KR100890715B1 - 전지, 전지의 제조 방법, 용접물의 제조 방법 및 페데스탈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리머 리튬 이온 이차 전지 등에 있어서의 금속판과 전극을 확실하게 용접하고, 그 신뢰성이나 내구성을 한층 더 향상시킨다. 양극측 전극(3)을 그 상하로부터 각각 끼우도록 양극측의 상부 금속판(7a)과 하부 금속판(9a)이 각각 양극측 전극(3)에 용접되어 있다. 또한, 음극측 전극(5)을 그 상하로부터 각각 끼우도록 음극측의 상부 금속판(7b)과 하부 금속판(9b)이 각각 음극측 전극(5)에 용접되어 있다. 이로써, 전기 저항 용접 시에 용접 불량의 발생을 해소한다.

폴리머 리튬 이온 이차 전지, 금속판, 전기 저항 용접, 전극, 전지

Description

전지, 전지의 제조 방법, 용접물의 제조 방법 및 페데스탈{Cell, cell production method, welded article production method and pedestal}

본 발명은 전극에 금속판이 용접된 구조를 갖는 전지 및 그 용접 공정을 포함하는 제조 방법에 관한 것이다.

휴대 전화나 휴대용 전자 기기에 장착되는 충·방전 가능한 전원으로서, 최근에는 리튬 이온 이차 전지가 사용되고 있다. 또한, 예를 들면, 전해질에 액 누설의 우려가 없는 고체 상태로 비유동화된 전해질을 사용한 것도 알려져 있다. 이러한 리튬 이온 이차 전지에는 여러 가지 외형 형상인 것이 있지만, 일반적으로 노트북형 또는 수첩형의 휴대용 전자 기기나 휴대 전화에 사용되는 것은 편평한 형상인 것이 많다. 그와 같은 편평한 형상의 리튬 이온 이차 전지에서는 이차 전지 셀 본체와 외부 사이에 전류를 도통시키기 때문에, 양극측과 음극측에 각각 판형상의 전극이 배치되어 있다.

양극측의 전극은 일반적으로, 이차 전지 셀 본체와의 접속 부위에서의 구조상 제약이나 이차 전지 전체로서의 두께를 억제하여 얇게 하는 동시에, 양호한 도전성을 확보하기 위해서, 판 두께가 0.07 내지 0.1mm 정도의 얇은 알루미늄 또는 알루미늄계 합금을 프레스 컷(press cut)하는 등으로 형성된 것이며, 그 선단부에 는 외부와 접속되는 금속판(소위 탭)이 용접되는 경우가 많다. 그 금속판으로서는 외부와의 접속을 전기적 및 기계적(재료 역학적)으로 확실하게 하기 위해서, 니켈계 합금처럼, 전기 저항이 낮은 동시에 기계적 강도나 내후성이 뛰어난 재질이, 적합하게 사용된다. 또한 그 판 두께는 예를 들어 0.1mm 이상인 것으로 하는 경우가 많다.

그 금속판과 전극은 일반적으로, 전기 저항 용접 또는 초음파 용접에 의해서 용접되지만, 이차 전지의 사용 중 등에 금속판이 전극으로부터 벗어나가거나 탈락되는 일이 없도록, 확실하게 용접하는 것이 강력하게 요청되고 있다.

그런데, 상기와 같은 전극과 금속판을 전기 저항 용접하는 경우, 용접 불량이 발생하는 문제가 있다.

전기 저항 용접이 어려운 제 1 이유는 알루미늄과 니켈의 융점의 차에 있다. 즉, 양극측의 전극은 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 형성되어 있기 때문에, 그 융점은 660 내지 700℃이다. 한편, 금속판은 기계적 강도가 높고 융점도 비교적 높은 재료로 형성되어 있으며, 예를 들면 니켈계 합금의 경우에는 융점은 1400 내지 1455℃이다. 따라서, 전극과 금속판의 융점의 차는 약 800℃나 된다. 또한, 알루미늄의 비점은 2486℃인 것에 대하여 니켈의 비점은 2731℃이며, 비점도 크게 다르다.

전기 저항 용접이 어려운 제 2 이유는 알루미늄판의 표면에 형성되어 있는 산화피막(산화알루미늄)의 존재에 있다. 산화알루미늄의 융점은 200℃로 높고, 알루미늄판과 니켈판을 전기 저항 용접하는 경우에는 용접부의 온도를 약 2050℃ 이 상으로 하여, 이 얇은 산화피막을 용해할 필요가 있다. 여기서, 알루미늄의 표면의 산화알루미늄막은 일반적으로 알루미나라고 불리고, 화학식은 Al₂O₃이다.

이 때문에, 1매의 전극과 1매의 금속판을 겹치고, 그것들을 종래의 일반적인 전기 저항 용접 방법으로서 용접할 때, 니켈계 합금 등으로 이루어지는 금속판의 융점 이상으로 용접 온도가 도달하도록 용접 조건을 설정하면, 전극의 알루미늄 또는 알루미늄계 합금이 정상적인 너깃(nugget)의 크기를 넘어 판 두께를 관통할 정도의 광범위에 걸쳐 완전히 용해된다. 그 때문에, 용해된 금속이 유실되거나 또는 용접부의 알루미늄판이 비점에 도달하여, 알루미늄이 증발하여 주위로 격렬하게 비산하여 버려서 그 부분에 구멍이 생겨 확실한 용접이 이루어지지 않는 용접 불량이 발생한다.

또한, 그와 같은 전극이 광범위에 걸쳐 완전하게 용해하는 것을 회피하기 위해서 용접 온도를 금속판의 니켈계 합금 등의 융점 미만으로 조절하면, 전극에는 구멍이 생기거나 용해된 금속이 유실되는 등의 용접 불량은 발생하지 않지만, 금속판 표면의 니켈계 합금이 용융하지 않기 때문에, 니켈계 합금과 알루미늄계 합금에 의한 정상적인 너깃이 형성되지 않고, 용접 후의 단면(斷面)에 단순한 알루미늄계 합금의 용융 흔적이 남을 뿐이며, 확실한 용접이 이루어지지 않는 용접 불량이 발생한다. 그 결과, 예를 들면 필링 시험(peeling test)을 해 보면, 규정의 인장 내구 응력보다도 극히 낮은 힘으로, 전극과 금속판이 간단하게 분리되어 버린다.

그래서, 금속판과 전극의 접합면을 중심으로 하여 정상의 너깃이 형성되는 용접 온도의 분포가 생기도록, 전기 저항 용접의 여러 조건을 설정하는 것이 요망 된다. 그런데, 그와 같은 조건 설정은 금속판의 니켈계 합금 등의 금속과 전극의 알루미늄계 합금 등의 금속과의 융점의 차가 너무나 크기 때문에, 극히 미묘한 것으로 되지 않을 수 없다. 또한, 용접을 계속함에 따라서 전극봉의 선단이 열화하여 변형되어 가기 때문에, 실제의 대량 생산 공정에서는 상기와 같은 바람직한 미묘한 용접 조건의 설정을 계속적으로 유지하는 것이 극히 곤란하고, 따라서, 용접 불량의 발생율을 저감시키는 것이 극히 곤란하였다.

