링 측정부를 포함한다. 이때, 상기 초음파 센서는, 전지 셀의 충방전시 비접촉 방식으로, 전지 셀의 전폭방향의 스웰링(swelling)을 측정하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor. In one example, a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes: first and second plates for pressing both sides with the battery cell therebetween; bolts and nuts for fixing the first and second plates to pressurize the battery cells; a charging/discharging unit electrically connected to the battery cell; and a swelling measuring unit including an ultrasonic sensor spaced apart from a side surface of the battery cell by a predetermined distance based on the longitudinal direction of the battery cell. In this case, the ultrasonic sensor is characterized in that it measures swelling (swelling) in the full width direction of the battery cell in a non-contact method during charging and discharging of the battery cell.

하나의 예에서, 상기 초음파 센서는, 전지 셀의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여, 전지 셀의 전폭 변화를 측정한다.In one example, the ultrasonic sensor detects an ultrasonic change according to a swelling phenomenon of the battery cell, and measures a change in the overall width of the battery cell.

하나의 예에서, 상기 스웰링 측정부는, 제1 플레이트의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바; 및 가이드 바의 양측 단부에 각각 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 제1 및 제2 가이드 벽을 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2 가이드 벽의 내면에는 제1 및 제2 초음파 센서가 각각 설치되는 구조일 수 있다.In one example, the swelling measuring unit, the guide bar disposed on the upper surface of the first plate, along the first plate width (W) direction; and first and second guide walls respectively installed at both ends of the guide bar and extending downward. In this case, the first and second ultrasonic sensors may be respectively installed on inner surfaces of the first and second guide walls.

아울러, 상기 제1 및 제2 초음파 센서의 이격 거리(L1)는, 제1 또는 제2 플레이트의 폭(W) 길이와 대응되는 구조이며, 상기 가이드 바는, 제1 플레이트의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 구조를 갖는다.In addition, the separation distance L1 of the first and second ultrasonic sensors has a structure corresponding to the length W of the first or second plate, and the guide bar moves along the longitudinal direction of the first plate. It has a structure that can be installed.

다른 하나의 예에서, 제1 및 제2 플레이트 사이에 배치되되, 전지 셀의 일측에 길이 방향을 따라 배치되는 측벽을 더 포함하며, 상기 초음파 센서는, 측벽이 설치되지 않은 전지 셀의 타측에 배치되는 구조이다. 구체적인 예에서, 상기 스웰링 측정부는, 제1 플레이트의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트 폭(w) 방향을 따라 배치되는 가이드 바; 및 가이드 바의 일측 단부에 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 가이드 벽을 포함한다. 이때, 상기 가이드 벽의 내면에는 초음파 센서가 설치되는 구조일 수 있다.In another example, it is disposed between the first and second plates, and further includes a sidewall disposed along the longitudinal direction on one side of the battery cell, wherein the ultrasonic sensor is disposed on the other side of the battery cell in which the sidewall is not installed is a structure that becomes In a specific example, the swelling measuring unit may include: a guide bar disposed on the upper surface of the first plate and disposed along the width (w) direction of the first plate; and a guide wall installed at one end of the guide bar and extending downward. In this case, the inner surface of the guide wall may have a structure in which an ultrasonic sensor is installed.

아울러, 상기 측벽 및 초음파 센서의 이격 거리(L2)는, 제1 플레이트의 폭(W2) 길이와 대응되는 구조일 일 수 있으며, 상기 측벽은, 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에 설치되되, 전지 셀의 측면에 접하도록 배치될 수 있다.In addition, the separation distance L2 between the sidewall and the ultrasonic sensor may have a structure corresponding to the width W2 length of the first plate, and the sidewall is installed on the first plate or the second plate, and the battery cell It may be arranged to be in contact with the side of the.

나아가, 본 발명은 상기 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for measuring swelling of a battery cell using the cell jig for measuring swelling of the battery cell.

구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정 방법은 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그에 전지 셀을 안착시켜, 충방전에 따른 전지 셀에 스웰링을 유도하고, 상기 전지 셀의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여, 전지 셀의 전폭 변화량을 측정한다.In a specific example, in the method for measuring swelling of a battery cell according to the present invention, the battery cell is seated on a cell jig for measuring the swelling of the battery cell, to induce swelling in the battery cell according to charging and discharging, and the swelling of the battery cell A change in the total width of the battery cell is measured by detecting the ultrasonic change according to the ring phenomenon.

본 발명의 전지 초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법에 따르면, 초음파 센서를 이용하여, 전지 셀의 전폭방향의 부피 변화 등을 감지하여, 전지 셀의 전폭 방향의 스웰링을 용이하게 측정할 수 있다.According to the cell jig for measuring swelling of a battery cell including the ultrasonic sensor of the present invention and a method for measuring swelling of a battery cell using the same, by using the ultrasonic sensor, a change in volume in the full width direction of the battery cell is detected, The swelling in the full width direction of a battery cell can be measured easily.

도 1은 종래의 스웰링 테스트 시 전지 셀의 두께 변화량을 측정하기 위한 두께 측정기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 모식도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 정면도이다.1 is a diagram illustrating a thickness measuring device for measuring a thickness variation of a battery cell during a conventional swelling test.
2 is a schematic diagram of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to the present invention.
3 to 4 are front views of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, it includes not only the case where the other part is “directly on” but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “under” another part, it includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between. In addition, in the present application, “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.

초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법에 관한 것이다.A cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor, and a method for measuring swelling of a battery cell using the same.

