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KR100477719B1 - Battery for testing interfacial resistance and testing method of resistance using the same - Google Patents

Battery for testing interfacial resistance and testing method of resistance using the same Download PDF

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KR100477719B1
KR100477719B1 KR1019970037254A KR19970037254A KR100477719B1 KR 100477719 B1 KR100477719 B1 KR 100477719B1 KR 1019970037254 A KR1019970037254 A KR 1019970037254A KR 19970037254 A KR19970037254 A KR 19970037254A KR 100477719 B1 KR100477719 B1 KR 100477719B1
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Abstract

본 발명은 계면 저항 측정용 전지 및 이를 이용하는 저항 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전지의 계면 저항이 전지 조립체로 되어 있는 상태에서 측정된다. 리튬 이온 전지의 경우, 본 발명에 따르면 제1 집전체에 애노드 활물질층이 코팅되어 있는 애노드 극판, 제2 집전체에 캐소드 활물질층이 코팅되어 있는 캐소드 극판, 상기 애노드 극판과 상기 캐소드 극판 사이에 개재되어 있는 두 개의 세퍼레이터, 및 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선을 포함하는 측정용 전지가 제공된다. 이러한 전지를 이용하면, 전지의 충방전 중에 전지를 분해하지 않고 계면 사이의 저항을 측정하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 계면 저항 측정이 전지로 조립된 상태에서 측정되므로, 측정값에 대한 신뢰도도 크다는 장점이 있다.The present invention relates to a battery for measuring interfacial resistance and a resistance measuring method using the same. According to the present invention, the interface resistance of the battery is measured in the state of being the battery assembly. In the case of a lithium ion battery, according to the present invention, an anode electrode plate in which an anode active material layer is coated on a first current collector, a cathode electrode plate in which a cathode active material layer is coated on a second current collector, interposed between the anode electrode plate and the cathode electrode plate A measuring battery including two separators, and a lead wire interposed between the two separators, is provided. With such a battery, it is possible to measure the resistance between interfaces without disassembling the battery during charge and discharge of the battery. In addition, since the interface resistance measurement is measured in the assembled state of the battery, there is an advantage that the reliability of the measured value is also high.

Description

계면 저항 측정용 전지 및 이를 이용하는 저항 측정 방법{Battery for testing interfacial resistance and testing method of resistance using the same}Battery for measuring interfacial resistance and resistance measuring method using same {Battery for testing interfacial resistance and testing method of resistance using the same}

본 발명은 계면 저항 측정용 전지 및 이를 이용하는 저항 측정 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전지의 충방전 중에 전지를 분해하지 않고 조립된 상태에서 계면 사이의 저항을 측정하기 위한 전지 및 이를 이용하는 저항 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery for measuring interfacial resistance and a resistance measuring method using the same. Specifically, a battery for measuring resistance between interfaces in an assembled state without disassembling the battery during charge and discharge of the battery, and a resistance measuring method using the same. It is about.

전지는 일회용인 1차전지와 충전하여 재사용이 가능한 2차전지로 구분된다. 2차 전지는 NiCd 전지, NiMH 전지, 리튬 2차전지 등이 있다. 이중, 리튬 2차전지는 다른 2차 전지에 비해 용량이 크다는 장점이 있어서, 이를 실용화 및 개선하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 리튬 2차전지는 전해질, 전극 재료에 따라 리튬 이온 전지, 고분자 전해질 전지, 플라스틱 리튬 이온 전지 등으로 구분될 수 있다.Batteries are divided into rechargeable primary batteries and rechargeable secondary batteries that can be recharged. Secondary batteries include NiCd batteries, NiMH batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have an advantage of having a larger capacity than other secondary batteries, and studies for practical use and improvement thereof have been actively conducted. The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a polymer electrolyte battery, a plastic lithium ion battery, and the like according to an electrolyte and an electrode material.

