KR100578982B1 - Secondary Battery - Google Patents

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Abstract

무지부의 구부러짐이 불균일하게 이루어져 세퍼레이터의 일부가 노출되는 경우에도 레이저 용접시에 세퍼레이터의 파손되지 않도록, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과, 전극군이 내장되는 케이스와, 케이스와 결합되어 이 케이스를 밀폐하며 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체와, 이종(異種) 금속으로 형성되어 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 집전판을 포함하는 이차전지를 제공한다.The electrode group in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are positioned with the separator interposed therebetween, the case in which the electrode group is embedded, and the case so that the separator is not bent and the separator is not damaged during laser welding even when a part of the separator is exposed. Provided is a secondary battery including a cap assembly coupled to seal the case and electrically connected to an electrode group, and a current collector plate formed of a dissimilar metal and electrically connected to the electrode group.

이차전지, 극판, 무지부, 세퍼레이터, 레이저, 용접, 클래드, 집전판Secondary Battery, Pole Plate, Plain Part, Separator, Laser, Welding, Clad, Current Collecting Plate

Description

이차전지 {Secondary Battery}Secondary Battery

도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 일실시예를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a secondary battery according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 양극 집전판의 일실시예를 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view showing an embodiment of a positive electrode current collector according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 양극 집전판의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing another embodiment of a positive electrode current collector according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 양극 집전판의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing still another embodiment of a positive electrode current collector according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 양극 집전판의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view showing still another embodiment of a positive electrode current collector according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a secondary battery according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예에 있어서 음극 집전판을 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a negative electrode current collector plate in another embodiment of the secondary battery according to the present invention.

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양극 집전판 및/또는 음극 집전판을 용접성이 우수한 금속과 도전성이 우수한 금속의 복수층으로 구성하여 양극판 및/또는 음극판이 균일하게 정렬이 되지 않은 경우에도 용접시에 일부가 노출된 세퍼레이터가 파손되지 않는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, the positive electrode current collector plate and / or the negative electrode current collector plate are composed of a plurality of layers of a metal having excellent weldability and a metal having excellent conductivity, and thus the positive electrode plate and / or the negative electrode plate are not uniformly aligned. The present invention also relates to a secondary battery in which a part of the separator exposed during welding is not broken.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전 및 방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지로, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 카메라, 캠코더 등의 휴대용 소형 전자기기에는 하나의 전지 셀로 이루어지는 이차전지를 주로 사용하며, 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로는 다수의 전지 셀을 연결하여 이루어지는 대용량 이차전지를 주로 사용한다.In general, a secondary battery is a battery that can be repeatedly used because it can be charged and discharged. A secondary battery composed of one battery cell is mainly used for portable small electronic devices such as mobile phones, notebook computers, cameras, and camcorders. As a power source for driving a motor such as a hybrid vehicle, a large capacity secondary battery formed by connecting a plurality of battery cells is mainly used.

종래 이차전지는 원통형, 각형, 파우치형 등의 다양한 형상으로 형성되며, 띠형상의 양극판과 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 삽입하여 이를 나선형으로 감은 전극군(젤리롤)을 케이스에 내장 설치하고, 상기 케이스에 외부 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 이루어진다.Conventional secondary batteries are formed in various shapes such as cylindrical, square, and pouch types, and a separator group (insulator) is inserted between a strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate, and spirally wound electrode groups (jelly rolls) are installed in a case. And, it is made by installing a cap assembly having an external terminal formed in the case.

상기에서 양극판 및 음극판은 각각 집전체에 활물질을 코팅하여 이루어지며, 모서리부분에는 활물질이 코팅되지 않은 무지부가 형성된다. 상기 양극판 및 음극판의 무지부에는 각각 양극판 및 음극판에서 발생된 전류를 집전하기 위한 도전성 탭(tap)이 부착되고, 이 도전성 탭은 상기 캡조립체의 외부 단자(양극단자 및 음극단자)에 연결되어 상기 양극판 및 음극판과 양극단자 및 음극단자를 각각 전기적으로 연결하도록 이루어진다.In the above, the positive electrode plate and the negative electrode plate are made by coating an active material on the current collector, respectively, and an uncoated portion having no active material coated is formed at a corner portion. Conductive tabs for collecting current generated in the positive electrode plate and the negative electrode plate are respectively attached to the uncoated portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the conductive tabs are connected to external terminals (positive electrode terminal and negative electrode terminal) of the cap assembly. The positive electrode plate and the negative electrode plate and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are respectively made to be electrically connected.