통상적인 이차전지 스웰링 테스트는 전지 셀의 바디에 대한 두께 변화량은 측정할 수 있었으나, 전지 셀의 전폭 부분의 대한 스웰링은 측정할 수 없었다. 이에, 전폭 부분의 스웰링을 측정하기 위해서는 플레이트의 전폭 길이(D)를 측정하고, 상기 플레이트의 양말단에서 전지 셀까지의 거리(D1, D2)를 버니어 캘리퍼스로 각각 측정하였다. 그리고, 상기 측정된 값의 차(D-(D1+D2))를 계산하여 전지 셀의 전폭 길이를 측정하였다. 한편, 상기 전지 셀의 전폭 길이에 대한 데이터가 필요한 경우, 진행중이던 사이클 실험을 중지하고, 전지 셀의 전폭 길이를 측정해야 하는 번거로움이 있었다.In the conventional secondary battery swelling test, the thickness variation of the body of the battery cell could be measured, but the swelling of the full width portion of the battery cell could not be measured. Accordingly, in order to measure the swelling of the full width portion, the full width length (D) of the plate was measured, and the distances (D1, D2) from both ends of the plate to the battery cells were respectively measured with a vernier caliper. Then, the total length of the battery cell was measured by calculating the difference (D-(D1+D2)) of the measured values. On the other hand, when data on the full width length of the battery cell is required, it is inconvenient to stop the cycle experiment in progress and measure the full width length of the battery cell.

이에, 본 발명의 발명자들은 전지 셀의 전폭 방향에 대한 스웰링을 용이하게 측정하기 위하여 초음파 센서를 포함하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그 및 이를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공한다.Accordingly, the inventors of the present invention provide a cell jig for measuring swelling of a battery cell including an ultrasonic sensor in order to easily measure swelling in the full width direction of the battery cell, and a method for measuring swelling of a battery cell using the same.

도 2는 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 전지 셀(110)을 사이에 두고 양면을 가압하는 제1 및 제2 플레이트(120, 130); 전지 셀(110)을 가압할 수 있도록 제1 및 제2 플레이트(120, 130)를 고정하는 볼트 및 너트(140, 150); 전지 셀(110)과 전기적으로 연결되는 충방전부(미도시); 및 전지 셀(110)의 길이 방향을 기준으로, 전지 셀의 측면과 일정거리 이격되는 초음파 센서를 포함하는 스웰링 측정부(160)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2 , the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes first and second plates 120 and 130 for pressing both sides with the battery cell 110 interposed therebetween; bolts and nuts 140 and 150 for fixing the first and second plates 120 and 130 to pressurize the battery cell 110 ; a charging/discharging unit (not shown) electrically connected to the battery cell 110 ; and a swelling measuring unit 160 including an ultrasonic sensor spaced apart from a side surface of the battery cell by a predetermined distance based on the longitudinal direction of the battery cell 110 .

하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 전지 셀(110)의 충방전시 비접촉 방식으로 초음파 센서(미도시)를 이용하여 전지 셀(110)의 전폭 방향에 대한 스웰링(swelling)을 측정한다. 보다 구체적으로, 상기 초음파 센서는 전지 셀(110)의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여 전지 셀(110)의 전폭 변화를 용이하게 측정할 수 있다. 상기 초음파 센서는 거리를 측정하기 위한 통상적인 초음파 센서일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 초음파 센서는 역압전현상을 초음파를 발생시킬 수 있다. 상기 초음파 센서는 함수 발생기에서 정극성과 부극성의 전압을 짧은 시간 동안 교차하여 걸어줌으로써 압전소자의 변형과 원형이 교대로 일어나고 이는 진동에너지가 되어 초음파가 발생할 수 있다. 아울러, 상기 초음파 센서는 정압전현상을 이용하여 상기 전지 셀(110)의 측면으로부터 되돌아오는 초음파 신호를 받아 전압이 발생하고, 발생한 전압은 전압계로 측정된다. 따라서, 상기 초음파 센서는 초음파의 송신 시점으로부터 반사되어 수신된 시점까지의 시간과 초음파의 속도에 대한 정보에 기초하여 초음파 센서로부터 전지 셀의 측면까지의 거리를 계산할 수 있다.In one example, the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention uses an ultrasonic sensor (not shown) in a non-contact manner during charging and discharging of the battery cell 110 to the full width of the battery cell 110 . Measure the swelling in the direction. More specifically, the ultrasonic sensor can easily measure a change in the overall width of the battery cell 110 by detecting an ultrasonic change according to the swelling phenomenon of the battery cell 110 . The ultrasonic sensor may be a conventional ultrasonic sensor for measuring a distance. In a specific example, the ultrasonic sensor may generate ultrasonic waves through a reverse piezoelectric phenomenon. The ultrasonic sensor alternately applies voltages of positive polarity and negative polarity in the function generator for a short time, so that deformation and circularity of the piezoelectric element occur alternately, which becomes vibration energy and ultrasonic waves can be generated. In addition, the ultrasonic sensor receives an ultrasonic signal returned from the side of the battery cell 110 using a static piezoelectric phenomenon to generate a voltage, and the generated voltage is measured with a voltmeter. Accordingly, the ultrasonic sensor may calculate a distance from the ultrasonic sensor to the side surface of the battery cell based on information on a time from when the ultrasonic wave is transmitted to a point in time when the ultrasonic wave is reflected and received and information on the speed of the ultrasonic wave.