도 1은 리튬 이온 전지의 단위 셀에 대한 개략적인 단면도로서, 집전체 (1)에 애노드 활물질층 (2)이 코팅되어 있는 애노드 극판 (3), 및 집전체 (4)에 캐소드 활물질층 (5)이 코팅되어 있는 캐소드 극판 (6) 사이에 세퍼레이터 (7)가 개재되어 있다. 리튬 이온 전지는 애노드 활물질층과 캐소드 활물질층 사이의 이온 전달 매체로서 액체 전해질 (미도시)이 이용된다. 캐소드 활물질층의 주성분으로는 LiMn2O4, LiNiO2 또는 LiCoO2 등이 있으며, 애노드 활물질층의 주성분으로는 그래파이트 또는 카본 등이 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a unit cell of a lithium ion battery, in which an anode electrode plate 3 having an anode active material layer 2 coated on a current collector 1, and a cathode active material layer 5 on a current collector 4 are shown in FIG. The separator 7 is interposed between the cathode electrode plates 6 coated with the shell). In the lithium ion battery, a liquid electrolyte (not shown) is used as an ion transfer medium between the anode active material layer and the cathode active material layer. The main component of the cathode active material layer is LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiCoO 2 , and the like, and the main component of the anode active material layer is graphite or carbon.

이러한 리튬 이온 전지에서는 내부저항으로 인한 전압 강하(IR drop), 캐소드나 애노드에서의 오버포텐셜(overpotential)로 인한 용량 감소의 문제가 일어난다. 특히, 충방전을 반복하면 캐소드/세퍼레이터 계면, 애노드/세퍼레이터 계면 등에서 저항이 증가하게 된다. 리튬 이온 전지의 경우, 액체 전해질을 사용하기 때문에 내부 저항으로 인한 용량 감소는 미미하지만, 비활성층(passivation layer) 형성으로 인한 캐소드 오버포텐셜 또는 애노드 오버포텐셜은 전지의 중요한 용량 감소 원인이 되고 있다. 특히, 캐소드 오버포텐셜이나 애노드 오버포텐셜의 원인이 되는 비활성층은 충방전 초기 단계에서 급속히 형성된다. 또한, 애노드의 경우에는 충방전이 반복되면서 활물질층과 집전체 사이의 접착력이 서서히 감소하여, 계면 저항 증가의 원인이 되고 있다.In such a lithium ion battery, problems of capacity reduction due to voltage drop due to internal resistance (IR drop) and overpotential at the cathode or the anode occur. In particular, when charging and discharging are repeated, resistance increases at the cathode / separator interface, the anode / separator interface, and the like. In the case of lithium ion batteries, the capacity reduction due to internal resistance is insignificant due to the use of a liquid electrolyte, but the cathode overpotential or anode overpotential due to the formation of a passivation layer is a significant cause of the battery's capacity reduction. In particular, the inactive layer that causes the cathode overpotential or the anode overpotential is rapidly formed in the initial stage of charge and discharge. In addition, in the case of the anode, as the charge and discharge are repeated, the adhesive force between the active material layer and the current collector gradually decreases, causing an increase in the interface resistance.

한편, 플라스틱 리튬 이온 전지는 전해질 및 세퍼레이터가 리튬 이온 전지와 다르며, 기타 구성 요소는 리튬 이온 전지와 동일하다. 즉, 플라스틱 리튬 이온 전지는 전해질이 함침되어 있는 폴리머 세퍼레이터를 채용하기 때문에, 별도의 액체 전해질이 필요하지 않다. 기타, 애노드 활물질층이나 캐소드 활물질층 성분은 리튬 이온 전지와 같다. 이러한 플라스틱 리튬 이온 전지의 경우에도 리튬 이온 전지와 같이, 계면 저항 증가의 문제가 발생하고 있다. 뿐만 아니라, 플라스틱 리튬 이온 전지는 액체 전해질을 사용하지 않기 때문에 내부 저항으로 인한 용량 감소도 큰 문제가 되고 있다.On the other hand, in the plastic lithium ion battery, the electrolyte and the separator are different from the lithium ion battery, and the other components are the same as the lithium ion battery. That is, since the plastic lithium ion battery adopts the polymer separator in which the electrolyte is impregnated, a separate liquid electrolyte is not necessary. In addition, an anode active material layer and a cathode active material layer component are the same as a lithium ion battery. In the case of such a plastic lithium ion battery, a problem of an increase in interfacial resistance occurs like a lithium ion battery. In addition, since the plastic lithium ion battery does not use a liquid electrolyte, capacity reduction due to internal resistance is also a big problem.

