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리튬 이온 배터리의 생산과 검사 ： 개방전압（OCV）검사

리튬 이온 배터리의 개방전압（OCV）검사란?

리튬 이온 배터리의 셀 생산라인에서는 불량품을 검출하는 중요한 검사 중 하나로 개방전압을 측정합니다. 부하에 연결되지 않았을 때의 배터리 전압을 개방전압（Open Circuit Voltage）이라고 합니다. 배터리는 자기방전 특성을 지니고 있습니다. 이 특성에 의해 개방전압값은 서서히 저하됩니다. 배터리의 내부에 불량이 있는 경우, 자기방전이 더욱 커지게 됩니다. 생산라인에서는 규정값 이상으로 개방전압이 저하된 배터리를 검출해 불량품으로 분류합니다.

어느 타이밍에서 검사를 실시하는가?

배터리셀에 대한 첫 충전이 완료된 후 각 공정에서 개방전압검사를 실시합니다. 그중에서도 에이징 공정에서는 일정한 간격으로 개방전압을 측정해 변화량을 확인합니다. 자기방전에 의한 개방전압값의 변화량은 아주 작습니다. 에이징 공정에서는 적어도 100시간에서 400시간을 들여 불량품을 검출합니다.

개방전압의 측정방법

배터리셀의 개방전압을 측정하는 경우, 직류전압계를 사용합니다. 직류전압계는 배터리셀의 양극과 음극 간 전압을 검출합니다.

직류전압계의 선정 포인트

전압계의 선정 포인트는 다음과 같습니다.
· 분해능
· 정확도의 계산
· 온도 보정 기능
분해능
배터리셀의 생산라인에서는 개방전압의 근소한 차이로 불량품을 검출합니다. 분해능이 높은 직류전압계를 사용하면 빠른 타이밍에 불량품을 검출해 검사시간을 단축할 수 있습니다.
정확도의 계산
계측기의 성능을 올바르게 파악하기 위해서 정확도 계산이 중요합니다. 대부분의 계측기는 “reading 오차”와 “digit 오차”로 정확도를 규정하고 있습니다.

온도 보정 기능
배터리의 개방전압은 온도에 의해 변동합니다. 측정 시의 온도가 1℃ 만 바뀌어도 개방전압값이 수백 μV 변하는 경우도 있습니다. 측정 시의 온도 환경을 균일하게 유지하는 것이 중요합니다. 온도 보정 기능은 측정값을 기준 온도의 전압으로 환산합니다.

HIOKI 직류전압계

당사 직류전압계는 세계 각국의 배터리 제조사에서 사용되고 있습니다.
배터리셀 생산공정의 개방전압검사에 채택된 모델은 다음과 같습니다.
제품 형명 DM7276 BT4560 BT3561A BT3562A
표시 자릿수 7 1/2자리, 12.000 000 5 1/2자리, 5.100 00 5 1/2자리, 6.000 00 5 1/2자리, 6.000 00
측정 레인지/분해능
*4 V측정 권장 레인지		 120.000 00 mV 10 nV 5.100 00 V* 10 μV 6.000 00 V* 10 μV 6.000 00 V* 10 μV
1200.000 0 mV 100 nV － － 60.000 0 V 100 μV 60.000 0 V 100 μV
12.000 000 V* 1 μV － － － － 100.000 V 1 mV
120.000 00 V 10 μV － － － － － －
1010.000 0 V 100 μV － － － － － －
측정 정확도* ±0.0009% rdg ±12 μV ±0.0035% rdg ±5 dgt ±0.01% rdg ±3 dgt ±0.01% rdg ±3 dgt
측정 오차* ±48 μV ±190 μV ±430 μV ±430 μV
온도 보정 기능 ○ - - -
온도 측정 ○ ○ - -
배터리의 내부저항측정 - ○ ○ ○
*４V 측정 권장 레인지에서 4V의 리튬 이온 배터리를 측정한 경우의 측정 정확도와 측정 오차를 기재했습니다.
BT3561A, BT3562A,BT4560은 개방전압과 동시에 내부저항을 측정할 수 있습니다.
배터리의 내부저항검사