아울러, 상기 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에 개재되는 전지 셀(110)은 파우치 타입의 단위셀일 수 있다. 구체적으로, 라미네이트 시트 외장재에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 상기 외장재의 외부로 형성된 전극 리드들과 연결된 상태로 내장되어 있다. 상기 전극 리드는 시트 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다.In addition, the battery cell 110 interposed between the first and second plates 120 and 130 may be a pouch-type unit cell. Specifically, an electrode assembly having a cathode/separator/cathode structure is embedded in the laminate sheet casing while being connected to electrode leads formed outside of the casing. The electrode leads are drawn out of the sheet and may extend in the same direction or opposite directions.

하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 전지 셀(110)에서 스웰링 현상이 발생하게 되면, 전지 셀(110)의 부피가 변하게 된다. 이에 따라, 전지 셀(110)은 전폭 방향으로 스웰링이 진행되고, 상기 스웰링 측정부(160)의 초음파 센서는 전지 셀(110)의 측면까지의 거리를 감지하여, 전지 셀의 전폭 방향에 대한 스웰링을 측정할 수 있다. 예를 들어, 전지 셀(110)의 전폭 길이는 제1 또는 제2 플레이트(120, 130)의 폭(W) 길이를 측정하고, 상기 제1 또는 제2 플레이트(120, 130)의 폭(W) 길이에서, 초음파 센서와 전지 셀(110)의 측면 사이의 거리를 뺀 값일 수 있다. 이때, 상기 초음파 센서는 전지 셀의 측면과 일정거리 이격되어 위치할 수 있으며, 제1 또는 제2 플레이트(120, 130) 측면에 끝단에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 전지 셀(110)의 전폭 길이는 스웰링 전과, 스웰링 중 또는 후에 측정하여 비교함으로써, 전지 셀의 전폭 변화를 용이하게 측정할 수 있다. 구체적인 전지 셀(110)의 전폭 길이 측정방법은 후술하도록 한다.In one example, in the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention, when a swelling phenomenon occurs in the battery cell 110 , the volume of the battery cell 110 is changed. Accordingly, the battery cell 110 is swollen in the full width direction, and the ultrasonic sensor of the swelling measuring unit 160 detects the distance to the side surface of the battery cell 110, swelling can be measured. For example, the full width length of the battery cell 110 is measured by measuring the length W of the first or second plates 120 and 130 , and the width W of the first or second plates 120 and 130 . ) length, it may be a value obtained by subtracting the distance between the ultrasonic sensor and the side surface of the battery cell 110 . In this case, the ultrasonic sensor may be positioned to be spaced apart from the side surface of the battery cell by a predetermined distance, and may be positioned at an end on the side of the first or second plate 120 or 130 . In addition, by measuring and comparing the total width length of the battery cell 110 before, during, or after swelling, the change in the total width of the battery cell can be easily measured. A detailed method for measuring the total width and length of the battery cell 110 will be described later.

하나의 예에서, 스웰링 측정부(160)는, 제1 플레이트(120)의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트(120)의 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바(161); 및 가이드 바(161)의 양측 단부에 각각 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162')을 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162')의 내면에는 상기 초음파 센서가 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162')의 내벽에는 각각 제1 및 제2 초음파 센서가 설치된다.In one example, the swelling measuring unit 160 is disposed on the upper surface of the first plate 120, the guide bar 161 disposed along the width (W) direction of the first plate 120; and first and second guide walls 162 and 162' that are respectively installed at both ends of the guide bar 161 and extend downward. In this case, the ultrasonic sensor may be positioned on inner surfaces of the first and second guide walls 162 and 162'. For example, first and second ultrasonic sensors are installed on inner walls of the first and second guide walls 162 and 162 ′, respectively.

한편, 상기 제1 플레이트(120)의 폭(W) 방향을 가로질러 배치되는 가이드 바(161)는 제1 플레이트(120)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드 바(161)는 제1 플레이트(120)의 상부에 고정되는 것이 아닌, 제1 플레이트(120)의 상부에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 이는 전지 셀(110)의 여러 위치에 대한 스웰링을 용이하게 측정하기 위함이다.On the other hand, the guide bar 161 that is disposed to cross the width (W) direction of the first plate 120 may be installed to be movable along the length direction of the first plate (120). Specifically, the guide bar 161 may be installed so as to be slidably movable on the upper portion of the first plate 120 , rather than being fixed on the upper portion of the first plate 120 . This is to easily measure swelling at various positions of the battery cell 110 .

하나의 예에서, 제1 및 제2 초음파 센서는 스웰링 측정부(160)의 제1 및 제2 가이드 벽(162)의 내측에 각각 설치된다. 이때, 각각의 제1 및 제2 초음파 센서는 제1 플레이트의 폭(W) 방향에 대하여 각각 양 말단에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제2 초음파 센서의 이격 거리(L1)는, 제1 또는 제2 플레이트의 폭(W1) 길이와 대응되도록 설치될 수 있다.In one example, the first and second ultrasonic sensors are respectively installed inside the first and second guide walls 162 of the swelling measuring unit 160 . In this case, each of the first and second ultrasonic sensors is preferably installed to be positioned at both ends with respect to the width (W) direction of the first plate, respectively. That is, the separation distance L1 of the first and second ultrasonic sensors may be installed to correspond to the length W1 of the first or second plate.