이와 같이, 리튬 2차전지는 활물질층 자체나 계면 사이에 저항이 있을 뿐만 아니라 충방전 과정 중에 계면 저항이 더욱 증가하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 리튬 2차전지의 성능을 결정하는 중요한 변수가 된다. 따라서, 전지의 성능을 개선하기 위하여, (ⅰ) 활물질층 자체의 저항이 어느 정도인가?, (ⅱ) 충방전에 따른 저항의 증가 정도가 얼마인가?, 또는 (ⅲ) 저항은 캐소드와 애노드중 어느 쪽에서 증가하는가? 등에 대한 정확한 평가가 우선적으로 요구된다.As described above, the lithium secondary battery not only has resistance between the active material layer itself or the interface, but also has a problem in that the interface resistance increases further during the charging and discharging process. This problem becomes an important variable for determining the performance of the lithium secondary battery. Therefore, in order to improve the performance of the battery, what is the resistance of (i) the active material layer itself, (ii) how much is the increase in resistance due to charge and discharge, or (iii) the resistance of the cathode and the anode? On which side does it increase? Accurate evaluation of the back is required first.

이와 관련하여, 종래의 평가 방법에 따르면, 캐소드 또는 애노드의 저항을 측정하기 위하여 전지 셀을 분해할 필요가 있다. 이 경우, 활물질층 자체의 저항이나, 계면 저항 등을 정확하게 측정하기 어렵다는 문제점이 있다. 특히, 전지를 분해하면 비활성층 형성으로 인한 계면 저항의 증가 정도를 정확하게 측정하기 어렵다는 문제점이 있다.In this regard, according to the conventional evaluation method, it is necessary to disassemble the battery cell in order to measure the resistance of the cathode or the anode. In this case, there is a problem that it is difficult to accurately measure the resistance of the active material layer itself or the interface resistance. In particular, when the battery is disassembled, there is a problem that it is difficult to accurately measure the increase in the interfacial resistance due to the inert layer formation.

본 발명이 이루고 하는 제1 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 분해하지 않고 계면 저항을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 충방전을 반복실시하는 과정에서 반복적으로 계면 저항 측정이 가능한 전지를 제공하는 것이다.The first technical problem to be solved by the present invention is to provide a battery capable of measuring the interface resistance repeatedly in the process of repeatedly performing charge and discharge, as well as measuring the interface resistance without disassembling to solve the above problems.

본 발명이 이루고자 하는 제2 기술적 과제는 상술한 전지를 이용하여 계면 저항을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.The second technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for measuring the interface resistance using the above-described battery.

상기 제1 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 제1 집전체에 애노드 활물질층이 코팅되어 있는 애노드 극판, 제2 집전체에 캐소드 활물질층이 코팅되어 있는 캐소드 극판, 상기 애노드 극판과 상기 캐소드 극판 사이에 개재되어 있는 두 개의 세퍼레이터, 및 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 전지의 계면 저항 측정용 전지가 제공된다.In order to achieve the first object, in the present invention, an anode electrode plate coated with an anode active material layer on a first current collector, a cathode electrode plate coated with a cathode active material layer on a second current collector, and between the anode electrode plate and the cathode electrode plate. Provided is a battery for measuring interfacial resistance of a lithium ion battery, including two intervening separators and a lead wire interposed between the two separators.

상기 제1 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 제1 집전체에 애노드 활물질층이 코팅되어 있는 애노드 극판, 제2 집전체에 캐소드 활물질층이 코팅되어 있는 캐소드 극판, 상기 애노드 극판과 상기 캐소드 극판 사이에 개재되어 있으며, 전해질이 함침되어 있는 두 개의 세퍼레이터, 및 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬이온 전지의 계면 저항 측정용 전지도 제공된다.In order to achieve the first object, in the present invention, an anode electrode plate having an anode active material layer coated on the first current collector, a cathode electrode plate having a cathode active material layer coated on the second current collector, between the anode electrode plate and the cathode electrode plate Also provided is a battery for measuring interfacial resistance of a plastic lithium ion battery, comprising: two separators impregnated with an electrolyte, and a lead wire interposed between the two separators.