상기와 같이 구성되는 이차전지의 집전 구조에 있어서, 고출력 이차전지의 경우에는 저항을 감소시키기 위하여 도전성 탭 대신에 집전판을 사용하는 데, 집전판을 양극판 및 음극판의 무지부에 용접하는 과정에서 세퍼레이터가 파손되는 문제점이 발생한다. 즉, 종래의 경우 집전판과 무지부의 용접을 위해서는 젤리롤 형태 로 감겨져 있는 전극군에서 모서리부분을 이루는 무지부를 집전판과 면접촉되도록 평평하게 구부린 다음 레이저 용접을 행하는 데, 무지부가 제대로 구부려지지 않은 경우 무지부 사이로 세퍼레이터가 노출되고, 레이저 용접시에 고에너지를 갖는 레이저에 의해 세퍼레이터가 손상되는 현상이 발생한다.In the current collector structure of the secondary battery configured as described above, in the case of the high output secondary battery, a current collector plate is used instead of the conductive tab in order to reduce the resistance, and the separator in the process of welding the current collector plate to the uncoated parts of the positive electrode plate and the negative electrode plate. There is a problem that is broken. That is, in the conventional case, in order to weld the current collector plate and the uncoated portion, in the electrode group wound in the form of a jelly roll, the uncoated portion forming the corner portion is bent flat so as to be in surface contact with the current collector plate, and laser welding is performed. In this case, the separator is exposed between the uncoated portions, and a phenomenon occurs in which the separator is damaged by a laser having high energy during laser welding.

특히 HEV(hybrid Electric Vehicle)용의 고출력 대용량 이차전지의 경우에는 무지부와 동종 금속의 집전판이 사용되어 무지부와 레이저 용접이 이루어지며 극판이 대단히 얇기 때문에, 압연시 극판의 휘어짐이 발생되고, 젤리롤을 와인딩할 때 빗감김이 발생하여 무지부의 끝부분이 평탄하게 정렬되지 못하는 일이 많이 발생한다. 그리고 무지부를 한쪽 방향으로 평평하게 구부려도 일정하게 구부려지지 않는 부분이 발생하고 그 사이로 세퍼레이터가 노출된다.In particular, in the case of a high-power large-capacity secondary battery for a hybrid electric vehicle (HEV), a collector plate of a plain part and the same metal is used to perform laser welding with the plain part, and the pole plate is very thin. When winding the roll, combing occurs, which often causes the end of the plain portion to be uneven. And even if the flat portion is bent flat in one direction, a portion which is not bent constantly occurs, and the separator is exposed therebetween.

따라서 용접시 집전판을 녹이는 레이저의 에너지가 집전판만 있는 부분(무지부가 없는 부분)에 가해졌을 때 레이저는 집전판을 뚫고 노출된 세퍼레이터를 녹이게 되어 단락이 발생할 우려가 높다.Therefore, when the energy of the laser that melts the current collector plate during welding is applied to the part having only the current collector plate (the part without the solid part), the laser penetrates the current collector plate and melts the exposed separator, which may cause a short circuit.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무지부의 구부러짐이 불균일하게 이루어져 세퍼레이터의 일부가 노출되는 경우에도 레이저 용접시에 세퍼레이터의 파손되지 않도록 용접성이 우수한 금속과 도전성이 우수한 금속의 복수층으로 이루어지는 집전판을 사용하는 이차전지를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if a portion of the separator is unevenly bent, a plurality of layers of a metal having excellent weldability and a metal having excellent conductivity so as not to break the separator during laser welding, even when a part of the separator is exposed. It is to provide a secondary battery using a current collector plate made of.

본 발명이 제안하는 이차전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두 고 위치하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스와, 상기 케이스와 결합되어 이 케이스를 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체와, 이종(異種) 금속으로 형성되어 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 집전판을 포함하여 이루어진다.The secondary battery proposed by the present invention includes an electrode group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are positioned with a separator interposed therebetween, a case in which the electrode group is embedded, and a case coupled with the case to seal the case and electrically connect the electrode group. And a current collector plate formed of a dissimilar metal and electrically connected to the electrode group.

상기 집전판은, 임의의 전기 전도성을 갖는 기본층과, 이 기본층보다 낮은 융점을 가지고 상기 기본층보다 상기 전극군에 근접 배치되는 보조층을 포함하는 클래드 메탈(clad metal)로 이루어질 수 있다.The current collector plate may be formed of a clad metal including a base layer having any electrical conductivity and an auxiliary layer having a lower melting point than the base layer and disposed closer to the electrode group than the base layer.

