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원통형 이차전지의 저항용접 품질 향상을 위한 공정 최적화
Process Optimization for Improving Resistance Welding Quality of Cylindrical Secondary Battery 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.48 no.1, 2020년, pp.69 - 86  

정지선 ((주)LG화학) ,  박순서 ((주)LG화학) ,  김지호 ((주)LG화학) ,  권혁무 (부경대학교 시스템경영공학) ,  홍성훈 (전북대학교 산업정보시스템공학과) ,  이민구 (충남대학교 정보통계학과)

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Purpose: This study aims to determine the optimal conditions for the spot welding process that mechanically connects the case of a cylindrical secondary battery and the negative tab. Methods: We use 33 factorial design to derive the optimal conditions for the spot welding process. The pulling streng...

주제어

표/그림 (28)

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문제 정의

  • 11로 공정능력이 부족하여 저항용접 공정의 개선이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 저항용접 공정의 최적 조건을 연구하여 인장강도를 향상하고자 한다.
  • 그러나 측정 방법과 시료의 특성으로 인해 측정 변동이 있음을 확인하였다. 따라서 인장강도 외에 용융부 단면적과 단락 수명을 용접 품질의 대용특성으로 추가 검토하였다.
  • 본 연구에서는 원통형 이차전지의 음극 탭과 전지 케이스를 기구적으로 접합시키는 저항용접 공정의 최적 조건을 개발하고자 한다. 반응변수는 저항용접 품질을 대변할 수 있는 용접부 인장강도, 용융부 단면적 그리고 단락수명으로 선정하였으며, 입력변수는 공정에서 통제 가능한 인자인 용접 시간, 용접 전압 그리고 가압력으로 선정하고 3인자 3수준 완전요인실험을 활용하여 원통형 이차전지의 저항용접 공정의 최적 조건을 찾는다.
  • 본 연구에서는 원통형 이차전지의 음극 탭과 전지 케이스를 기구적으로 접합시키는 저항용접 공정의 최적 조건을 도출하였다. 반응변수는 저항용접 품질을 대변할 수 있는 용접부 인장강도, 용융부 단면적 그리고 단락수명으로 선정하였다.
  • (2012)의 전극팽창 신호 등 다양한 연구가 활발히 이루어졌다. 본 연구의 목적은 고객 사용 환경이나 고객사 공정에서 불량이 발생하지 않도록 용접 품질을 유지함과 동시에 경시적인 불량이 사외로 유출되는 것을 방지하는 것이다. 이를 고려하여 Table 5와 같이 반응변수를 선정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전지는 어떻게 분류 되는가? 전지는 일정 수명기간만 한 차례 사용이 가능한 일차전지(primary battery)와 재충전을 통해 장시간 반복 사용이 가능한 이차전지(secondary battery)로 나눌 수 있다. 리튬이온 이차전지는 다른 이차전지에 비해 작동 전압 및 에너지 밀도가 높을 뿐 아니라 오래 사용할 수 있는 특성이 있어 이차전지 시장에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.
리튬이온 이차전지 개발할 때 고려해야하는 것과 사례는 어떤 것이 있는가? 한국, 일본, 중국의 이차전지 제조업체 간의 경쟁이 심화하고 있는 상황에서 더욱 안전하고 성능이 좋은 제품을 생산하는 것은 생존의 기본적인 요건이 되었다. 전지의 성능을 높이는 것은 내재 에너지양을 증가시키는 것으로 그만큼 사고의 잠재 가능성도 커진다는 점을 고려해야 한다. 2016년 삼성 갤럭시 노트7의 발화 사고는 높은 에너지밀도를 가진 전지에 제조상의 결함이 발생했을 때의 위험성을 보여준다. 따라서 더 오래 쓸 수 있으면서도 안전한 이차전지를 개발하는 것은 전지 제조사의 필수 과제 이다.
리튬이온 이차전지의 특성은 무엇인가? 전지는 일정 수명기간만 한 차례 사용이 가능한 일차전지(primary battery)와 재충전을 통해 장시간 반복 사용이 가능한 이차전지(secondary battery)로 나눌 수 있다. 리튬이온 이차전지는 다른 이차전지에 비해 작동 전압 및 에너지 밀도가 높을 뿐 아니라 오래 사용할 수 있는 특성이 있어 이차전지 시장에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 리튬이온 이차전지는 모바일 IT 기기, 전동공구, 전기차 등 적용제품이 다양해지고 수요가 증가함에 따라 성장세를 지속하고 있어 고객의 다양한 요구사항을 만족하기 위해 경쟁적으로 단위 부피당 에너지 밀도를 높이고 장기 수명을 보증하는 방향으로 발전되어 왔다.
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참고문헌 (19)

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  3. Cho, S. M. 1997. Principle of Resistance Welding and Analysis of Monitoring Results. Journal of the Korean Welding and Joining Society 15(2):1-10. 

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  11. Kim, T. H., Yu, J. Y., Rhee, S. H., and Park, Y. H. 2010. Development of Intelligent Monitoring System for Welding Process Faults Detection in Auto Body Assembly. Journal of the Korean Welding and Joining Society 28(4):81-86. 

  12. Ko, M. H., Kim, J. W., Ham, H. S., and Cho, S. M. 2005. The Comparison of Average Dynamic Resistance and Instantaneous Dynamic Resistance Pattern during Half-Cycle for the Heat Generation Phenomena in Resistance Welding. Proceedings of the Korean Welding and Joining Society 305-307. 

  13. Ko, M. H., Kim, S. Y., Son, J. Y., Lee, Y. B., and Cho, S. M. 2006. Comparison and Observation of Heating Phenomena by High Speed Camera and Waveform Monitoring in Spot Welding with Various Power Sources. Proceedings of the Korean Welding and Joining Society. pp. 80-82. 

  14. Lee, D. H., Lee, M. L., and Bae, S. J., 2016. "A Study on Optimal Operation Conditions for an Electronic Device Alignment System by Using Design of Experiments. Journal of Korean Society for Quality Management 43(3):453-465. 

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  18. Recall of the Samsung Galaxy Note 7. last modified 2018 Sep 13. accessed 2018 Oct 10. Wikipedia, Available from: https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%82%BC%EC%84%B1_%EA%B0%A4%EB%9F%AD%EC%8B%9C_%EB%85%B8%ED%8A%B8_7_%EB%A6%AC%EC%BD%9C_%EC%82%AC%ED%83%9C#%EA%B2%B0%ED%95%A8%EC%9D%98_%EC%9B%90%EC%9D%B8. 

  19. What is a Secondary Battery. POSCO Chemical. accessed 2018 Nov 10. Available from: http://www.poscochemical.com/kr/sub.do?MENU_SEQ10307&PAGE_SEQ10441&LANGko_KR. 

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