상기 제2 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 제1 집전체, 애노드 활물질층, 제1 세퍼레이터, 제2 세퍼레이터, 캐소드 활물질층 및 제2 집전체가 순차적으로 적층되어 있으며 이온 전도체로서 액체전해질이 이용되는 실험용 전지, 및 분석 반응이 일어나는 전극인 워킹 전극, 상기 워킹 전극의 포텐셜을 측정하기 위한 기준 전극인 레퍼런스 전극, 전류가 흘러나가는 전극인 센싱 전극 및 전류 소통을 위하여 상기 센싱 전극의 대응 전극 역할을 하는 카운터 전극을 갖는 포텐셔스타트를 이용하는 리튬 이온전지의 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법으로서, 상기 워킹 전극과 상기 센싱 전극은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 어느 하나에 연결하고, 상기 레퍼런스 전극은 상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터 사이에 삽입되어 있는 리드선에 연결하며, 상기 카운터 전극은 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 다른 하나에 연결한 상태에서, 주파수 변화에 따른 임피던스를 측정하는 것을 특징으로 하는 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법이 제공된다. In order to achieve the second object, in the present invention, the first current collector, the anode active material layer, the first separator, the second separator, the cathode active material layer and the second current collector are sequentially stacked, and a liquid electrolyte is used as an ion conductor. And a working electrode which is an electrode for analytical reaction, a reference electrode which is a reference electrode for measuring the potential of the working electrode, a sensing electrode which is an electrode through which current flows, and a corresponding electrode of the sensing electrode for current communication. A method of measuring interface resistance between an active material layer and a separator of a lithium ion battery using a potentiometer having a counter electrode, wherein the working electrode and the sensing electrode are connected to any one of the first current collector and the second current collector. The reference electrode is inserted between the first separator and the second separator. Measuring the impedance according to a frequency change in a state in which the counter electrode is connected to the other of the first current collector and the second current collector, and measuring the interface resistance between the active material layer and the separator. A method is provided.

상기 제2 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 제1 집전체, 애노드 활물질층, 액체전해질이 함침되어 있는 제1 및 제2 세퍼레이터, 캐소드 활물질층 및 제2 집전체가 순차적으로 적층되어 있는 실험용 전지, 및 분석 반응이 일어나는 전극인 워킹 전극, 상기 워킹 전극의 포텐셜을 측정하기 위한 기준 전극인 레퍼런스 전극, 전류가 흘러나가는 전극인 센싱 전극 및 전류 소통을 위하여 상기 센싱 전극의 대응 전극 역할을 하는 카운터 전극을 갖는 포텐셔스타트를 이용하는 플라스틱 리튬 이온전지의 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법으로서, 상기 워킹 전극과 상기 센싱 전극은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 어느 하나에 연결하고, 상기 레퍼런스 전극은 상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터 사이에 삽입되어 있는 리드선에 연결하며, 상기 카운터 전극은 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 다른 하나에 연결한 상태에서, 주파수 변화에 따른 임피던스를 측정하는 것을 특징으로 하는 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법도 제공된다.In order to achieve the second object, in the present invention, an experimental battery in which a first current collector, an anode active material layer, a first and second separators impregnated with a liquid electrolyte, a cathode active material layer, and a second current collector are sequentially stacked. And a working electrode serving as an analysis reaction, a reference electrode serving as a reference electrode for measuring the potential of the working electrode, a sensing electrode carrying an electric current, and a counter electrode serving as a corresponding electrode of the sensing electrode for current communication. A method of measuring interface resistance between an active material layer and a separator of a plastic lithium ion battery using a potential start having a positive electrode, wherein the working electrode and the sensing electrode are connected to any one of the first current collector and the second current collector, The reference electrode is a lead wire inserted between the first separator and the second separator. And the counter electrode is connected to the other of the first current collector and the second current collector, and measures the impedance according to the frequency change. Is provided.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail with respect to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 리튬 이온 전지의 계면 저항 측정용 전지 셀에 대한 개략적인 단면도로서, 집전체 (11)에 애노드 활물질층 (12)이 코팅되어 있는 애노드 극판 (13), 집전체 (14)에 캐소드 활물질층 (15)이 코팅되어 있는 캐소드 극판 (16), 상기 애노드 극판 (13)과 상기 캐소드 극판 (16) 사이에 개재되어 있는 두 개의 세퍼레이터 (17, 18) 및 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선 (19)으로 이루어져 있다. 애노드 활물질층과 캐소드 활물질층 사이의 이온 전달 매체로서 작용하는 액체 전해질은 도시되어 있지 않다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring interfacial resistance of a lithium ion battery according to the present invention, in which an anode electrode plate 13 and a collector 14 having an anode active material layer 12 coated on a collector 11. ), Between the cathode electrode plate 16 and the two separators 17 and 18 interposed between the anode electrode plate 13 and the cathode electrode plate 16 with the cathode active material layer 15 coated thereon). And a lead wire 19 interposed therebetween. A liquid electrolyte that acts as an ion transfer medium between the anode active material layer and the cathode active material layer is not shown.