상기 집전판은 상기 캡 조립체와 전극군 사이에 설치되어 상기 양극판과 캡 조립체를 전기적으로 연결하는 양극 집전판과, 상기 케이스와 전극군 사이에 설치되어 상기 음극판과 케이스를 전기적으로 연결하는 음극 집전판으로 이루어진다.The current collector plate may be disposed between the cap assembly and the electrode group to electrically connect the positive electrode plate and the cap assembly, and a negative current collector plate installed between the case and the electrode group to electrically connect the negative plate and the case. Is done.

상기 양극판 및 음극판은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 활물질이 코팅되지 않는 무지부로 이루어진다.The positive electrode plate and the negative electrode plate is composed of a coating portion in which the active material is coated on the current collector, and an uncoated portion in which the active material is not coated.

상기에서 양극판 및 음극판의 무지부는 한쪽(위쪽 또는 아래쪽) 모서리를 따라 소정의 폭으로 형성되며, 상기 양극판에 형성되는 무지부와 음극판에 형성되는 무지부는 서로 반대쪽 모서리에 배치하여 형성한다. 나아가서 상기 무지부는 케이스에 캡 조립체를 조립하여 캡 조립체가 위쪽을 향하도록 세운 상태에서, 상기 양극판에는 위쪽 모서리부분에 형성하고, 상기 음극판에는 아래쪽 모서리부분에 형성한다.In the above, the uncoated portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed to have a predetermined width along one (upper or lower) corner, and the uncoated portion formed on the positive electrode plate and the uncoated portion formed on the negative electrode plate are disposed at opposite edges. Further, in the state in which the cap assembly is assembled to the case by the cap assembly to the upper assembly, the positive plate is formed in the upper corner portion, the negative plate is formed in the lower corner portion.

상기 무지부에는 각각 상기 양극 집전판 또는 음극 집전판이 전기적으로 연결된다.The positive electrode collector plate or the negative electrode collector plate is electrically connected to the uncoated portion, respectively.

상기 집전판의 기본층은 알루미늄이나 구리 등의 도전성이 우수한 금속으로 형성한다. 또 상기 집전판의 기본층은 상기 양극판 및/또는 음극판과 동일한 재질로 형성하는 것도 가능하다.The base layer of the current collector plate is formed of a metal having excellent conductivity such as aluminum or copper. The base layer of the current collector plate may be formed of the same material as the positive electrode plate and / or the negative electrode plate.

상기 집전판의 보조층은 상기 기본층보다 융점이 낮아 용접성이 우수한 금속으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 보조층을 형성하는 용접성이 우수한 금속으로는 니켈이나 알루미늄 등이 사용 가능하다.The auxiliary layer of the current collector plate is preferably formed of a metal having a lower melting point than the base layer and excellent weldability. Nickel, aluminum, etc. can be used as a metal which is excellent in weldability which forms the said auxiliary layer.

다음으로 본 발명에 따른 이차전지의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 이차전지의 일실시예는 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 위치하는 전극군(10)과, 상기 전극군(10)이 내장되는 케이스(20)와, 상기 케이스(20)와 결합되어 이 케이스(20)를 밀폐하며 상기 전극군(10)과 전기적으로 연결되는 캡 조립체(30)와, 상기 전극군(10)과 상기 캡 조립체(30) 또는 상기 케이스(20)에 전기적으로 연결되어 상기 전극군(10)의 양극판(11) 또는 음극판(12)에서 발생된 전류를 집전하기 위한 양극 및 음극용 집전판(40,50)을 포함한다.First, according to one embodiment of the secondary battery according to the present invention, the electrode group 10 in which the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are positioned with the separator 13 interposed therebetween, and A case 20 having an electrode group 10 embedded therein, a cap assembly 30 coupled to the case 20 to seal the case 20 and electrically connected to the electrode group 10, and the electrode For the positive electrode and the negative electrode for electrically collecting the current generated from the positive electrode plate 11 or the negative electrode plate 12 of the electrode group 10 is electrically connected to the group 10 and the cap assembly 30 or the case 20 Current collector plates 40 and 50.