구체적인 예에서, 전지 셀(110)의 전폭 길이를 측정할 때, 제1 플레이트(120)의 폭 길이(W1)에서 제1 및 제2 초음파 센서로 측정한 거리(S1, S2)를 빼서 전지 셀의 전폭 길이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(120)의 폭(W1) 길이가 170 mm 이고, 제1 및 제2 초음파 센서로 측정한 거리(S1, S2)가 각각 35 mm, 36 mm 일 때, 상기 전지 셀(110)의 전폭 길이는 99 mm 로 계산될 수 있다. In a specific example, when measuring the full width length of the battery cell 110 , the distance S1 and S2 measured by the first and second ultrasonic sensors is subtracted from the width length W1 of the first plate 120 to obtain the battery cell You can measure the full width and length of For example, when the width W1 of the first plate 120 has a length of 170 mm and the distances S1 and S2 measured by the first and second ultrasonic sensors are 35 mm and 36 mm, respectively, the battery cell The full width length of (110) can be calculated as 99 mm.

한편, 상기 전지 셀(110)의 전폭 변화 측정은 전지 셀(110)의 스웰링 전의 전폭 길이와 스웰링 중 또는 스웰링 후의 전폭 길이를 측정하여 서로 비교함으로써, 전지 셀의 전폭 변화 정도를 용이하게 측정할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 초음파 센서를 이용하여 비 접촉 방식으로 스웰링 변화를 측정함으로써, 실험 또는 충방전 중의 스웰링 변화를 용이하게 측정할 수 있다.Meanwhile, in the measurement of the change in the overall width of the battery cell 110 , the full width length of the battery cell 110 before swelling is measured and compared with each other by measuring the full width length during or after the swelling of the battery cell 110 , so that the degree of change in the full width of the battery cell is easily can be measured In particular, the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention measures the swelling change in a non-contact manner using an ultrasonic sensor, so that it can easily measure the swelling change during an experiment or charging/discharging. .

다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 측벽과 초음파 센서를 포함한다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에 배치되되, 전지 셀(110)의 일측에 길이 방향을 따라 배치되는 측벽(미도시)을 더 포함한다. In another example, the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes a sidewall and an ultrasonic sensor. In a specific example, the cell jig 100 for measuring swelling according to the present invention is disposed between the first and second plates 120 and 130, and a sidewall ( not shown) are further included.

아울러, 상기 초음파 센서는, 측벽이 설치되지 않은 전지 셀의 타측에 배치되는 구조일 수 있다. 이때, 상기 측벽은 제1 플레이트(120) 또는 제2 플레이트(130)에 설치되되, 전지 셀(110)의 측면에 접하도록 배치될 수 있으며, 상기 측벽의 높이는 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에 안착되는 전지 셀(110)의 두께 보다 낮은 것이 바람직하다.In addition, the ultrasonic sensor may have a structure disposed on the other side of the battery cell in which a sidewall is not installed. In this case, the sidewall is installed on the first plate 120 or the second plate 130 , and may be disposed to be in contact with the side of the battery cell 110 , and the height of the sidewall is the first and second plates 120 , 120 , 130) is preferably lower than the thickness of the battery cell 110 to be seated between.

구체적인 예에서, 스웰링 측정부(160)는 제1 플레이트(120)의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트(120) 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바(161); 및 가이드 바(161)의 일측 단부에 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 가이드 벽(162)을 포함한다. 아울러, 상기 가이드 벽(162)의 내면에는 초음파 센서가 설치될 수 있다. 즉, 전지 셀(110)이 전폭 방향에 대하여 스웰링이 발생하면, 전지 셀(110)은 초음파 센서가 설치된 전폭 방향으로 부피 변화가 발생한다. 이때 상기 초음파 센서는 전지 셀(110)의 전폭 방향에 대한 스웰링을 용이하게 측정할 수 있다.In a specific example, the swelling measuring unit 160 is disposed on the upper surface of the first plate 120, the first plate 120, the guide bar 161 disposed along the width (W) direction; and a guide wall 162 installed at one end of the guide bar 161 and extending downward. In addition, an ultrasonic sensor may be installed on the inner surface of the guide wall 162 . That is, when swelling occurs in the full width direction of the battery cell 110 , the volume change occurs in the battery cell 110 in the full width direction in which the ultrasonic sensor is installed. In this case, the ultrasonic sensor can easily measure swelling in the full width direction of the battery cell 110 .

다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)에서 측벽 및 초음파 센서의 이격 거리(L2)는, 측벽과 제1 플레이트(120)의 타측 사이 길이(W2)와 대응되는 구조이다. 구체적인 예에서, 전지 셀(110)의 전폭 길이를 측정할 때, 측벽과 제1 플레이트(120)의 타측 사이의 길이(W2)를 측정하고, 길이(W2)에서 초음파 센서로 측정한 거리(S)를 빼서 전지 셀의 전폭 길이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측벽 및 초음파 센서의 이격 거리(L2)가 135 mm 이고, 상기 초음파 센서로 측정한 거리(S)가 36 mm 일 때, 상기 전지 셀(110)의 전폭 길이는 99 mm 로 계산될 수 있다. In another example, the separation distance L2 between the sidewall and the ultrasonic sensor in the cell jig 100 for measuring swelling of the battery cell according to the present invention is the length W2 between the sidewall and the other side of the first plate 120 . is the corresponding structure. In a specific example, when measuring the full width length of the battery cell 110 , the length W2 between the sidewall and the other side of the first plate 120 is measured, and the distance S measured by the ultrasonic sensor from the length W2 . ) can be subtracted to measure the total width and length of the battery cell. For example, when the separation distance L2 between the sidewall and the ultrasonic sensor is 135 mm and the distance S measured by the ultrasonic sensor is 36 mm, the full width length of the battery cell 110 is calculated to be 99 mm. can