도 2에 도시된 바와 같은 구조의 전지 셀을 이용하면, 충방전 과정에서 발생하는 계면 저항 증가 정도를 간단하게 측정할 수 있다. 예를 들면, 애노드와 세퍼레이터 사이의 계면 저항을 측정하고자 할 경우, 애노드 극판 집전체 (11)에 워킹 전극과 센싱 전극을, 리드선 (19)에 레퍼런스 전극을, 다른 집전체 (14)에 카운터 전극을 연결한다. 여기에서, 워킹 전극은 활물질층의 반응이 일어나게 하고, 레퍼런스 전극은 상기 워킹 전극의 포텐셜을 측정하기 위한 기준 전극이 되므로, 워킹 전극과 레퍼런스 전극 사이의 포텐셜 차이가 측정된다. 또한, 센싱 전극에서는 전류가 흘러나가고, 그 대응 전극인 카운터 전극으로 전류가 흘러들어가는 역할을 한다. 이 때, 워킹 전극의 포텐셜을 일정하게 유지하면서 주파수를 변화시키면서 교류 임피던스 측정기를 이용하여 임피던스를 측정하면 계면 저항값이 얻어진다. 이와 같은 임피던스 측정은 상기 4개 전극을 갖는 포텐셔스타트(potentiostat)를 이용하면 간단하게 이루어질 수 있다.Using a battery cell having a structure as shown in Figure 2, it is possible to simply measure the increase in the interfacial resistance generated during the charge and discharge process. For example, when measuring the interfacial resistance between the anode and the separator, the working electrode and the sensing electrode in the anode plate current collector 11, the reference electrode in the lead wire 19, and the counter electrode in the other current collector 14 Connect Here, since the working electrode causes the reaction of the active material layer to occur, and the reference electrode becomes a reference electrode for measuring the potential of the working electrode, the potential difference between the working electrode and the reference electrode is measured. In addition, a current flows from the sensing electrode, and a current flows into the counter electrode corresponding to the counter electrode. At this time, the interface resistance value is obtained by measuring the impedance using an AC impedance meter while changing the frequency while keeping the potential of the working electrode constant. Such impedance measurement can be made simply by using a potentiostat having the four electrodes.