또한, 양극 단자판을 음극 단자판과 동일하게 니켈판으로 구성하면 전기 저항 용접할 수 있지만, 양극 단자판을 니켈판으로 구성하면, 전지 내부에서 전기적으로 반응하여, 용해되어 버리는 경우도 있으므로 바람직하지 못하다.

이와 같이, 얇은 알루미늄판과 니켈판을 전기 저항 용접하는 것은 기술적으로 어렵고, 종래에는 특히 양극 단자판과 배선판의 용접은 초음파 용접에 의해 이루어지고 있다.

그러나, 초음파 용접에서는 다음과 같은 문제점이 있었다. 첫번째로, 초음파 용접의 진동 강도와 진폭 시간의 설정 폭이 작고, 용접의 최적 조건의 유지가 어렵다. 두번째로, 용접 강도를 안정시키는 것이 어렵고, 대량으로 제품을 제조하는 대량 생산 공정에서 일정 비율의 용접 불량이 발생하는 경우가 있다. 왜냐하면, 초음파 용접에서는 전극과 금속판의 경계면에 극히 얇은 합금층이 생길 뿐이며, 양자의 표면의 거칠기가 증대함으로써, 그 표면에만 약하게 접합되어 있는 상태로 되는 경우가 많고, 용접면에 요구되는 전기적 및 기계적으로 확실한 용접 상태를 달성하는 것이 곤란하기 때문이다. 또한, 알루미늄이나 알루미늄계 합금으로 이루어지는 금속판의 표면에 생기는 자연 산화 피막이 장해로 되어, 초음파 용접에 의한 약한 용접 작용이 더욱 약한 것으로 되는 경향에 있다. 더구나, 그와 같이 전극과 금속판이 약하게 용접되어 있으면, 그 부분에서 전기 저항이 높아지고, 이차 전지 셀로부터 전극 및 금속판을 통하여 외부로 추출할 수 있는 전압이 저하하거나 전류가 제약되는 등의 좋지 못한 상황이 생긴다.

세번째로, 초음파 용접 장치가 저항 용접 장치보다도 고가이고, 대량 생산을 위한 설비 비용이 비싸진다. 네번째로, 초음파 용접 장치가 저항 용접 장치보다도 크고, 보다 큰 바닥 스페이스(floor space)가 필요하다. 그래서, 얇은 알루미늄판과 니켈판을 전기 저항 용접에 의해 용접하는 기술의 개발이 요망되고 있었다.

그러한 초음파 용접에 의한 용접 상태를 더욱 강고한 것으로 하기 위해서는 예를 들어, 더욱 강한 에너지 밀도의 초음파를 사용하여 장시간에 걸쳐 용접하는 것이 필요하게 되지만, 그와 같은 강한 초음파로 장시간 용접하면, 상기 전기 저항 용접의 경우와 마찬가지로, 판 두께가 얇고 융점이 낮은 알루미늄계 합금으로 이루어지는 전극이 용접에 필요한 크기를 넘어 과대한 범위에 걸쳐 용해되어, 초음파 용접 자체의 이점을 살릴 수 없다. 예를 들면, 과도하게 강한 초음파 용접을 행하면, 알루미늄계 합금으로 이루어지는 전극의 일부가 절단되어 버린다.

또한, 용접 이외에 금속판과 전극을 전기적 및 기계적으로 고착하는 방법으로서, 납땜법을 이용하는 것도 고려되지만, 알루미늄계 합금으로 이루어지는 전극의 표면에는 상술한 바와 같은 자연산화피막(알루미나)이 생기고 있기 때문에, 이것이 땜납의 습윤성이나 접착성의 장해로 되어, 납땜이 곤란하게 된다. 이것을 극복하기 위해서는 강력한 플럭스(flux) 등을 전극 표면에 미리 도포하여 그 표면의 자연 산화 피막을 처리해 둔 후에 납땜을 하는 대처법이 유효하다고 생각된다. 그러나, 그와 같은 강력한 플럭스의 성분이 납땜 후에도 전극이나 금속판에 잔류하는 것은 피할 수 없기 때문에, 그 잔류 성분에 의해서, 이차 전지의 사용 기간 중에 전극이 서서히 부식되어 가고, 결국에는 파손되거나 탈락되는 등, 전극과 금속판의 접속 부분의 내구성을 현저하게 열화시키는 경우가 있다는 부적합함이 있다. 또한, 양극 단자판과 배선판을 납땜하는 것은 양극 단자판을 구성하는 얇은 알루미늄판이 고온으로 되어 전지 내부도 고온으로 되고, 전지가 열화되기 때문에, 바람직하지 못하다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 폴리머 리튬 이온 이차 전지 등에 있어서의 알루미늄 또는 알루미늄계 합금 등으로 이루어지는 전극과 니켈계 합금 등으로 이루어지는 금속판을 전기 저항 용접법에 의해서 용접하는 공정에서, 용접 부분의 금속이 유실되어 구멍이 생기거나 그 부분이 주위로 비산하는 등의 용접 불량이 발생하는 문제를 해소하여, 전극과 금속판을 확실하게 용접할 수 있는 전기 저항 용접 공정을 포함한 전지의 제조 방법을 제공하는 것, 및 그와 같은 제조 방법에 의해서 금속판과 전극이 확실하게 용접된 신뢰성이나 내구성이 높은 전지를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 재료가 다른 2개 이상의 용접 대상물을 용이하고 또한 높은 신뢰성으로 전기 저항 용접할 수 있는 용접물의 제조 방법, 그것에 사용하는 페데스탈을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 전지는 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀과, 그 이차 전지 셀에 접속되어, 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극과, 그 전극에 용접되어 있고, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 갖는 것으로서, 그 금속판이 전극의 양면에 각각 적어도 1매씩 용접되어 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 다른 전지는 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀과, 그 이차 전지 셀에 접속되어, 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극과, 그 전극에 용접되어 있고, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 갖는 것으로, 그 금속판이 하나로 연결된 판을 대략 ㄷ자형으로 굴곡시킨 형상의 부위를 구비한 것이며, 그 대략 ㄷ자형의 2개의 평판들 사이에 전극이 끼워지고, 그 평판의 적어도 한쪽과 전극이 용접되어 있는 것이다.