한편, 상기 전지 셀(110)의 전폭 변화 측정은 전지 셀(110)의 스웰링 전의 전폭 길이와 스웰링 중 또는 스웰링 후의 전폭 길이를 측정하여 서로 비교함으로써, 전지 셀(110)의 전폭 변화 정도를 용이하게 측정할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 초음파 센서를 이용하여 비 접촉 방식으로 스웰링 변화를 측정함으로써, 실험 또는 충방전 중의 스웰링 변화를 용이하게 측정할 수 있다.Meanwhile, in the measurement of the change in the overall width of the battery cell 110 , the full width length of the battery cell 110 before swelling and the full width length during or after the swelling of the battery cell 110 are measured and compared with each other. can be easily measured. In particular, the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention measures the swelling change in a non-contact manner using an ultrasonic sensor, so that it can easily measure the swelling change during an experiment or charging/discharging. .

아울러, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 상기 전지 셀(110)과 전기적으로 연결되는 충방전부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 충방전부는, 전지 셀(110)로 충전 전원을 공급하거나, 전지 셀(110)로부터 방전 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 전지 셀(110)로 충전 전원을 공급한다는 것은 반드시 전지 셀(110)을 완충시키기 위한 정도의 충분한 전원을 공급한다는 의미로 한정되는 것은 아니다. 전지 셀(110)로부터 방전 전원을 공급받는다는 의미도 마찬가지로 사용될 수 있으므로 반복된 설명은 생략하도록 한다.In addition, the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention may further include a charging/discharging unit (not shown) electrically connected to the battery cell 110 . The charging/discharging unit may supply charging power to the battery cell 110 or receive discharging power from the battery cell 110 . Here, the supply of charging power to the battery cell 110 is not necessarily limited to the meaning of supplying sufficient power to the extent of buffering the battery cell 110 . Since the meaning of receiving discharge power from the battery cell 110 can be used in the same way, a repeated description will be omitted.

또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그를 이용한 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정 방법은 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그에 전지 셀을 안착시켜, 충방전에 따른 전지 셀에 스웰링을 유도하고, 상기 전지 셀의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여, 전지 셀의 전폭 변화량을 측정하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a method for measuring swelling of a battery cell using the cell jig for measuring swelling of a battery cell as described above. In one example, in the method for measuring swelling of a battery cell according to the present invention, the battery cell is seated on a cell jig for measuring the swelling of the battery cell to induce swelling in the battery cell according to charging and discharging, and and measuring an amount of change in the total width of the battery cell by detecting a change in ultrasonic waves according to the swelling phenomenon.

상기 전지 셀의 전폭 변화량의 측정 과정은 앞서 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Since the process of measuring the change in the total width of the battery cell has been described above, a detailed description thereof will be omitted.

이하에서는, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 다양한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, various forms of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(제1 실시형태)(First embodiment)

도 3 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 정면도이다.3 is a front view of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 전지 셀(110)을 사이에 두고 양면을 가압하는 제1 및 제2 플레이트(120, 130); 전지 셀(110)을 가압할 수 있도록 제1 및 제2 플레이트(120, 130)를 고정하는 볼트 및 너트(미도시); 전지 셀(110)과 전기적으로 연결되는 충방전부(미도시); 및 전지 셀(110)의 길이 방향을 기준으로, 전지 셀(110)의 측면과 일정거리 이격되는 초음파 센서(163, 163')를 포함하는 스웰링 측정부(160)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3 , the cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes first and second plates 120 and 130 for pressing both sides with the battery cell 110 interposed therebetween; Bolts and nuts (not shown) for fixing the first and second plates 120 and 130 to press the battery cell 110 ; a charging/discharging unit (not shown) electrically connected to the battery cell 110 ; and a swelling measuring unit 160 including ultrasonic sensors 163 and 163 ′ that are spaced apart from the side surface of the battery cell 110 by a predetermined distance based on the longitudinal direction of the battery cell 110 .

본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(100)는 전지 셀(110)의 충방전시 비접촉 방식으로 초음파 센서(미도시)를 이용하여 전지 셀(110)의 전폭 방향에 대한 스웰링(swelling)을 측정한다. 구체적인 예에서, 전지 셀(110)은 충방전시 스웰링이 진행되고, 이에 따라 전폭 방향으로도 스웰링이 진행될 수 있다. 이때, 상기 스웰링 측정부(160)의 초음파 센서(163, 163')는 전지 셀(110)의 측면까지의 거리를 감지하여, 전지 셀(110)의 전폭 방향에 대한 스웰링을 측정할 수 있으며, 전지 셀(110)의 전폭 변화를 용이하게 측정할 수 있다.The cell jig 100 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention uses an ultrasonic sensor (not shown) in a non-contact manner during charging and discharging of the battery cell 110 to perform swelling in the full width direction of the battery cell 110 . (swelling) is measured. In a specific example, the battery cell 110 may undergo swelling during charging and discharging, and accordingly, swelling may proceed in the full width direction as well. At this time, the ultrasonic sensors 163 and 163 ′ of the swelling measuring unit 160 may measure the swelling in the full width direction of the battery cell 110 by detecting the distance to the side surface of the battery cell 110 . and a change in the overall width of the battery cell 110 can be easily measured.