여기서 상기 양극 집전판(40)은 이종(移種) 금속 즉, 도전성이 우수한 금속으로 형성하는 기본층(46)과 용접성이 우수한 금속으로 형성하는 보조층(48)을 포함한 클래드 메탈(clad metal) 방식으로 이루어진다.The positive electrode current collector plate 40 is a clad metal including a base layer 46 formed of a dissimilar metal, that is, a metal having excellent conductivity, and an auxiliary layer 48 formed of a metal having excellent weldability. Is done in a way.

상기 케이스(20)와 캡 조립체(30)로 이루어지는 밀폐된 공간에는 전극군(10)과 함께 전해액이 수용된다.An electrolyte solution is accommodated together with the electrode group 10 in a sealed space formed of the case 20 and the cap assembly 30.

상기 캡 조립체(30)는 가스켓(31)을 사이에 두고 상기 케이스(20)의 개구부 상단에 설치된다.The cap assembly 30 is installed at the upper end of the opening of the case 20 with the gasket 31 interposed therebetween.

상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되고, 그 형상은 필요에 따라 원통형, 육면체의 각형, 단추형 등의 다양한 형상으로 형성하는 것이 가능하다.The case 20 is formed of a conductive metal such as aluminum, an aluminum alloy, or nickel plated steel, and the shape thereof may be formed in various shapes such as a cylindrical shape, a hexahedral shape, a button shape, and the like.

상기 캡 조립체(30)는 외부 단자(32a)를 갖는 캡 플레이트(32)와, 케이스(20)와 캡 플레이트(32)를 절연시키는 가스켓(31)을 포함하여 이루어진다.The cap assembly 30 includes a cap plate 32 having an external terminal 32a and a gasket 31 that insulates the case 20 from the cap plate 32.

또 상기 캡 조립체(30)는 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 밴트 플레이트(33)를 더 포함하는 것도 가능하다. 상기 밴트 플레이트(33)는 리드(35)를 통하여 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결된다.In addition, the cap assembly 30 may further include a vent plate 33 that breaks under a set pressure condition and releases gas to prevent explosion of the battery. The vent plate 33 is electrically connected to the positive electrode current collector plate 40 through the lead 35.

상기 밴트 플레이트(33)는 설정된 압력 조건에서 상기 리드(35)를 통한 전극군(10)과 외부 단자(32a) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있는 구조이면 도면에 나타낸 형상에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.The vent plate 33 is not limited to the shape shown in the drawing as long as it can block electrical connection between the electrode group 10 and the external terminal 32a through the lead 35 under a set pressure condition. Can be used.

상기 전극군(10)은 각각 양극 활물질 또는 음극 활물질이 집전체에 코팅되어 이루어지는 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 적층된 구성으로 이루어지는 것도 가능하고, 양극판(11)과 세퍼레이터(13) 및 음극판(12)이 적층된 상태에서 나선형상(와류상)으로 감겨 형성된 젤리롤 타입의 구성으로 이루어지는 것도 가능하다.The electrode group 10 may have a structure in which a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 each having a positive electrode active material or a negative electrode active material coated on a current collector are laminated with a separator 13 interposed therebetween, and the positive electrode plate 11 ) And the separator 13 and the negative electrode plate 12 may be formed in a jelly roll-type configuration formed by winding in a spiral shape (vortex shape).

본 실시예에서는 도 1에 나타낸 바와 같이 원통형 케이스(20)에 젤리롤 타입 의 전극군(10)이 설치되는 구성을 예로서 설명한다.In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a configuration in which the jelly roll type electrode group 10 is installed in the cylindrical case 20 will be described as an example.

그리고 본 실시예에서는 양극 집전판(40) 및 음극 집전판(50)과 전기적으로 접촉되는 무지부(11a), (12a)가 상기 전극군(10)을 이루는 양극판(11) 및 음극판(12)의 한쪽 모서리를 따라 형성된 구조를 예로서 설명한다. 물론, 본 발명은 상기 구조에 한정되지 않으며 전지의 형상이나 무지부의 구조에 관계없이 모두 적용하는 것이 가능하다.In the present embodiment, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 in which the uncoated portions 11a and 12a are in electrical contact with the positive electrode current collector plate 40 and the negative electrode current collector plate 50 form the electrode group 10. A structure formed along one corner of the side will be described as an example. Of course, this invention is not limited to the said structure, It is possible to apply all regardless of the shape of a battery or the structure of a plain part.

상기와 같이 구성된 전극군(10)은 양극판(11)과 음극판(12)에 전기적으로 연결되는 각 양극 집전판(40) 및 음극 집전판(50)을 포함하여 하나의 전극 조립체를 이루게 된다.The electrode group 10 configured as described above includes one positive electrode current collector plate 40 and one negative electrode current collector plate 50 electrically connected to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 to form one electrode assembly.