본 발명에 따른 전지의 제조 방법은 이차 전지에 접속되어 있고, 그 이차 전지의 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극에, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 용접하는 공정을 포함하는 전지를 제조하는 것으로서, 금속판을 용접하는 공정에서, 전극의 양면에 각각 적어도 1매씩 금속판을 전기 저항 용접법 또는 그 밖의 용접법에 의해서 용접하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 다른 전지의 제조 방법은 이차 전지에 접속되어 있고, 그 이차 전지의 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극에, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 용접하는 공정을 포함하는 전지를 제조하는 것으로서, 금속판을 용접하는 공정에서, 하나로 연결된 판을 대략 ㄷ자형으로 굴곡된 형상의 부위를 구비하는 것으로 하여, 그 대략 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 상기 전극을 끼우고, 그 평판의 적어도 한쪽과 전극을 전기 저항 용접하는 것이다.

본 발명에 따른 용접물의 제조 방법은 재료가 다른 2개 이상의 용접 대상물을 페데스탈에 재치하고, 용접봉을 가압하여 전기 저항 용접할 때, 페데스탈의 적어도 재치면을 2개 이상의 용접 대상물보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하는 것이다.

본 발명에 따른 페데스탈은 용접 대상물을 용접할 때에 용접 대상물을 재치하는 것으로서, 적어도 재치면은 융점이 1455℃보다도 높은 금속으로 구성된 것이다.

본 발명에 따른 전지 및 그 제조 방법에서는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금처럼 비교적 저융점의 금속 재료로 이루어지는 전극을 그 전극보다도 융점이 높은 금속판으로 끼우고, 전기 저항 용접에 의해서 그 금속판의 전극과 대면하는 표면이 용융하여 전극의 표면과 함께 합금을 형성하는 것이 가능한 고온으로까지 용접 온도를 높여 용접한다. 이 때, 금속판보다도 저융점의 금속 재료로 이루어지는 전극이, 그 판 두께 방향으로 관통할수록 용해되더라도, 그 부분의 전극은 금속판으로 상하를 끼우고 있기 때문에, 전극의 용해한 금속이 외부로 유실되거나 비산하는 일 이 없다. 더구나, 1매의 전극의 상하 양쪽에 금속판을 용접하고 있고, 상하의 어느 한쪽에만 용접되어 있던 종래의 경우보다도 기계적 강도나 전기적 접속의 면적이 크다.

본 발명에 따른 다른 전지 및 그 제조 방법에서는 또한, 금속판이 하나로 연결된(1매판) 형의 판을 대략 ㄷ자형으로 굴곡시켜 형성된 것이고, 그 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 전극이 끼워진다. 따라서, 전기 저항 용접 시에 전극의 상하에 각각 1매씩 금속판을 개별로 위치 맞추어 접촉시키는 공정이 불필요하다.

본 발명에 따른 용접물의 제조 방법에서는 페데스탈의 적어도 재치면을 용접 대상물보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하기 때문에, 용접 시에 페데스탈이 용접 대상물과 함께 용해하고, 페데스탈에 용접 대상물이 부착되는 것이 방지된다. 또한, 페데스탈의 방열 효과에 의해 용접 대상물의 과용해가 방지된다. 더욱이, 페데스탈에도 용접 전류가 흐르기 때문에, 용접 대상물의 용접부에 의해 큰 용접 전류가 흐른다.

본 발명에 따른 페데스탈에서는 적어도 재치면을 융점이 1455℃보다도 높은 금속으로 구성하고 있기 때문에, 본 발명의 용접물의 제조 방법과 마찬가지로, 용접 대상물의 부착, 과용해가 방지되어, 용접부에 큰 용접 전류가 흐른다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 효과는 이하의 설명에 의해서 더욱 분명하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성 을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 전극과 금속판의 용접을 행하는 공정에 사용되는 인라인(다이렉트) 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기와, 그것에 의해서 행해지는 용접 동작의 일 예를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 전극과 금속판의 용접을 행하는 공정에 사용되는 인라인 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기와, 그것에 의해서 행해지는 용접 동작의 일 예를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 5는 전극과 금속판의 용접을 행하는 공정에 사용되는 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기와, 그것에 의해서 행해지는 용접 동작의 일 예를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 7은 도 5에 도시한 이차 전지에 있어서의 전극과 금속판을 용접하는 상태를 도시한 도면.

도 8은 상부 금속판을 더욱 미세한 2개의 판으로 나누는 동시에, 양극측 전극도 그 선단부에 슬릿을 설치하고, 용접이 행해지는 부분을 2개의 영역으로 분할한 경우의 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 9는 도 7에 도시한 개략적인 구성의 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 양 극측 전극과 상부 금속판 및 하부 금속판을 용접하는 상태를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 11은 프린트 배선판의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 12는 상부 금속판 및 하부 금속판을 양극측 전극에 용접한 구조의 리튬 이온 이차 전지에 보호 회로의 프린트 배선판을 장착한 경우의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 14는 프린트 배선판의 표면에 미리 실장된 양극측의 금속판과 양극측 전극을 전기 저항 용접법에 의해서 용접하는 상태를 도시한 도면.

도 15는 양극측 금속판 접속용 랜드 및 음극측 금속판 접속용 랜드에 각각 1개씩 관통 구멍이 천공된 프린트 배선판을 도시한 도면.

도 16은 프린트 배선판의 표면에 미리 실장된 양극측의 하부 금속판과 양극측 전극과 상부 금속판을 전기 저항 용접법에 의해서 용접하는 상태를 도시한 도면.

도 17은 도 15에 도시한 수법에 의한 전기 저항 용접의 공정을 거쳐서 얻어지는 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 18은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 19a 내지 도 19f는 전기 저항 용접에 적용 가능한 용접봉의 변동(variation)을 도시한 도면.

도 20은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 용접물의 제조 방법 및 그것에 사용되는 용접 장치를 도시하는 사시도.

도 21은 도 20에 도시한 용접 장치의 변형예를 도시하는 사시도.

도 22는 도 21에 도시한 용접 장치의 변형예를 도시하는 사시도.

도 23a 내지 도 23f는 도 20에 도시한 용접 장치에 있어서의 용접봉의 선단형상을 도시하는 정면도.

도 24는 도 20에 도시한 용접물의 제조 방법을 사용한 전지의 제조 방법을 도시하는 사시도.

도 25는 도 24에 도시한 전지의 I-I 선에 따른 단면도.

도 26은 도 24에 도시한 전지의 제조 방법의 변형예를 도시하는 사시도.

도 27은 본 발명의 실시예 11에 따른 알루미늄판의 용접 흔적을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 28은 발명의 실시예 11에 따른 페데스탈의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 29는 본 발명의 실시예 11에 따른 필링 후의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 30은 본 발명의 실시예 12에 따른 알루미늄판의 용접 흔적을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 31은 본 발명의 실시예 12에 따른 페데스탈의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 32는 본 발명의 실시예 12에 따른 필링 후의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 33은 비교예 11에 따른 알루미늄판의 용접 흔적을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 34는 비교예 11에 따른 페데스탈의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 35는 비교예 11에 따른 필링 후의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 36은 비교예 12에 따른 알루미늄판의 용접 흔적을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 37은 비교예 12에 따른 페데스탈의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

도 38은 비교예 12에 따른 필링 후의 상태를 도시하는 광학 현미경 사진.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지는 그 전기 저항 용접의 공정을 포함한 제조 방법에 의해서 구현화되는 것이므로, 이하, 그 각 실시예마다 각각 함께 설명한다.