도 3은 본 발명의 방법에 따라 측정되는 계면의 임피던스를 나타내는 그래프이다. 도 3에서, 곡선은 주파수에 따라 변하는 임피던스 값으로서, 원점에 가까운 지점의 값은 고주파수에서 측정된 임피던스이고, 원점에서 멀리 떨이진 지점의 임피던스 값은 원점 부근에 비해 저주파수에서 측정된 임피던스를 나타낸다. 즉, 고주파수에서 저주파수에 이르기까지 주파수를 서서히 낮추면서 임피던스를 측정하면 도 3에 도시된 바와 같은 그래프가 얻어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 측정되는 임피던스 값을 나타내는 곡선은 포물선 형태이다. 즉, 임피던스의 실수부와 허수부의 값이 동시에 증가하다가, 일정 한계점에서부터 실수부의 값은 계속 증가하는 반면 허수부의 값은 감소하여 제로가 된다. 다시말해, 실험을 통하여 얻어지는 임피던스의 실수부와 허수부 값은, 측정되는 대상의 저항 크기 및 활물질층 두께 등에 따라 달라질 수 있지만, 도 3에서처럼 기본적으로 포물선형으로 얻어진다. 포물선형 곡선에서, 임피던스의 허수부 값이 제로일 때의 실수부 값(R1)이 순수한 저항값으로서, 애노드와 세퍼레이터 사이의 계면 저항이다.3 is a graph showing the impedance of an interface measured according to the method of the present invention. In FIG. 3, the curve is an impedance value that varies with frequency, and the value near the origin is the impedance measured at high frequency, and the impedance value at the far point from the origin represents the impedance measured at the low frequency compared to the vicinity of the origin. That is, when the impedance is measured while gradually decreasing the frequency from the high frequency to the low frequency, a graph as shown in FIG. 3 is obtained. As shown in FIG. 3, the curve representing the measured impedance value is parabolic. That is, the values of the real part and the imaginary part of the impedance increase simultaneously, and the value of the real part continues to increase while the value of the imaginary part decreases to zero from a certain limit point. In other words, the real part and the imaginary part value of the impedance obtained through the experiment may vary depending on the resistance size and the active material layer thickness of the object to be measured, but are basically obtained in a parabolic shape as shown in FIG. 3. In the parabolic curve, the real part value R 1 when the imaginary part value of the impedance is zero is a pure resistance value, which is the interface resistance between the anode and the separator.

본 발명에 따르면, 캐소드와 세퍼레이터 사이의 계면 저항도 애노드와 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법과 동일한 방법으로 얻어진다. 즉, 캐소드 극판 집전체 (14)에 워킹 전극과 센싱 전극을, 리드선 (19)에 레퍼런스 전극을, 애노드 집전체 (11)에 카운터 전극을 연결하여, 주파수 변화에 따른 임피던스를 측정하면 도 3과 동일한 포물선형 곡선이 얻어진다. 따라서, 계면 저항값을 결정하는 방법도 상술한 바와 동일하다.According to the present invention, the interface resistance between the cathode and the separator is also obtained by the same method as the method for measuring the interface resistance between the anode and the separator. That is, when the working electrode and the sensing electrode are connected to the cathode electrode current collector 14, the reference electrode is connected to the lead wire 19, and the counter electrode is connected to the anode current collector 11, and the impedance according to the frequency change is measured. The same parabolic curve is obtained. Therefore, the method for determining the interface resistance value is also the same as described above.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 분해하지 않고 조립된 상태에서 리튬 이온 전지의 각 계면 저항을 측정하므로, 정확한 저항값을 얻을 수 있다. 특히, 종래의 방법에 따르면 계면 저항을 측정하기 위하여 전지를 분해하기 때문에, 충방전을 추가로 반복실시한 후 저항을 측정하기 어렵다. 분해한 셀을 다시 조립한다 하더라도, 전지 내부 상태가 분해 이전과 다르게 되므로, 동일한 전지에 대한 반복 실험을 실시한다고 볼 수 없는 것이다.As described above, according to the present invention, since each interface resistance of the lithium ion battery is measured without disassembly, an accurate resistance value can be obtained. In particular, according to the conventional method, since the battery is disassembled in order to measure the interface resistance, it is difficult to measure the resistance after additionally performing charge and discharge. Even if the disassembled cell is reassembled, the internal state of the battery is different from that before disassembly, and thus, it is not possible to repeat the experiment on the same battery.