한편, 상기 스웰링 측정부(160)는 가이드 바(161), 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162') 및 제1 및 제2 초음파 센서(163, 163')를 포함한다. 구체적으로, 가이드 바(161)는 제1 플레이트(120)의 상부면에 배치되되, 제1 플레이트(120)의 폭 방향(W1)을 따라 배치된다. 아울러, 상기 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162')은 가이드 바(161)의 양측 단부에 각각 설치되는 것으로, 하부 방향으로 연장되도록 설치된다. 상기 제1 및 제2 가이드 벽(162, 162')은 전지 셀(110)의 전폭 방향에 대한 스웰링을 용이하게 측정하기 위해서 전지 셀(110)의 측면과 일정거리 이격 되도록 연장되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the swelling measuring unit 160 includes a guide bar 161 , first and second guide walls 162 and 162 ′, and first and second ultrasonic sensors 163 and 163 ′. Specifically, the guide bar 161 is disposed on the upper surface of the first plate 120 , and is disposed along the width direction W1 of the first plate 120 . In addition, the first and second guide walls 162 and 162 ′ are installed at both ends of the guide bar 161 , respectively, and are installed to extend downward. It is preferable that the first and second guide walls 162 and 162 ′ extend to be spaced apart from the side surface of the battery cell 110 by a predetermined distance in order to easily measure the swelling in the full width direction of the battery cell 110 . .

나아가, 제1 및 제2 초음파 센서(163, 163')는 스웰링 측정부(160)의 제1 및 제2 가이드 벽(162)의 내측에 각각 설치된다. 이때, 각각의 제1 및 제2 초음파 센서(163, 163')는 제1 플레이트의 폭(W) 방향에 대하여 각각 양 말단의 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 전지 셀(110)의 측면과 일정거리 이격되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 및 제2 초음파 센서(163, 163')의 이격 거리(L1)는, 제1 또는 제2 플레이트의 폭(W1) 길이와 대응되도록 설치될 수 있다.Furthermore, the first and second ultrasonic sensors 163 and 163 ′ are respectively installed inside the first and second guide walls 162 of the swelling measuring unit 160 . In this case, each of the first and second ultrasonic sensors 163 and 163 ′ is preferably installed at both ends of the first plate in the width (W) direction, respectively, and the side surface of the battery cell 110 and It is preferable to be installed at a location spaced apart by a certain distance. In this case, the separation distance L1 of the first and second ultrasonic sensors 163 and 163 ′ may be installed to correspond to the length W1 of the first or second plate.

구체적으로, 상기 전지 셀(110)의 전폭 길이를 측정할 때, 제1 플레이트(120)의 폭 길이(W1)에서 제1 및 제2 초음파 센서로 측정한 거리(S1, S2)를 각각 빼서 전지 셀의 전폭 길이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(120)의 폭(W1) 길이가 170 mm 이고, 제1 및 제2 초음파 센서로 측정한 거리(S1, S2)가 각각 35 mm, 36 mm 일 때, 상기 전지 셀(110)의 전폭 길이는 99 mm 로 계산될 수 있다.Specifically, when measuring the full width length of the battery cell 110 , the distances S1 and S2 measured by the first and second ultrasonic sensors are subtracted from the width length W1 of the first plate 120 , respectively. The full width and length of the cell can be measured. For example, when the width W1 of the first plate 120 has a length of 170 mm and the distances S1 and S2 measured by the first and second ultrasonic sensors are 35 mm and 36 mm, respectively, the battery cell The full width length of (110) can be calculated as 99 mm.

상기 전지 셀(110)의 전폭 변화 측정은 전지 셀(110)의 스웰링 전의 전폭 길이와 스웰링 중 또는 스웰링 후의 전폭 길이를 측정하여 서로 비교함으로써, 전지 셀의 전폭 변화 정도를 용이하게 측정할 수 있다.In the measurement of the change in the overall width of the battery cell 110, the total width of the battery cell 110 before swelling is measured and compared with each other by measuring the full width length during or after the swelling of the battery cell 110. can

(제2 실시형태)(Second embodiment)

도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그의 정면도이다.4 is a front view of a cell jig for measuring swelling of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(200)는 전지 셀(210)을 사이에 두고 양면을 가압하는 제1 및 제2 플레이트(220, 230); 전지 셀(210)을 가압할 수 있도록 제1 및 제2 플레이트(220, 230)를 고정하는 볼트 및 너트(미도시); 전지 셀(210)과 전기적으로 연결되는 충방전부(미도시); 및 전지 셀(210)의 길이 방향을 기준으로, 전지 셀(210)의 측면과 일정거리 이격되는 초음파 센서(263)를 포함하는 스웰링 측정부(260)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4 , the cell jig 200 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes first and second plates 220 and 230 for pressing both sides with the battery cell 210 interposed therebetween; Bolts and nuts (not shown) for fixing the first and second plates 220 and 230 to pressurize the battery cell 210 ; a charging/discharging unit (not shown) electrically connected to the battery cell 210 ; and a swelling measuring unit 260 including an ultrasonic sensor 263 spaced apart from a side surface of the battery cell 210 by a predetermined distance based on the longitudinal direction of the battery cell 210 .