[제 1 실시예]

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

상기 리튬 이온 이차 전지는 이차 전지 셀(1)과, 양극측 전극(3)과, 음극측 전극(5)과, 양극측의 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a)과, 음극측의 상부 금속판(7b) 및 하부 금속판(9b)으로 그 주요부가 구성되어 있다. 또한, 그 주요부는 실제로는 알루미늄 라미네이트 플라스틱 필름 등의 외장재로 피복되어 있지만, 여기서는 내부의 구조를 명확하게 나타내기 위해서, 외장재의 도시는 생략한다. 또한, 여기서는 편의상, 도면 중의 상하 방향을 기준으로 하고, 위쪽의 금속판을 상부 금속판(7a, 7b), 아래쪽의 금속판을 하부 금속판(9a, 9b)이라고 부르기로 하지만, 전극을 중심으로 하여 그 양면에 각각 금속판이 용접되어 있는 구성이라면, 그 상하 관계는 역전하여도 상관없는 것은 물론이다.

이차 전지 셀(1)은 예를 들면 고분자 고체 전해질을 사용한 소위 폴리머 리튬 이온형의 셀이다. 이러한 폴리머 리튬 이온형의 이차 전지 셀(1)에서는 그 내부 구조와의 겸하고 있으므로, 양극측 전극(3)은 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 것으로 하는 것이 일반적이다. 양극측 전극(3)을 알루미늄이나 알루미늄계 합금과는 다른 재료로서는 그것이 이차 전지 셀(1)의 내부의 양극 집전체와는 다른 전위를 갖거나, 전해질에 용출하는 등의 좋지 못한 상황이 생기는 경우가 많기 때문에, 양극측 전극(3)으로서는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금이 가장 적합하게 사용된다. 또한, 음극측 전극(5)은 예를 들면 니켈 또는 니켈계 합금으로 이루어지는 것이 적합하게 사용된다.

양극측의 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a), 음극측의 상부 금속판(7b) 및 하부 금속판(9b)은 모두 니켈 또는 니켈계 합금으로 이루어지는 1매의 금속판으 로, 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 판 두께보다도 두껍고, 기계적 강도가 높고 도전성이 양호한 것으로 되어 있다. 양극측 및 음극측의 하부 금속판(9a, 9b)은 긴쪽 방향의 일단이 각각 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 선단부에 용접되어 있고, 타단이 외부 접속용 단자로서 사용되도록 폭이 넓은 형상으로 형성되어 있다. 양극측 및 음극측의 상부 금속판(7a, 7b)은 전기 저항 용접 시에 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)이 용융되는 것이 상정되는 영역을 포함하고, 그것보다도 넓은 부분을 덮도록, 그 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 선단부의 상면에 용접되어 있다.

이와 같이, 양극측 전극(3)을 그 상하로부터 각각 끼우도록 양극측의 상부 금속판(7a)과 하부 금속판(9a)이 각각, 양극측 전극(3)에 용접되어 있고, 또한 음극측 전극(5)을 그 상하로부터 각각 끼우도록 음극측의 상부 금속판(7b)과 하부 금속판(9b)이 각각, 음극측 전극(5)에 용접되어 있다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이, 그 전기 저항 용접 시에 용접 불량이 발생하는 것을 해소할 수 있고, 또한, 제조된 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 상부 금속판(7a, 7b)이나 하부 금속판(9a, 9b)과 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)과의 용접의, 기계적 강도나 도전성을 증강시킬 수 있고, 나아가서는 제품으로서의 리튬 이온 이차 전지의 신뢰성이나 내구성의 향상을 한층 더 달성할 수 있다.

도 2는 상기와 같은 개략적인 구성의 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 전극과 금속판을 용접하는 공정에 사용되는 전기 저항 용접기와, 그것에 의해서 행해지는 용접 동작의 일 예를 도시한 것이다.

상기 전기 저항 용접기(200)는 전기 용접 제어 장치(201)와, 전극봉(202a, 202b)으로 주요부가 구성되어 있다. 전기 용접 제어 장치(201)는 대용량 콘덴서에 축적한 전기를 전계 효과형 트랜지스터로 방전하는 직류 트랜지스터 방식, 또는 소위 직류 인버터를 이용하여 출력 전압 및 출력 전류의 듀티나 주파수 등을 제어하는 직류 인버터 방식, 또는 소정의 주파수에 설정된 교류 전원을 사용하는 AC 전원방식 등의 전류 발생 장치(도시 생략)를 내장하고 있고, 그 전류 발생 장치로부터 출력되는 전력이 전극봉(202a, 202b)을 통하여 용접 스폿에 공급된다.

직류 트랜지스터 방식의 경우에는 전기 저항 용접 시의 출력 전압이 예를 들면 0.5 내지 3V이고, 용접 시간이 5 내지 300ms이며, 비교적 작은 전력을 다른 방식보다도 긴 듀티에 걸쳐 용접 대상에 인가함으로써 전기 저항 용접을 행하는 것이다. 또한, 직류 인버터 방식의 경우에는 직류 트랜지스터 방식과 비교하여 장시간에 걸쳐 출력 전압 및 출력 전류를 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 전기 저항 용접 시의 출력 전류를 일정치로 유지할 수 있다. 따라서, 직류 인버터 방식에 따르면, 다른 방식보다도 용접 스폿의 온도를 목표치에 대하여 정확하게 추종시킬 수 있고, 그 결과, 용접 상태를 안정한 것으로 할 수 있다. 이 직류 인버터 방식에서는 전기 저항 용접 시의 출력 전압이 예를 들면 0.5 내지 2V, 용접 시간이 5 내지 200 ms 이다.

전극봉(202a, 202b)은 선단 형상이 원주형, 직방체형, 반구형, 원추형, 사다리꼴형 등이 있지만, 예를 들어 일반적으로 사용되는 원주형 또는 반구형인 것을 적용할 수 있다.