본 발명에 따르면, 리튬 이온 전지에 이용되는 저항 측정 방법과 동일한 방법으로 플라스틱 리튬 이온 전지의 저항을 측정할 수 있다. 세퍼레이터와 액체 전해질 대신 액체 전해질이 함침된 폴리머 세퍼레이터가 채용되는 것은 제외하고는, 플라스틱 리튬 이온 전지는 리튬 이온 전지와 구조가 동일하기 때문이다. 즉, 플라스틱 리튬 이온 전지의 계면 저항은 도 2와 같은 구조로 제조된 전지를 이용하여 이루어질 수 있다. 도 2에서의 세퍼레이터 (17, 18)가 애노드와 캐소드를 격리시키는 역할을 할 뿐만 아니라 액체 전해질을 함침하고 있어서, 별도의 액체 전해질이 불필요하다는 차이점이 있을 뿐이다. 따라서, 리튬 이온 전지의 경우에서 처럼, 전지를 분해하지 않고 조립된 상태에서 플라스틱 리튬 이온 전지의 애노드/세퍼레이터 또는 캐소드/세퍼레이터 사이의 계면 저항을 측정할 수 있다.According to the present invention, the resistance of a plastic lithium ion battery can be measured by the same method as the resistance measuring method used for a lithium ion battery. This is because the plastic lithium ion battery has the same structure as the lithium ion battery except that a polymer separator in which a liquid electrolyte is impregnated is used instead of the separator and the liquid electrolyte. That is, the interfacial resistance of the plastic lithium ion battery may be made using a battery manufactured in the structure shown in FIG. 2. The separators 17 and 18 in FIG. 2 not only serve to isolate the anode and the cathode, but also impregnate the liquid electrolyte, with the only difference being that no separate liquid electrolyte is necessary. Thus, as in the case of the lithium ion battery, the interface resistance between the anode / separator or the cathode / separator of the plastic lithium ion battery can be measured in the assembled state without disassembling the battery.

이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 전지의 충방전 중에 전지를 분해하지 않고 계면 사이의 저항을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 충방전을 반복실시하는 과정에서 반복적으로 계면 저항 측정을 측정할 수 있다. 뿐만 아니라, 계면 저항 측정이 전지로 조립된 상태에서 측정되므로, 측정값에 대한 신뢰도도 크다는 장점이 있다.As can be seen from the above, according to the present invention, not only the resistance between the interfaces can be measured without disassembling the battery during charge and discharge of the battery, but also the interface resistance measurement can be repeatedly measured in the process of repeatedly performing the charge and discharge. have. In addition, since the interface resistance measurement is measured in the assembled state of the battery, there is an advantage that the reliability of the measured value is also high.

도 1은 리튬 이온 전지의 단위 셀에 대한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a unit cell of a lithium ion battery.

도 2는 본 발명에 따른 리튬 이온 전지의 계면 저항 측정용 전지 셀에 대한 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a battery cell for measuring interfacial resistance of a lithium ion battery according to the present invention.

도 3은 본 발명의 방법에 따라 측정되는 계면의 임피던스를 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing the impedance of an interface measured according to the method of the present invention.

Claims (4)