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(200)는 측벽(270)과 하나의 초음파 센서(263)를 포함한다. 상기 측벽(270)은 제1 및 제2 플레이트(220, 230) 사이에 배치되며, 전지 셀(210)의 일측에 길이 방향을 따라 배치된다. 이때, 상기 측벽(270)은 제1 플레이트(220) 또는 제2 플레이트(230)에 설치될 수 있으며, 상기 측벽(270)의 높이는 제1 및 제2 플레이트(220, 230) 사이에 안착되는 전지 셀(110)의 두께 보다 낮은 것이 바람직하다.More specifically, the cell jig 200 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention includes a sidewall 270 and one ultrasonic sensor 263 . The sidewall 270 is disposed between the first and second plates 220 and 230 , and is disposed along the longitudinal direction at one side of the battery cell 210 . In this case, the sidewall 270 may be installed on the first plate 220 or the second plate 230 , and the height of the sidewall 270 is a battery seated between the first and second plates 220 and 230 . It is preferable that the thickness of the cell 110 is lower than that.

아울러, 상기 전지 셀(210)의 일면은 상기 측벽(270)과 접하도록 배치되며, 상기 초음파 센서(263)는, 측벽(270)이 설치되지 않은 전지 셀(210)의 타측에 배치된다. In addition, one surface of the battery cell 210 is disposed in contact with the sidewall 270 , and the ultrasonic sensor 263 is disposed on the other side of the battery cell 210 on which the sidewall 270 is not installed.

구체적으로, 스웰링 측정부(260)는 제1 플레이트(220)의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트(220) 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바(261); 및 가이드 바(261)의 일측 단부에 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 가이드 벽(262)을 포함한다. 아울러, 상기 가이드 벽(262)의 내면에는 초음파 센서(263)가 설치된다. 즉, 전지 셀(210)이 전폭 방향에 대하여 스웰링이 발생하면, 전지 셀(110)은 초음파 센서(263)가 설치된 전폭 방향으로 부피 변화가 발생한다. 이때 상기 초음파 센서(263)는 전지 셀(210)의 전폭 방향에 대한 스웰링을 용이하게 측정할 수 있다.Specifically, the swelling measuring unit 260 is disposed on the upper surface of the first plate 220, the first plate 220, the guide bar 261 disposed along the width (W) direction; and a guide wall 262 installed at one end of the guide bar 261 and extending downward. In addition, an ultrasonic sensor 263 is installed on the inner surface of the guide wall 262 . That is, when swelling occurs in the full width direction of the battery cell 210 , the volume change occurs in the battery cell 110 in the full width direction in which the ultrasonic sensor 263 is installed. In this case, the ultrasonic sensor 263 can easily measure swelling in the full width direction of the battery cell 210 .

나아가, 본 발명에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그(200)에서 측벽(270) 및 초음파 센서(263)의 이격 거리(L2)는, 측벽(270)과 제1 플레이트(220)의 타측 사이 길이(W2)와 대응되는 구조이다. 구체적인 예에서, 전지 셀(210)의 전폭 길이를 측정할 때, 측벽(270)과 제1 플레이트(220)의 타측 사이의 길이(W2)를 측정하고, 길이(W2)에서 초음파 센서(163)로 측정한 거리(S)를 빼서 전지 셀(210)의 전폭 길이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측벽(270) 및 초음파 센서(263)의 이격 거리(L2)가 135 mm 이고, 상기 초음파 센서(163)로 측정한 거리(S)가 36 mm 일 때, 상기 전지 셀(210)의 전폭 길이는 99 mm 로 계산될 수 있다. Furthermore, in the cell jig 200 for measuring swelling of a battery cell according to the present invention, the separation distance L2 between the sidewall 270 and the ultrasonic sensor 263 is the other side of the sidewall 270 and the first plate 220 . It is a structure corresponding to the intervening length W2. In a specific example, when measuring the length of the full width of the battery cell 210 , the length W2 between the sidewall 270 and the other side of the first plate 220 is measured, and the ultrasonic sensor 163 at the length W2 The total length of the battery cell 210 may be measured by subtracting the measured distance S. For example, when the separation distance L2 between the sidewall 270 and the ultrasonic sensor 263 is 135 mm and the distance S measured by the ultrasonic sensor 163 is 36 mm, the battery cell 210 The full width length of can be calculated to be 99 mm.

상기 전지 셀(210)의 전폭 변화 측정은 전지 셀(210)의 스웰링 전의 전폭 길이와 스웰링 중 또는 스웰링 후의 전폭 길이를 측정하여 서로 비교함으로써, 전지 셀의 전폭 변화 정도를 용이하게 측정할 수 있다.In the measurement of the change in the overall width of the battery cell 210, the full width length of the battery cell 210 before swelling is measured and compared with each other by measuring the full width length during or after the swelling of the battery cell 210 to easily measure the change in the total width of the battery cell can

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art or those having ordinary skill in the art will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims. It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10: 두께 측정기
11: 전지 셀
12: 안착부
13: 추
15: 변이 측정 부재
100, 200: 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그
110, 210: 전지 셀
120, 220: 제1 플레이트
130, 230: 제2 플레이트
140: 볼트
150: 너트
160, 260: 스웰링 측정부
161, 261: 가이드바
162, 162, 262' : 제1 및 제2 지지체
163, 263: 초음파 센서10: thickness gauge
11: battery cell
12: seating part
13: Chu
15: no disparity measurement
100, 200: Cell jig for measuring swelling of battery cells
110, 210: battery cell
120, 220: first plate
130, 230: second plate
140: volt
150: nut
160, 260: swelling measuring unit
161, 261: guide bar
162, 162, 262': first and second supports
163, 263: ultrasonic sensor