상기 전기 저항 용접기에서는 양극측 전극(3)의 상면에는 상부 금속판(7a)을 배치하는 동시에 하면에는 하부 금속판(9a)을 배치하고, 그 용접 대상물로서, 그 상하 양면으로부터 각각 전극봉(202a, 202b)을 소정의 가압력으로 가압하면서, 소정의 타이밍 및 전압으로 소정 크기의 전류를 흘려 전기 저항 용접을 한다. 이 때, 전극봉(202a, 202b)을 가압하는 위치가 상하에서 일직선에 일치하도록 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 스폿 용접을, 1세트의 양극측 전극(3)과 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a)으로 이루어지는 용접 대상에 관하여 1개소(1 스폿)씩 행하도록 하여도 좋고, 또는 2개소 이상에 행하도록 하여도 좋다. 2개소에 스폿 용접함으로써, 용접을 더욱 강고한 것으로 할 수 있고, 양극측 전극(3)과 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a)과의 기계적인 흔들림 등을 막을 수 있는 동시에, 그 전기적인 접속 상태를 더욱 양호한 것으로 할 수 있다.

상하의 전극봉(202a, 202b)에 소정의 전압을 인가하면, 예를 들면 위쪽의 전극봉(202a)으로부터 상부 금속판(7a), 양극측 전극(3), 하부 금속판(9a)을 이 순서로 통과하여 아래쪽의 전극봉(202b)으로, 그 판 두께 방향으로 전류가 흐른다. 그렇게 하면, 상부 금속판(7a), 양극측 전극(3), 하부 금속판(9a)은 전류가 흐른 부분을 중심으로 하여 발열하고, 결국에는 그 부분이 용융하여, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금과, 그것과 접촉하는 상부 금속판(7a)이나 하부 금속판(9a)의 니켈계 합금이 함께 용융하여 섞이고, 그 새로운 합금이 형성되어 강고한 용접이 실현된다. 이 때, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금의 융점은 약 660℃이고, 상부 금속판(7a)이나 하부 금속판(9a)의 니켈계 합금의 융점은 약 1455℃이므로, 약 800℃ 의 융점의 차가 있다. 융점이 높은 니켈계 합금을 용융시켜 알루미늄계 합금(알루미늄 단체를 포함한다. 이하 동일)과 함께 새로운 합금층을 형성할 수 있도록, 그것에 적합한 전력이 전극봉으로부터 공급되기 때문에, 그 전극봉(202a, 202b)이 접촉되어 있는 부분의 온도는 1500℃ 이상의 고온으로 된다.

이러한 고온에서는 알루미늄계 합금은 완전하게 용해하여 액상을 나타낸다. 이 때문에, 전극봉(202a, 202b)을 알루미늄계 합금으로 이루어지는 양극측 전극(3)에 직접적으로 접촉하는 종래의 일반적인 전기 저항 용접에서는 그 전극봉(202a, 202b)에 의해서 완전히 용해된 알루미늄계 합금이 유실되거나 비산하는 등으로, 그 부분에 구멍이 생기거나, 약한 외력으로 벗겨지는 무른 용접 상태로 되는 등의, 용접 불량이 발생하고 있었다.

그러나, 본 실시예의 전기 저항 용접법에 의하면, 양극측 전극(3)의 상면과 하면의 양쪽에, 각각 판 두께가 두껍고 융점이 높은 니켈계 합금으로 이루어지는 상부 금속판(7a)과 하부 금속판(9a)을 배치하고, 그것으로 양극측 전극(3)을 끼우도록 하고 있기 때문에, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 판 두께 방향으로 완전히 용해하여 액상이 되더라도, 그것이 외부로 유실되거나 비산하는 것 등을, 상부 금속판(7a)과 하부 금속판(9a)으로 억누를 수 있다(막을 수 있다).

또한, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금의 비점은 약 2480℃이지만, 그와 같은 고온으로 되면, 완전히 용해한 알루미늄계 합금이 비등하여 격렬하게 비산하는 경우가 있다. 그러나, 본 실시예의 전기 저항 용접법에 의하면, 전극봉이 직접 접촉되는 것은 상부 금속판(7a)이나 하부 금속판(9a)이고, 전극봉(202a)과 상부 금 속판(7a)의 접합면, 상부 금속판(7a)과 양극측 전극(3)의 접합면, 양극측 전극(3)과 하부 금속판(9a)의 접합면, 및 하부 금속판(9a)과 전극봉(202b)의 접합면에서의 전기 저항분에 용접 전류가 흘러 발생하는 발열은 간접적으로 양극측 전극(3)에 유입하게 된다. 또한, 전극봉(202a), 전극봉(202b)은 직접적으로는 양극측 전극(3)에 접촉되어 있지 않기 때문에, 용접 시에 축적된 열이 생겨 전극봉(202a), 전극봉(202b)에 양극측 전극(3)이 녹은 알루미늄계 합금이 부착되어 그 부분이 손실되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 비산할 정도의 고온으로 가열되는 것을 완화하여, 완전하게 용해한 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 비산하는 것을 피할 수 있다. 더욱이, 전극봉 바로 아래의 용접부의 압력은 높기 때문에, 비점도 높아지고, 알루미늄계 합금을 비등하기 어렵게 할 수 있다. 여기서, 용접부에서의 발열량(Q)는 모든 접합면의 저항(R)과 용접 전류(I)에 의해서, Q=I²×R이라는 식으로 나타낼 수 있다.

여기서, 일반적으로 알루미늄계 합금의 표면에는 극히 얇은 자연산화피막(알루미나)이 생기고 있다. 그 융점은 2050℃이므로, 전기 저항 용접 시의 설정 온도를 예를 들면 상기와 같은 1500℃로 한 경우, 자연 산화피막의 알루미나는 용융되지 않고, 액상의 알루미늄계 합금 중에 들어가 혼재되지만, 알루미늄계 합금과 니켈계 합금의 새로운 합금층의 형성에 대해서는 아무런 지장이 없으며, 신뢰성이 높은 확실한 용접을 달성할 수 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같은 다이렉트 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기(200)를 사용하여, 용접 대상물의 상하로부터 전극봉(202a, 202b)을 가압하고, 그 용접 대상물의 판 두께 방향으로 관통하도록 전류를 흘림으로써, 상부 금속판(7a)에 흐르는 전류와 하부 금속판(9a)에 흐르는 전류가 거의 동일하게 되고, 그 상하의 용접 조건을 거의 동일하게 일치시켜 최적화할 수 있다.

또, 상부 금속판(7a)과 하부 금속판(9a)을, 다른 금속 재료로 이루어지는 것으로 하는 것 등도 가능하다. 예를 들면, 상부 금속판(7a)을 철계 합금으로 하고, 하부 금속판(9a)을 니켈계 합금으로 하거나, 또는 그 반대로, 상부 금속판(7a)을 니켈계 합금으로 하고, 하부 금속판(9a)을 철계 합금으로 하는 것 등도 가능하다.

상기 용접 공정의 설명에서는 양극측 전극(3)과 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a)을 용접하는 경우에 대하여 상세하게 언급하였지만, 음극측 전극(5)과 상부 금속판(7b) 및 하부 금속판(9b)과의 용접에 대해서도, 상기와 같은 수법으로 할 수 있음은 말할 필요도 없다.

