Abstract
A cylindrical secondary Li-ion cell is a device in which stored chemical energy is converted to electrical energy via an electrochemical reaction. These cells are widely used for applications that require high capacity and rate power, such as notebooks, power tools, and electric vehicles. The role of a center pin is to retain the channel for gas release, preventing blockage of the hollow of the jelly roll during a charge-discharge cycle, and to prevent an internal short circuit for tearing of separator under mechanical free fall. In this paper, two experiments are conducted with and without the center pin to experimentally verify the importance of the role of the center pin. The first experiment is a 50-cycle charge-discharge cycle test, and the second is a free fall test conducted according to the Underwriters Laboratories (UL) standards. Based on these experiments, we demonstrate that the center pin in a cylindrical cell is a very important component in terms of safety.
원형 리튬 전지는 노트북, 파워툴이나 전기 자동차와 같이 고용량/고율 방전이 필요한 분야에서 널리 사용되는 이차전지 중의 하나로 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 센터 핀은 원형 리튬 전지 내에 가스 분출 채널 확보를 위해 젤리-롤 중심홀이 충/방전 중 좁혀지는 것을 방지하고, 낙하 충격 시 완충 작용으로 분리막 손상을 방지하여 내부 단락을 막아주는 역할을 담당하는 부품이다. 본 연구에서는 센터 핀의 중요한 역할들에 대해 실험적으로 검증하기 위해서 센터 핀 유/무에 따른 2 가지 실험을 진행하였다. 하나는 연속 50 회 충/방전 싸이클 후의 젤리-롤 중심홀의 변화이고, 다른 하나는 UL 표준 기준에 의한 자유 낙하 충격 실험을 통한 젤리-롤 내 분리막 손상에 의한 내부 단락 여부이다. 이러한 실험적 결과를 바탕으로 원형 전지의 센터핀이 안전성 측면에서 반드시 필요한 부품임을 확인할 수 있었다.