Claims

전지 셀을 사이에 두고 양면을 가압하는 제1 및 제2 플레이트;
전지 셀을 가압할 수 있도록 제1 및 제2 플레이트를 고정하는 볼트 및 너트;
전지 셀과 전기적으로 연결되는 충방전부; 및
전지 셀의 길이 방향을 기준으로, 전지 셀의 측면과 일정거리 이격되는 초음파 센서를 포함하는 스웰링 측정부를 포함하며,
상기 초음파 센서는, 전지 셀의 충방전시 비접촉 방식으로, 전지 셀의 전폭 방향의 스웰링(swelling)을 측정하는 것을 특징으로 하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
first and second plates for pressing both sides with the battery cells interposed therebetween;
bolts and nuts for fixing the first and second plates to pressurize the battery cells;
a charging/discharging unit electrically connected to the battery cell; and
It includes a swelling measuring unit including an ultrasonic sensor spaced apart from the side of the battery cell by a predetermined distance based on the longitudinal direction of the battery cell,
The ultrasonic sensor is a cell jig for measuring swelling of a battery cell, characterized in that for measuring swelling (swelling) in the full width direction of the battery cell in a non-contact method during charging and discharging of the battery cell.

제 1 항에 있어서,
초음파 센서는, 전지 셀의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여, 전지 셀의 전폭 변화를 측정하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
The method of claim 1,
The ultrasonic sensor is a cell jig for measuring swelling of a battery cell, which detects an ultrasonic change according to a swelling phenomenon of the battery cell, and measures a change in an overall width of the battery cell.

제 1 항에 있어서,
스웰링 측정부는, 제1 플레이트의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트의 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바; 및
가이드 바의 양측 단부에 각각 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 제1 및 제2 가이드 벽을 포함하며,
제1 및 제2 가이드 벽의 내면에는 제1 및 제2 초음파 센서가 각각 설치되는 구조인 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
The method of claim 1,
The swelling measuring unit may include: a guide bar disposed on the upper surface of the first plate and disposed along the width (W) direction of the first plate; and
It is installed on both ends of the guide bar, respectively, including first and second guide walls extending in the lower direction,
A cell jig for measuring swelling of a battery cell having a structure in which first and second ultrasonic sensors are respectively installed on inner surfaces of the first and second guide walls.

제 3 항에 있어서,
제1 및 제2 초음파 센서의 이격 거리(L1)는, 제1 플레이트의 폭(W1) 길이와 대응되는 구조인 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
4. The method of claim 3,
The separation distance L1 of the first and second ultrasonic sensors is a cell jig for measuring swelling of the battery cell having a structure corresponding to the length W1 of the width of the first plate.

제 3 항에 있어서,
가이드 바는, 제1 플레이트의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 구조를 갖는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
4. The method of claim 3,
The guide bar is a cell jig for measuring swelling of a battery cell having a structure that is movably installed along the longitudinal direction of the first plate.

제 1 항에 있어서,
제1 및 제2 플레이트 사이에 배치되되, 전지 셀의 일측에 길이 방향을 따라 배치되는 측벽을 더 포함하며,
상기 초음파 센서는, 측벽이 설치되지 않은 전지 셀의 타측에 배치되는 구조인 것을 특징으로 하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
The method of claim 1,
Doedoe disposed between the first and second plates, further comprising a sidewall disposed along the longitudinal direction on one side of the battery cell,
The ultrasonic sensor is a cell jig for measuring swelling of a battery cell, characterized in that it has a structure disposed on the other side of the battery cell in which a sidewall is not installed.

제 6 항에 있어서,
스웰링 측정부는, 제1 플레이트의 상부면에 배치되되, 상기 제1 플레이트 폭(W) 방향을 따라 배치되는 가이드 바; 및
가이드 바의 일측 단부에 설치되되, 하부 방향으로 연장되는 가이드 벽을 포함하며,
가이드 벽의 내면에는 초음파 센서가 설치되는 구조인 것을 특징으로 하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
7. The method of claim 6,
The swelling measuring unit may include: a guide bar disposed on the upper surface of the first plate and disposed along the width (W) direction of the first plate; and
It is installed on one end of the guide bar, including a guide wall extending in the lower direction,
A cell jig for measuring swelling of a battery cell, characterized in that the ultrasonic sensor is installed on the inner surface of the guide wall.

제 6 항에 있어서,
측벽 및 초음파 센서의 이격 거리(L2)는, 측벽과 제1 플레이트의 타측 사이 길이(W2)와 대응되는 구조인 것을 특징으로 하는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
7. The method of claim 6,
A cell jig for measuring swelling of a battery cell, characterized in that the separation distance L2 between the sidewall and the ultrasonic sensor has a structure corresponding to the length W2 between the sidewall and the other side of the first plate.

제 6 항에 있어서,
측벽은, 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에 설치되되, 전지 셀의 측면에 접하도록 배치되는 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그.
7. The method of claim 6,
The side wall is a cell jig for measuring swelling of a battery cell, which is installed on the first plate or the second plate and is disposed to be in contact with the side of the battery cell.

제 1 항에 따른 전지 셀의 스웰링 측정용 셀 지그에 전지 셀을 안착시켜, 충방전에 따른 전지 셀에 스웰링을 유도하고,
상기 전지 셀의 스웰링 현상에 따른 초음파 변화를 감지하여, 전지 셀의 전폭 변화량을 측정하는 전지 셀의 스웰링 측정 방법.The battery cell is seated on the cell jig for measuring the swelling of the battery cell according to claim 1 to induce swelling in the battery cell according to charging and discharging,
A method for measuring swelling of a battery cell, wherein an amount of change in an overall width of the battery cell is measured by detecting an ultrasonic change according to the swelling phenomenon of the battery cell.