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리튬 이온 배터리의 생산과 검사 ： 용접저항검사

리튬 이온 배터리의 용접저항검사란?

리튬 이온 배터리의 부품인 전극 시트와 집전체, 출력단자는 레이저나 초음파 등에 의해 용접됩니다. 용접이 제대로 되어 있지 않으면, 부품 간의 저항이 커지게 됩니다. 용접저항검사에서는 부품 간의 저항값을 측정해 용접 품질을 검사합니다.

어느 타이밍에서 검사를 실시하는가?

전극 시트의 탭 용접 및 집전체와 출력단자의 용접 등, 용접을 실시하는 각 공정에서 용접 품질 검사를 실시합니다.

용접저항의 측정방법

용접저항을 측정하는 경우, 저저항 측정에 특화된 직류저항계를 사용합니다. 직류저항계는 검사대상에 정전류의 직류신호를 인가합니다. 정전류를 인가했을 때에 발생하는 미소전압을 검출해 저항값을 산출합니다.
저항계에는 “직류저항계”와 “교류저항계”가 있습니다. 직류저항계는 교류저항계보다 고정확도로 저저항을 측정할 수 있습니다. （배터리의 내부저항을 측정할 경우는 교류저항계를 사용합니다）
직류식과 교류식 저항계의 차이는?

직류저항계의 선정 포인트

부품 간의 용접저항검사를 목적으로 하는 경우, “저저항을 정확하게 측정할 수 있는 것”이 중요합니다.
선정 포인트는 다음과 같습니다.
· 4단자법
· 측정 레인지와 분해능
· 노이즈 내성
4단자법
1Ω 이하의 저저항을 측정할 경우, 4단자법으로 내부저항을 측정합니다. 저항의 측정방법에는 “4단자법”과 “2단자법”이 있습니다.
2단자법의 측정값은 배선저항과 접촉저항과 같은 “경로저항”을 포함하기 때문에 mΩ 단위의 저저항을 정확하게 측정할 수 없습니다.
4단자 저항 측정법에 대해서

검출전압= 정전류 × (용접저항 + 접촉저항 + 배선저항)
검출전압으로부터 저항값을 산출, 여분의 저항성분을 포함

검출전압 = 정전류 × 용접저항
검출전압으로부터 저항값을 산출, 여분의 저항성분을 포함하지 않음
측정 레인지와 분해능
1Ω 이하의 저저항을 측정할 경우, “mΩ 단위의 측정 레인지”와 “μΩ 단위의 분해능”이 필요합니다. 레인지와 분해능을 잘못 설정하면 mΩ 단위의 저저항이 정확하게 측정되지 않습니다.
노이즈 내성
사양에서 측정 레인지 ・ 분해능 ・ 측정 정확도가 좋더라도 저항값을 정확하게 측정하지 못하는 경우가 있습니다. 노이즈에 의해 측정값이 불안정하거나, 정확한 값이 표시되지 않는 등 트러블이 발생하기 때문입니다. （노이즈의 발생원은 전원 및 생산기기 등 다양합니다.) 제품 설계 시에 노이즈를 제품에 인가해 정상적으로 동작하는지 테스트합니다. 이러한 테스트를 실시하지 않은 제품은 생산라인에서 측정 사양을 만족하지 않을 우려가 있습니다.

HIOKI 직류저항계

당사 직류저항계는 세계 각국의 배터리 제조사에서 사용되고 있습니다.
배터리셀 생산 공정의 용접저항검사에 채택된 주요 모델은 다음과 같습니다.
제품 형명 RM3545-02
측정 방식 직류 ４단자법
측정 레인지/ 분해능 12.000 00 mΩ 10 nΩ
120.000 0 mΩ 100 nΩ
1200.000 mΩ 1 μΩ
12.000 00 Ω 10 μΩ
120.000 0 Ω 100 μΩ
1200.000 Ω 1 mΩ
12.000 00 kΩ 10 mΩ
120.000 0 kΩ 100 mΩ
1200.000 kΩ 1 Ω
12.000 00 MΩ 10 Ω
120.00 MΩ 10 kΩ
1200.0 MΩ 100 kΩ
CE대응 ○
측정 채널 수 최대 20 ch*
*Z3003을 ２대 장착한 경우