상기에서 집전판은 상기 캡 조립체(30)와 전극군(10) 사이에 설치되어 상기 양극판(11)과 캡 조립체(30)를 전기적으로 연결하는 양극 집전판(40)과, 상기 케이스(20)와 전극군(10) 사이에 설치되어 상기 음극판(12)과 케이스(20)를 전기적으로 연결하는 음극 집전판(50)으로 이루어진다.The current collector plate is provided between the cap assembly 30 and the electrode group 10, the positive electrode current collector plate 40 for electrically connecting the positive electrode plate 11 and the cap assembly 30, and the case 20 And a negative electrode current collector plate 50 provided between the electrode group 10 and electrically connecting the negative electrode plate 12 and the case 20.

상기 양극판(11) 및 음극판(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 활물질이 코팅되지 않는 무지부(11a), (12a)로 이루어진다. 상기 무지부(11a), (12a)에는 각각 상기 양극 집전판(40) 또는 음극 집전판(50)이 전기적으로 연결된다.The positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 may be formed of a coating portion in which an active material is coated on a current collector, and non-coating portions 11a and 12a in which an active material is not coated. The positive electrode collector plate 40 or the negative electrode collector plate 50 is electrically connected to the uncoated portions 11a and 12a, respectively.

상기에서 양극판(11) 및 음극판(12)의 무지부(11a), (12a)는 한쪽(위쪽 또는 아래쪽) 모서리를 따라 소정의 폭으로 형성되며, 상기 양극판(11)에 형성되는 무지부(11a)와 음극판(12)에 형성되는 무지부(12a)는 서로 반대쪽 모서리에 배치하여 형성한다.In the above, the uncoated portions 11a and 12a of the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are formed to have a predetermined width along one (upper or lower) corner, and the uncoated portion 11a is formed on the positive electrode plate 11. ) And the uncoated portion 12a formed on the negative electrode plate 12 are disposed at opposite corners.

즉 상기 캡 조립체(30)가 위로 향하도록 케이스(20)를 수직으로 세운 상태에서, 상기 양극판(11)의 위쪽 모서리부분에 집전체에 양극 활물질을 도포하지 않는 무지부(11a)가 길이방향을 따라 형성되고, 상기 음극판(12)의 아래쪽 모서리부분에 집전체에 음극 활물질을 도포하지 않는 무지부(12a)가 배치되어 형성된다.That is, in a state in which the case 20 is erected vertically so that the cap assembly 30 faces upward, the non-coated portion 11a which does not apply the positive electrode active material to the current collector at the upper edge portion of the positive electrode plate 11 may face the longitudinal direction. It is formed along, and the non-coated portion (12a) that does not apply the negative electrode active material to the current collector is disposed on the lower edge portion of the negative electrode plate 12 is formed.

상기 무지부(11a)는 그 끝단을 평평하게 구부린(뭉갠) 상태에서 상기 양극 집전판(40)과 전기적으로 접촉된다.The uncoated portion 11a is in electrical contact with the positive electrode current collector plate 40 in a state where the end thereof is bent flat.

상기 음극판(12)의 무지부(12a)도 끝단이 평평하게 구부러진(뭉개진) 상태에서 음극 집전판(50) 또는 케이스(20)와 전기적으로 접촉된다.The uncoated portion 12a of the negative electrode plate 12 is also in electrical contact with the negative electrode current collector plate 50 or the case 20 in a state where the end is bent flatly (crushed).

상기에서 음극 집전판(50)을 사용하지 않고 상기 음극판(12)의 무지부(12a)를 직접 케이스(20)와 전기적으로 연결되도록 접촉시키는 것도 가능하다.It is also possible to contact the plain portion 12a of the negative electrode plate 12 to be electrically connected to the case 20 without using the negative electrode current collector plate 50.

상기 양극 집전판(40)에는 중앙부분에 전해액 등을 주입하기 위한 중앙홀(41)을 형성한다.The positive electrode current collector plate 40 is formed with a central hole 41 for injecting an electrolyte or the like in the center portion.

상기 양극 집전판(40)의 기본층(46)은 알루미늄이나 구리 등의 도전성이 우수한 금속으로 형성한다.The base layer 46 of the positive electrode current collector plate 40 is made of a metal having excellent conductivity such as aluminum or copper.