[제 2 실시예]

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다. 또, 본 실시예에서는 제 1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 설명은 생략하며, 다른 점에 관해서만 설명한다. 이것은 제 3 실시예 이후의 실시예에 대해서도 동일하다.

상기 리튬 이온 이차 전지는 이차 전지 셀(1)과, 양극측 전극(3)과, 음극측 전극(5)과, 양극측의 금속판(11)과, 음극측의 금속판(13)으로, 그 주요부가 구성되어 있다. 이 구성 요소 중, 이차 전지 셀(1), 양극측 전극(3), 음극측 전극(5)에 대해서는 제 1 실시예의 것과 동일하다.

양극측의 금속판(11) 및 음극측의 금속판(13)은 각각, 니켈 또는 니켈계 합금으로 이루어지는 1매의 금속판을 외형 커팅 및 굴곡 가공하여 형성된 것으로, 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 판 두께보다도 두껍고, 기계적 강도가 높아 도전성도 양호한 것으로 되어 있다.

이들 양극측 및 음극측의 금속판(11, 13)은 긴쪽 방향의 일단이 대략 ㄷ자형으로 굴곡되어 있고, 그 ㄷ자형으로 굴곡되어 대향하고 있는 2개의 평판의 틈에 양극측 전극(3)의 선단부가 끼워지도록 하여 용접되어 있고, 타단은 외부 접속용 단자로서 사용되도록 폭이 넓은 형상으로 형성되어 있다.

양극측의 금속판(11)은 각각, 전기 저항 용접 시에 용융되는 것이 상정되는 영역을 포함하고 그것보다도 넓은 부분의 전극을 덮도록, 양극측 전극(3)의 선단부를 ㄷ자형으로 끼우도록 용접되어 있기 때문에, 후술하는 바와 같이, 양극측의 금속판(11)과 양극측 전극(3)을 전기 저항 용접할 때, 용접 불량이 발생하는 것을 해소할 수 있다. 또한, 제조된 이차 전지에 있어서의, 양극측의 금속판(11)과 양극측 전극(3)을 조합한 구조의 기계적 강도나 도전성을 증강시킬 수 있고, 나아가서는 제품으로서의 신뢰성이나 내구성의 향상을 한층 더 달성할 수 있다. 또, 이것은 양극측 뿐만 아니라, 음극측의 금속판(13)과 음극측 전극(5)의 용접에 대해서도 동일하다.

상기와 같은 개략적인 구성의 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 양극측 전극(3)과 금속판(11)과의 용접, 및 음극측 전극(5)과 금속판(13)의 용접은 도 2에 도시한 것과 동일한 전기 저항 용접기(200)를 사용할 수 있다. 더욱 상세하게는 도 3에 도시한 바와 같이, 금속판(11)의 일단의 ㄷ자형으로 형성된 부분에 양극측 전극(3)의 선단부를 끼운 상태로 해두고, 그 ㄷ자형의 금속판(11, 13)의 상하 양면에서 각각 전극봉(202a, 202b)을 소정의 가압력으로 밀면서 소정의 타이밍 및 전압으로 소정 크기의 전류를 흘려 전기 저항 용접을 한다. 이러한 전기 저항 용접법에 의한 스폿 용접은 1세트의 전극 및 금속판당 1개소씩에 행하도록 하여도 좋고, 또는 2개소 이상으로 행하도록 해도 좋다.

상기 제 2 실시예의 전기 저항 용접법에 의하면, 판 두께가 두껍고 융점이 높은 니켈계 합금의 판을 ㄷ자형으로 굴곡되어 가공된 금속판(11)으로 양극측 전극(3)을 끼우고 있기 때문에, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 판 두께 방향으로 완전히 용해하여 액상으로 되더라도, 그것이 외부로 유실되거나 비산하는 것을, 그 금속판(11)의 ㄷ자형으로 형성된 상하 대향하는 2개의 평판으로 누를 수 있다. 또한, 용해한 알루미늄계 합금이 양극측 전극(3)의 측면 방향으로 유실하려는 움직임을, 금속판(11)의 ㄷ자형의 측면의 폐쇄측의 부분으로 더욱 확실하게 차단할 수 있다. 또한, ㄷ자형의 해방측의 부분에서는 용해한 알루미늄계 합금이 비등(沸騰)하지 않는 상태라면, 그 액상으로서의 표면 장력과 폐색측의 부분에서의 되돌림 압력으로, 용해한 알루미늄계 합금이 금속판(1)의 평면 방향으로 유실되는 것을 더욱 확실하게 막을 수 있다.

또한, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금의 비점은 약 2480℃이지만, 그와 같은 고온으로 되면, 완전히 용해한 알루미늄계 합금이 비등한다. 열이 축적되어 고온으로 되는 전극봉(202a, 202b)이 직접 접촉되는 것은 금속판(11)의 ㄷ자형으로 가공된 상하 평판이므로, 전극봉(202a)의 바로 아래의 전극봉(202a)과 금속판(11)의 접합면, 및 금속판(11)과 양극측 전극(3)의 접합면에서의 전기 저항분에 용접 전류가 흘러 발생하는 발열은 금속판(11)을 통하여 간접적으로 양극측 전극(3)에 유입하게 된다. 또한, 전극봉(202a), 전극봉(202b)은 직접적으로는 양극측 전극(3)에 접촉되어 있지 않다. 이와 같이 하여, 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 비등할 정도로 고온으로 가열되는 것을 완화하여, 완전하게 용해한 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 유실하거나 비산하는 것을 피할 수 있다.

또한, 금속판(11, 13)은 1매의 니켈계 합금의 얇은 판자를 굴곡시켜 ㄷ자형으로 형성한 것이므로, 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)을 그 상하로부터 끼우는 2개의 평판은 제 1 실시예의 상부 금속판(7a, 7b) 및 하부 금속판(9a, 9b)과 같은 상하에서 개개로 분리한 판이 아니다. 따라서, 그와 같은 금속판의 ㄷ자형의 틈에 양극측 전극(3)을 장착하는 것만으로 용접의 준비가 완료하기 때문에, 그와 같은 용접 준비 공정(용접 전 공정)을 더욱 간략한 것으로 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같은 용접 대상물의 상하로부터 전극봉(202a, 202b)을 세게 눌러, 그 용접 대상물의 판 두께 방향으로 관통하도록 전류를 흘릴 수 있기 때문에, 금속판(11, 13)의 상부로 흐르는 전류와 그 하부로 흐르는 전류가 거의 동일하게 되고, 그 상하의 용접 조건을 일치시켜 최적화할 수 있는 동시에, 무효 전류를 적게 할 수 있다.