제1 집전체에 애노드 활물질층이 코팅되어 있는 애노드 극판;An anode electrode plate having an anode active material layer coated on a first current collector; 제2 집전체에 캐소드 활물질층이 코팅되어 있는 캐소드 극판;A cathode electrode plate having a cathode active material layer coated on a second current collector; 상기 애노드 극판과 상기 캐소드 극판 사이에 개재되어 있는 두 개의 세퍼레이터; 및Two separators interposed between the anode electrode plate and the cathode electrode plate; And 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선을 포함하는 전지로서, 임피던스 측정기를 이용하여 계면 저항값의 측정이 가능한 리튬이온 전지의 계면 저항 측정용 전지.A battery comprising a lead wire interposed between the two separators, wherein the battery for measuring interfacial resistance of a lithium ion battery capable of measuring an interfacial resistance value using an impedance measuring device. 제1 집전체에 애노드 활물질층이 코팅되어 있는 애노드 극판;An anode electrode plate having an anode active material layer coated on a first current collector; 제2 집전체에 캐소드 활물질층이 코팅되어 있는 캐소드 극판;A cathode electrode plate having a cathode active material layer coated on a second current collector; 상기 애노드 극판과 상기 캐소드 극판 사이에 개재되어 있으며, 전해질이 함침되어 있는 두 개의 세퍼레이터; 및Two separators interposed between the anode electrode plate and the cathode electrode plate and impregnated with an electrolyte; And 상기 두 개의 세퍼레이터 사이에 개재되어 있는 리드선을 포함하는 전지로서, 임피던스 측정기를 이용하여 계면 저항값의 측정이 가능한 플라스틱 리튬이온 전지 성능 평가용 전지.A battery including a lead wire interposed between the two separators, the battery for evaluating the performance of the plastic lithium ion battery capable of measuring the interface resistance value using an impedance measuring instrument. 제1 집전체, 애노드 활물질층, 제1 세퍼레이터, 제2 세퍼레이터, 캐소드 활물질층 및 제2 집전체가 순차적으로 적층되어 있으며 이온 전도체로서 액체전해질이 이용되는 실험용 전지, 및 분석 반응이 일어나는 전극인 워킹 전극, 상기 워킹 전극의 포텐셜을 측정하기 위한 기준 전극인 레퍼런스 전극, 전류가 흘러나가는 전극인 센싱 전극 및 전류 소통을 위하여 상기 센싱 전극의 대응 전극 역할을 하는 카운터 전극을 갖는 포텐셔스타트를 이용하는 리튬 이온전지의 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법으로서,A first battery, an anode active material layer, a first separator, a second separator, a cathode active material layer and a second current collector are sequentially stacked, a laboratory cell using a liquid electrolyte as an ion conductor, and an electrode in which an analytical reaction takes place Lithium ion using a potential start having an electrode, a reference electrode serving as a reference electrode for measuring the potential of the working electrode, a sensing electrode serving as a current flowing through, and a counter electrode serving as a corresponding electrode of the sensing electrode for current communication. As a method of measuring the interfacial resistance between an active material layer and a separator of a battery, 상기 워킹 전극과 상기 센싱 전극은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 어느 하나에 연결하고, 상기 레퍼런스 전극은 상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터 사이에 삽입되어 있는 리드선에 연결하며, 상기 카운터 전극은 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 다른 하나에 연결한 상태에서, 주파수 변화에 따른 임피던스를 측정하는 것을 특징으로 하는 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법.The working electrode and the sensing electrode are connected to any one of the first current collector and the second current collector, and the reference electrode is connected to a lead wire inserted between the first separator and the second separator. The counter electrode measures the impedance according to the frequency change in a state connected to the other of the first current collector and the second current collector, the interface resistance measurement method between the active material layer and the separator. 제1 집전체, 애노드 활물질층, 액체전해질이 함침되어 있는 제1 및 제2 세퍼레이터, 캐소드 활물질층 및 제2 집전체가 순차적으로 적층되어 있는 실험용 전지, 및 분석 반응이 일어나는 전극인 워킹 전극, 상기 워킹 전극의 포텐셜을 측정하기 위한 기준 전극인 레퍼런스 전극, 전류가 흘러나가는 전극인 센싱 전극 및 전류 소통을 위하여 상기 센싱 전극의 대응 전극 역할을 하는 카운터 전극을 갖는 포텐셔스타트를 이용하는 플라스틱 리튬 이온전지의 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법으로서,A first electrode, an anode active material layer, a laboratory battery in which the first and second separators impregnated with a liquid electrolyte, a cathode active material layer, and a second current collector are sequentially stacked, and a working electrode which is an electrode in which an analytical reaction occurs, wherein In the plastic lithium ion battery using a potential start having a reference electrode which is a reference electrode for measuring the potential of the working electrode, a sensing electrode which is an electrode through which current flows, and a counter electrode serving as a corresponding electrode of the sensing electrode for current communication. As a method of measuring the interfacial resistance between an active material layer and a separator, 상기 워킹 전극과 상기 센싱 전극은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 어느 하나에 연결하고, 상기 레퍼런스 전극은 상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터 사이에 삽입되어 있는 리드선에 연결하며, 상기 카운터 전극은 제1 집전체와 상기 제2 집전체중 다른 하나에 연결한 상태에서, 주파수 변화에 따른 임피던스를 측정하는 것을 특징으로 하는 활물질층과 세퍼레이터 사이의 계면 저항 측정 방법.The working electrode and the sensing electrode are connected to any one of the first current collector and the second current collector, and the reference electrode is connected to a lead wire inserted between the first separator and the second separator. The counter electrode measures the impedance according to the frequency change in a state connected to the other of the first current collector and the second current collector, the interface resistance measurement method between the active material layer and the separator.
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