또 상기 양극 집전판(40)의 기본층(46)은 상기 양극판(11)과 동일한 재질로 형성하는 것도 가능하다.In addition, the base layer 46 of the positive electrode current collector plate 40 may be formed of the same material as the positive electrode plate 11.

상기 양극 집전판(40)의 보조층(48)은 상기 기본층(46)보다 융점이 낮아 용접성이 우수한 금속으로 형성하는 것이 바람직하다.The auxiliary layer 48 of the positive electrode current collector plate 40 is preferably formed of a metal having a lower melting point than the base layer 46 and excellent weldability.

상기 보조층(48)을 형성하는 용접성이 우수한 금속으로는 니켈이나 알루미늄 등이 사용 가능하다. 상기 보조층(48)을 형성하는 금속도 상기 기본층(46)보다 도전성이 약간 떨어지지만, 기본적으로 무지부(11a)와 기본층(46) 사이의 전기적 연결을 행할 정도의 도전성을 갖춘 금속을 선택하는 것이 바람직하다.Nickel, aluminum, or the like may be used as the metal having excellent weldability for forming the auxiliary layer 48. The metal forming the auxiliary layer 48 is also slightly less conductive than the base layer 46, but basically has a metal that is conductive enough to make electrical connection between the uncoated portion 11a and the base layer 46. It is desirable to choose.

상기에서 상기 기본층(46)을 구리로 형성하고 상기 보조층(48)을 니켈로 형성하게 되면, 상기 양극 집전판(40)을 상기 양극판(11)의 무지부(11a)에 용접하기 위하여 레이저를 조사하는 경우 기본층(46)의 구리보다 보조층(48)의 니켈이 융점이 낮으므로 구리가 용융되지 않은 정도의 레이저 에너지를 가하여도 니켈이 용융되어 용접이 이루어진다. 따라서 무지부(11a)가 불균일하게 구부러져 세퍼레이터(13)의 일부가 노출되는 경우에도 용접하기 위한 레이저의 에너지에 의하여 기본층(46)이 관통되어 세퍼레이터(13)의 노출된 일부에 레이저가 조사되는 일이 발생하지 않고, 세퍼레이터(13)의 파손을 방지하는 것이 가능하다.When the base layer 46 is formed of copper and the auxiliary layer 48 is formed of nickel, a laser is used to weld the positive electrode current collector plate 40 to the uncoated portion 11a of the positive electrode plate 11. In the case of irradiation, since the melting point of the nickel of the auxiliary layer 48 is lower than that of the copper of the base layer 46, the nickel is melted and welded even when laser energy is applied to the extent that copper is not melted. Therefore, even when the uncoated portion 11a is unevenly bent and a part of the separator 13 is exposed, the base layer 46 is penetrated by the energy of the laser for welding so that the laser is irradiated to the exposed part of the separator 13. It does not happen, and it is possible to prevent damage to the separator 13.

즉 젤리롤로 감아진 상태에서 양극판(11)의 무지부(11a)가 양극 집전판(40)에 대해 수직으로 세워진 상태로는 양극 집전판(40)과 바로 용접하기 어려우므로, 무지부(11a)의 끝단을 뭉개어 평평하게 구부린 다음 용접하게 되는 데, 이 과정에서 무지부(11a)의 끝단이 균일하게 구부려지지 않고 불규칙하게 뭉개지고 구부려져 무지부(11a)와 무지부(11a) 사이로 세퍼레이터(13)가 노출되는 곳이 발생된다.That is, since it is difficult to weld directly with the positive electrode current collector plate 40 in the state in which the uncoated portion 11a of the positive electrode plate 11 is perpendicular to the positive electrode current collector plate 40 while being wound with jelly rolls, the plain part 11a The ends of the flattened bend flat and then welded. In this process, the ends of the plain 11a are not bent uniformly, but are irregularly crushed and bent to separate the separators between the plain 11a and the plain 11a. 13) occurs where it is exposed.