또한, 도 5에 일 예를 도시한 바와 같이, 양·음 2개의 전극봉(402a, 402b)이 병렬로 배치된, 소위 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기(400)를 사용하여 용접하는 경우에는 2개의 전극봉(402a, 402b)이, 모두 용접 대상물의 상면측에 접촉하게 되므로, 용접 시의 전류는 ㄷ자형의 금속판(11, 13)의 위쪽의 평판이나, 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 상측 표면을 통과하는 경향에 있다. 이 때문에, 금속판(11, 13)의 ㄷ자형의 아래쪽의 평판이나, 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 아래쪽 표면 등에는 충분한 전류가 흐르지 않고, 그러한 아래쪽에서는 확실한 용접을 할 수 없는 경우가 있다. 그러나, 금속판(11, 13)의 ㄷ자형의 위쪽의 평판과 아래쪽의 평판은 한 장의 판으로서 연결되어 있는 것이므로, 적어도 금속판(11, 13)의 위쪽의 평판과 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 위쪽의 표면을 확실하게 용접함으로써, 가령 아래쪽에서의 용접이 불충분하더라도, 금속판(11, 13)과 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)과의 완전한 용접 불량의 발생을 저감시킬 수 있다.

또한, 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기(400)를 사용하여 용접하는 경우에는 일반적으로, 용접 대상의 밑에 페데스탈(405)을 배치한다. 그 페데스탈로서는 예를 들면 구리, 구리계 합금, 백금, 백금계 합금, 니켈, 니켈계 합금, 티타늄, 티타늄계 합금, 크롬, 크롬계 합금, 지르코늄, 지르코늄계 합금, 베릴륨, 베릴륨계 합금 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또는 그 외에도, 예를 들면 구리, 카드뮴, 크롬, 티타늄, 베릴륨의 합금이나, 알루미나 분산 강화 구리, 크롬 구리, 구리계 합금의 두꺼운 판의 표면에 백금의 얇은 판자를 접합한 것 등도 사용할 수 있다.

[제 3 실시예]

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

상기 리튬 이온 이차 전지는 이차 전지 셀(1)과, 선단부에 슬릿형의 절결부가 설치된 양극측 전극(3)과, 동일하게 선단부에 슬릿형의 노치가 설치된 음극측 전극(5)과, 위쪽의 평판에 슬릿형의 노치가 설치되어 있고, 선단부가 거의 ㄷ자형으로 굴곡되어 가공된 양극측의 금속판(15)과, 동일하게 위쪽의 평판에 슬릿형의 노치가 설치되어 있으며, 선단부가 거의 ㄷ자형으로 굴곡되어 가공된 음극측의 금속판(17)으로, 주요부가 구성되어 있다.

상기 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 양극측 전극(3)과 금속판(15)을 전기 저항 용접법에 의해서 용접하는 공정이나 음극측 전극(5)과 금속판(17)을 전기 저항 용접법에 의해서 용접하는 공정에서는 도 5에 도시한 바와 같은 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기(400)를 사용하여 확실하게 용접할 수 있다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 슬릿에 의해서 막힌 2개의 영역의 한쪽에는 전극봉(402a)을, 다른 쪽에는 전극봉(402b)을, 각각 접촉시켜, 전기 저항 용접을 위한 전류를 공급함으로써, 그 때의 전류는 금속판(15)의 위쪽의 평판을 단락하려고 해도, 그 중심에 설치된 슬릿에 의해서, 그 흐름이 저지되기 때문에 한쪽의 전극봉(402a)으로, 금속판(15)의 위쪽의 평판의 한쪽의 영역, 양극측 전극(3)의 한쪽의 영역, 금속판(15)의 아래쪽의 평판의 전극봉(402a) 아래쪽의 부분, 페데스탈(405), 금속판(15)의 아래쪽의 평판의 전극봉(402b) 아래쪽의 부분, 양극측 전극(3)의 슬릿을 막은 다른쪽의 영역, 금속판(15)의 위쪽의 평판의 슬릿을 막은 다른쪽의 영역, 그리고 다른쪽의 전극봉(402b)으로의 순서로 흐르고, 그 전류 경로에 있어서의 전기저항에 의해서, 양극측 전극(3)과 금속판(15)의 용접에 필요한 열을 확실하게 발생시킨다. 이렇게 하여, 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기를 사용하는 경우에도, 양극측 전극(3)과 금속판(15)의 용접을 확실하고도 간편하게 할 수 있다.

여기서, 이러한 슬릿을 금속판(15)이나 양극측 전극(3)에 설치하여, 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기를 사용한 용접을 행하는 수법은 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 2매의 금속판(7a, 7b)으로 양극측 전극(3)을 끼운 상태로 하여 그것들의 용접을 행하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 상부 금속판(7a)을 더욱 미세한 2개의 판(plate; 71a, 72a)으로 나누는 동시에 양극측 전극(3) 및 음극측 전극(5)도 그 선단부에 슬릿을 설치하고, 용접이 행해지는 부분을 2개의 영역(31a, 31b)으로 분할한 형상의 경우에도, 도 9에 도시한 바와 같이, 2개로 분할된 상부 금속판(71a, 71b)의 하나 하나의 판에, 각각 1개씩 전극봉(402a, 402b)을 접촉시키고, 전기 저항 용접을 위한 전류를 공급함으로써, 전류는 예를 들면 한쪽의 전극봉(402a)으로부터, 상부 금속판의 한쪽의 판(71a), 양극측 전극(3)의 한쪽의 영역(31a), 금속판(9a)에서의 전극봉(402a) 아래쪽의 부분, 페데스탈(405), 금속판(9a)에서의 전극봉(402b) 아래쪽의 부분, 양극측 전극(3)의 슬릿을 막은 다른쪽의 영역(32a), 상부 금속판의 다른쪽의 판(72a), 그리고 다른쪽의 전극봉(402b)으로의 순으로 흐르고, 그 일련의 전류 경로에 있어서의 전기 저항에 의해서, 상부 금속판(71a, 72a)과 양극측 전극(3)의 용접 및 양극측 전극(3)과 하부 금속판(9a)의 용접에 필요한 열을 확실하게 발생시킴으로써, 시리즈 스폿 용접 방식의 전기 저항 용접기를 사용하여 상부 금속판(71a, 72a)과 양극측 전극(3)과 하부 금속판(9a)을 용접하는 경우 등에도, 그 용접을 확실하고도 간편하게 할 수 있다.

또한, 도 7 및 도 9에 기초하는 상기 설명에서는 양극측 전극(3)과 금속판(15)의 용접 등, 양극측의 전기 저항 용접에 대하여 상세하게 언급하였지만, 음극측 전극(5)에 대해서도 동일한 방법에 의한 용접이 가능한 것은 물론이다.

[제 4 실시예]

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

상기 리튬 이온 이차 전지는 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 선단부가 ㄷ자형으로 굴곡되어 가공된 금속판(11, 13)이 양극측 전극(3) 및 음극측 전극(5)에 각각 용접되어 있고, 그 금속판(11, 13)을 보호 회로의 프린트 배선판(100)에 납땜한 것이다.

