Strain Gauge-Based Analysis of Charge-Discharge Behavior and Degradation Characteristics in 18650 Lithium-Ion Batteries

본 연구는 18650 리튬이온전지의 조기 열화 진단을 위해 신품(N.C.)과 구품(U.C.) 전지에 대해 각 20회 CC–CV 충·방전 실험을 수행하고, 충·방전 시의 전압과 함께 전지 외피 중앙에 스트레인 게이지를 부착하여 변형률을 계측하였다. N.C.는 전 사이클에서 거의 일정한 변형률과 가역적 탄성 거동을 보였으나, U.C.는 변형률 최대값 증가, 잔류 변형률 누적 및 비선형 히스테리시스를 나타내 내부 구조 열화가 진행됨을 확인하였다. 두 전지는 보호회로(PCM) 제어로 유사한 전압 범위를 유지하였고, 성능 저하를 보이지 않는 듯 하였으나 변형률 응답은 U.C.에서 선행 열화 신호를 뚜렷하게 보여 주었다. 이를 통해 외피 변형률 기반 계측을 전기적 신호만으로는 파악하기 어려운 리튬이온전지 내부 손상을 비파괴적으로 진단할 수 있는 유효한 방법으로 제안한다.