그러나 상기 노출되는 곳이 레이저 용접라인에 위치하는 경우에도 상기와 같이 보조층(48)이 불규칙적으로 뭉개진 무지부(11a) 위에 놓여져 양극 집전판(40)에 고에너지의 레이저가 가해지는 경우 기본층(46)이 용융되기 전에 보조층(48)이 용융되어 무지부(11a)와 보조층(48) 사이에 용접이 이루어지므로, 기본층(46)이 용융 되지 않을 정도의 에너지만 가하여도 충분한 용접성능이 얻어지며, 무지부(11a)와 무지부(11a) 사이로 노출된 세퍼레이터(13)가 레이저에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.However, even when the exposed portion is located in the laser welding line, the auxiliary layer 48 is placed on the unevenly crushed plain portion 11a as described above, so that a high energy laser is applied to the positive electrode current collector plate 40. Since the auxiliary layer 48 is melted before the 46 is melted, and welding is performed between the uncoated portion 11a and the auxiliary layer 48, sufficient welding is required even if the base layer 46 is not energized. The performance is obtained, and the separator 13 exposed between the uncoated portion 11a and the uncoated portion 11a can be prevented from being damaged by the laser.

그리고 상기 양극 집전판(40)의 다른 실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 방사상으로 복수의 용접부(42)를 형성한다.In another embodiment of the positive electrode current collector plate 40, as shown in FIG. 3, a plurality of welds 42 are formed radially.

상기 용접부(42)는 다른 부분(바탕면 또는 저면)보다 전극군(10)쪽으로 돌출되도록 형성된다.The welding part 42 is formed to protrude toward the electrode group 10 more than other parts (the bottom surface or the bottom surface).

상기 용접부(42)는 레이저 용접이 원활하게 이루어지도록 돌출되는 끝면은 소정의 폭을 갖는 평면을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.The welding portion 42 is preferably formed so that the end surface protruding so that the laser welding is made smoothly has a plane having a predetermined width.

상기 용접부(42)는 일반적으로 레이저 용접을 십자형상으로 행하는 것에 대응하여 십자형상으로 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the said welding part 42 is generally formed in the cross shape corresponding to performing a laser welding in the cross shape.

상기에서 용접부(42)의 배치 및 수는 레이저 용접을 행하는 방법에 따라 적절하게 대응하여 설정하는 것이 가능하다.In the above, the arrangement and the number of the welding portions 42 can be appropriately set according to the method of performing laser welding.

그리고 상기 양극 집전판(40)에는 부품의 취급시에 작업자가 손으로 잡기 위한 파지부(45)를 중앙홀(41)을 따라 돌출하여 형성하는 것도 가능하다.In addition, the positive electrode current collector plate 40 may be formed by protruding the grip portion 45 along the center hole 41 for the worker to hold by hand when handling the component.

상기 파지부(45)는 리드(35)를 용접하는 경우에 용접성을 향상시키기 위하여 용접지점으로 편리하게 사용할 수도 있다.The gripping portion 45 may be conveniently used as a welding point in order to improve weldability when welding the lead 35.

그리고 상기 양극 집전판(40)의 또 다른 실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 보조층(48)을 상기 용접부(42)가 형성되는 부분에만 대응하여 형성한다.In another embodiment of the positive electrode current collector plate 40, as shown in FIG. 4, the auxiliary layer 48 is formed to correspond only to a portion where the weld part 42 is formed.

상기와 같이 보조층(48)을 형성하게 되면, 재료비가 절감되고, 전체 무게의 경량화도 도모할 수 있다.When the auxiliary layer 48 is formed as described above, the material cost can be reduced, and the overall weight can be reduced.

그리고 상기 양극 집전판(40)의 또 다른 실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 강도를 보강하기 위하여 하나 이상의 보강부(49)를 형성하고, 중앙홀(41) 이외에도 하나이상의 전해액 주입구(43)를 더 형성한다.In another embodiment of the positive electrode current collector plate 40, as shown in FIG. 5, one or more reinforcement parts 49 are formed to reinforce strength, and at least one electrolyte injection hole 43 is formed in addition to the central hole 41. To form more.

상기 보강부(49)는 부분적으로 요철을 형성하는 것에 의하여 구현하는 것도 가능하고, 둘레를 따라 모서리를 접어 올리는 것에 의하여 구현하는 것도 가능하다.The reinforcement 49 may be embodied by partially forming irregularities, and may be embodied by folding corners along a circumference.

상기 전해액 주입구(43)는 케이스(20) 내부의 전극군(10)쪽에 전해액을 주입하는 경우 원활한 전해액 주입이 이루어질 수 있게 해준다.The electrolyte injection opening 43 allows smooth electrolyte injection when the electrolyte is injected into the electrode group 10 in the case 20.

