[논문]서로 다른 가속기법의 결합을 통한 2차 전지 사이클 시험 시간의 단축

박종인; 박정원; 정민호; 허양현; 배석주

서로 다른 가속기법의 결합을 통한 2차 전지 사이클 시험 시간의 단축
Cycle-life Test Time Reduction in Secondary Rechargeable Batteries by Combining Different Types of Acceleration 원문보기

산업경영시스템학회지 = Journal of society of korea industrial and systems engineering, v.31 no.4, 2008년, pp.153 - 161

박종인 (테네시 주립대학교 산업정보공학과) , 박정원 (한국산업기술시험원 신뢰성기술본부 신뢰성 기술개발팀) , 정민호 (한국산업기술시험원 신뢰성기술본부 신뢰성 평가팀) , 허양현 (LG화학 전지사업부 신뢰성 품질 팀) , 배석주 (한양대학교 산업공학과)

초록
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신뢰성 평가 시험은 종종 성능 평가에 장기간의 시간이 요구되며, 전체 생산비용까지 증가시키는 문제점을 안고 있다 스트레스를 이용한 가속수명시험은 제품의 신뢰성 고장과 밀접한 관련이 있는 고장 메커니즘의 촉진을 통해 고장에 이르는 기간을 단축함으로써 신뢰성 평가의 효율성을 도모할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 스트레스 가속 시험에 빈도가속(Usage-Rate Acceleration) 또는 판정가속(Tightening Critical-Values) 등을 결합하여 한층 높은 가속효과를 도모하는 방법을 제안하고, 국내에서 생산되고 있는 2차 전지 제품에 대한 실제 시험 사례분석을 통해 결합된 가속방법의 효과를 실증적으로 보여주고 있다.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

In order to check the validity of the SAFT model with respect to thermal stress, the failure data obtained under the conditions 231, 40C, and 60℃ at 1C rate were analyzed. The critical value for failure was 80% of the initial capacity used as the conventional one.
In order to verify the acceleration model between 23 ℃ and 60℃, with the exception of condition 40℃ that did not show any acceleration effectiveness, the likelihood ratio test was performed at 5% significant level. The results from the likelihood ratio test are shown below:
In this study, we explore three types of acceleration in the cycle-life tests of the secondary rechargeable batteries: a new attempt to combine different types of acceleration to reduce the test time.
condition. In this study, we picked up three critical val- ues for assessing the acceleration: 80% (current), 85%, and 90%. Takei et al.
This study proposes the accelerated methods to reduce the cycle-life test time of lithium-ion battery. Usage-rate acceleration, stress acceleration, and tightening critical-values were applied as acceleration methods for the batteries.

대상 데이터

The test units in this application are samples of prismatic 950-mAh lithium ion batteries used for power device for mobile phones. The sample is shown in <Figure 1>.

성능/효과

Their test result indicated that 1500 ~2000 test data would be needed to minimize the extrapolation error when estimating 3500 cycles of nominal life for the case of CC-CV (constant current +constant voltage) used as a charging method of standard driving condition. Based on the fact that the nominal life of the product used in this study was about 500 cycles, it was determined that approximately 200 to 280 cycles of test data would be needed. The severest critical values was then set to 90% of initial capacity up to which the capacity is expected to degrade after the 200-280 cycle-runs.
in terms of the acceleration factor. The results show that the test time required for the current cycle-life test can be reduced at a minimum of 89 cycles (= 400/4.6) when employing the 60 ℃ test with the critical value of 90% of initial capacity.
[11] observed the capacity degradation pattern of the lithium-ion battery for an 8-mm video camera (type US 18650) under several accelerate conditions. Their test result indicated that 1500 ~2000 test data would be needed to minimize the extrapolation error when estimating 3500 cycles of nominal life for the case of CC-CV (constant current +constant voltage) used as a charging method of standard driving condition. Based on the fact that the nominal life of the product used in this study was about 500 cycles, it was determined that approximately 200 to 280 cycles of test data would be needed.

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