그리고 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 음극 집전판(50)을 상기 양극 집전판(40)과 마찬가지로 도전성이 우수한 금속으로 형성하는 기본층(56)과 용접성이 우수한 금속으로 형성하는 보조층(58)의 복수층으로 형성한다.Another embodiment of the secondary battery according to the present invention, as shown in Figs. 6 and 7, the base layer 56 for forming the negative electrode current collector plate 50 made of a metal having excellent conductivity similar to the positive electrode current collector plate 40 And a plurality of layers of the auxiliary layer 58 formed of a metal having excellent weldability.

상기 음극 집전판(50)에 있어서 기본층(56)은 케이스(20)와 접하는 쪽에 형성하고, 보조층(58)은 전극군(10)과 접하는 쪽에 형성한다.In the negative electrode current collector plate 50, the base layer 56 is formed on the side in contact with the case 20, and the auxiliary layer 58 is formed on the side in contact with the electrode group 10.

상기 음극 집전판(50)의 경우에도 상기 양극 집전판(40)과 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.Also in the case of the negative electrode current collector plate 50, since it can be implemented in the same configuration as the positive electrode current collector plate 40, the detailed description thereof will be omitted.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이차전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어서, 모터를 구동하기 위한 에너지원(모터 구동용)으 로 사용하는 것이 가능하며, 이외에도 고출력/대용량을 요구받는 다양한 용도로 사용하는 것이 가능하다.The secondary battery according to the present invention configured as described above is a device for operating by using a motor such as a HEV (hybrid electric vehicle), an EV (electric vehicle), a wireless cleaner, an electric bicycle, an electric scooter, etc. It can be used as an energy source (motor drive), and in addition, it can be used for various applications requiring high power / large capacity.

상기에서는 본 발명에 따른 이차전지의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of a secondary battery according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. This also belongs to the scope of the present invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 이차전지에 의하면, 집전판과 전극군을 용접시에 기본층이 용융되지 않을 정도의 레이저 에너지에 의해 보조층이 용융되어 용접이 이루어지므로, 레이저 에너지에 의해 전극군의 세퍼레이터가 파손되어 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the secondary battery according to the present invention made as described above, since the auxiliary layer is melted by the laser energy to the extent that the base layer does not melt when welding the current collector plate and the electrode group, welding is performed, the electrode group by the laser energy It is possible to prevent the short circuit caused by breakage of the separator, and to improve the reliability of the product.

Claims (8)

양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군;An electrode group in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are positioned with the separator interposed therebetween; 상기 전극군이 내장되는 케이스;,A case in which the electrode group is embedded; 상기 케이스와 결합되어 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체;A cap assembly coupled to the case and sealed and electrically connected to the electrode group; 이종(異種) 금속으로 형성되고 상기 캡 조립체와 전극군 사이에 설치되어 상기 양극판과 캡 조립체를 전기적으로 연결하는 양극 집전판;A positive electrode current collector plate formed of a dissimilar metal and disposed between the cap assembly and the electrode group to electrically connect the positive electrode plate and the cap assembly; 이종(異種) 금속으로 형성되고 상기 케이스와 전극군 사이에 설치되어 상기 음극판과 케이스를 전기적으로 연결하는 음극 집전판A negative electrode current collector plate formed of dissimilar metal and installed between the case and the electrode group to electrically connect the negative plate and the case. 을 포함하는 이차전지.Secondary battery comprising a. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 집전판은,The current collector plate, 임의의 전기 전도성을 갖는 기본층과, 이 기본층보다 낮은 융점을 가지고 상기 기본층보다 상기 전극군에 근접 배치되는 보조층을 포함하는 클래드 메탈(clad metal)인 이차전지.A secondary battery, which is a clad metal comprising a base layer having an arbitrary electrical conductivity and an auxiliary layer having a lower melting point than the base layer and disposed closer to the electrode group than the base layer. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 집전판의 기본층은 알루미늄 또는 구리로 형성하는 이차전지.The base layer of the current collector plate is formed of aluminum or copper secondary battery. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 집전판의 보조층은 니켈로 형성하는 이차전지.The secondary battery of the current collector plate is formed of nickel. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 집전판에는 다른 부분보다 전극군쪽으로 돌출되며 방사상으로 배치되는 복수의 용접부를 형성하는 이차전지.Secondary battery protruding toward the electrode group than the other portion in the current collector plate to form a plurality of welding portions disposed radially. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 보조층은 상기 용접부가 형성되는 부분에만 대응하여 형성하는 이차전지.The auxiliary layer is formed to correspond only to the portion where the weld is formed. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이차전지는 모터 구동용인 이차전치.The secondary battery is a secondary battery for driving a motor.
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