도 11에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 프린트 배선판(100)은 소정의 배선회로 패턴(101)이 형성되어 있고, 그것에 전자 부품(103)을 실장하여, 과대 전압에 의한 충전 또는 과대 전류에 의한 충·방전이나, 과소 전압 방전 등으로부터 이차 전지 셀(1)을 보호하기 위해서 기능하는 소위 보호 회로를 구성하는 것이다.

더욱 상세하게는 상기 프린트 배선판(100)의 표면에는 양극측 금속판 접속용 랜드(105)와 음극측 금속판 접속용 랜드(107)가 설치되어 있는 동시에, 양극측 외 부 단자용 랜드(109)와 음극측 외부 단자 접속용 랜드(111)가 설치되어 있고, 이들은 소정의 프린트 회로 패턴(101) 등을 개재하여 전자부품(103)에 접속되어 있다. 양극측 외부 단자 접속용 랜드(109)에는 양극측 외부 단자(113)가 납땜되어 있고, 음극측 외부 단자 접속용 랜드(111)에는 음극측 외부 단자(115)가 납땜되어 있다. 양극측 금속판 접속용 랜드(105)에는 양극측의 금속판(11)이 납땜되어 있고, 음극측 금속판 접속용 랜드(107)에는 음극측의 금속판(13)이 납땜되어 있다. 그 금속판(11, 13)의 납땜은 그것들과 양극측 전극(3)이나 음극측 전극(5)의 전기 저항 용접 공정의 전 또는 후에 행해진다.

양극측 외부 단자(113) 및 음극측 외부 단자(115)가, 상기 리튬 이온 이차 전지의 패키지(외장재)로부터 외부로 신장하여 노출되어 있고, 그 노출되어 있는 부분이, 상기 리튬 이온 이차 전지와 외부의 접속을 잡기 위한 실질적인 전극으로서 사용된다.

이와 같이, 보호 회로의 프린트 배선판(100)에 금속판(11, 13)을 납땜함으로써, 리튬 이온 이차 전지의 패키지 내에 보호 회로를 구비하도록 할 수 있다.

여기서, 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 상부 금속판(7a) 및 하부 금속판(9a)을 양극측 전극(3)에 용접한 구조의 리튬 이온 이차 전지에 있어서도, 상기와 동일하고, 예를 들면 도 12에 도시한 바와 같이 하부 금속판(9a, 9b)을 보호 회로의 프린트 배선판(100)에 납땜함으로써, 리튬 이온 이차 전지의 패키지 내에 보호 회로를 구비하도록 하는 것이 가능하다.

[제 5 실시예]

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

상기 리튬 이온 이차 전지는 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 선단부가 ㄷ자형으로 굴곡되어 가공된 금속판(11, 13)을, 양극측 전극(3) 및 음극측 전극(5)에 각각 구비하고 있고, 그 금속판(11, 13)을 보호 회로의 프린트 배선판(100)에 미리 납땜해 두고, 그 각각에 양극측 전극(3)과 음극측 전극(5)을 각각 구비하며, 그 상하로부터 전극봉(202a, 202b)을 접촉시키고, 전기 저항 용접법에 의해 양극측 전극(3)과 금속판(11)의 용접이나 음극측 전극(5)과 금속판(13)의 용접을 하는 공정을 거쳐서 제조된 것이다.

프린트 배선판(100)의 양극측 금속판 접속용 랜드(105) 및 음극측 금속판 접속용 랜드(107)에는 도 15에 도시한 바와 같이, 각각 1개씩 관통 구멍(through hole; 141, 143)이 천공되어 있다.

양극측의 금속판(11)은 프린트 배선판(100)의 표면에 설치된 양극측 금속판 접속용 랜드(105)에, 리플로법에 의해서 납땜하는 것 등이 가능하다. 예를 들면, 구리호일 또는 그 위에 땜납 도금이 부착된 5mm각(角)의 양극측 금속판 접속용 랜드(105)의 표면에, 소위 크림 땜납을 도포해 두고, 그 위에 양극측의 금속판(11)을 배치하여, 리플로 화로로 약 230℃로 가열하여, 양극측 금속판 접속용 랜드(105)의 표면에 양극측의 금속판(11)을 납땜하는 것 등이 가능하다. 또한, 음극측의 금속판(13)에 대해서도, 동일한 수법으로 음극측 금속판 접속용 랜드(107)의 표면에 납땜할 수 있다.

이렇게 하여 프린트 배선판(100)의 표면에 미리 실장된 양극측의 금속판(11)과 양극측 전극(3)의 전기 저항 용접을 할 때는 도 14에 도시한 바와 같이, 프린트 배선판(100)에 미리 드릴링에 의해서 천공된 관통 구멍(141)을 통과하여 금속판(11)의 아래쪽의 평판에 아래쪽의 전극봉(202b)을 접촉시키는 동시에, 위쪽의 전극봉(202a)을 금속판(11)의 위쪽의 평판에 접촉시킨다. 그리고 그 2개의 전극봉(202a, 202b) 사이에 소정의 전압을 인가하여, 전류를 예를 들면 위쪽의 전극봉(202a)으로부터 금속판(11)의 위쪽의 평판, 양극측 전극(3), 금속판(11)의 아래쪽의 평판, 아래쪽의 전극봉(202b)으로의 순으로 흘림으로써, 금속판(11)과 양극측 전극(3)의 확실한 용접을 달성할 수 있다. 또한, 전기 저항 용접 회수를 1회로 하면, 양극측 전극(3)과 금속판(11)의 용접부를 2점에서 1점으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 용접에 필요한 금속판(11)의 면적을 보다 작게 할 수 있고, ㄷ자형의 금속판(11)을 보다 소형화 할 수 있기 때문에, 리튬 이온 이차 전지 전체의 외형 치수를 한층 더 소형화 할 수 있다. 또한, 음극측의 금속판(13)과 음극측 전극(5)의 전기 저항 용접에 대해서도, 상기와 같은 수법으로 행할 수 있다.

여기서, 상기와 같은 구조 및 전기 저항 용접의 수법은 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 상부 금속판(7a, 7b) 및 하부 금속판(9a)을 양극측 전극(3)에 용접한 구조의 리튬 이온 이차 전지에 있어서도 적용 가능하다. 예를 들면, 도 16에 도시한 바와 같이, 하부 금속판(9a)을 보호 회로의 프린트 배선판(100)의 양극측 금속판 접속용 랜드(105)에 납땜해 두고, 프린트 배선판(100)에 미리 드릴링에 의해서 천공된 관통 구멍(141)을 통과하여 하부 금속판(9a)에 아래쪽의 전극봉(202b) 을 접촉시키는 동시에, 위쪽의 전극봉(202a)을 상부 금속판(7a)에 접촉시켜, 상하의 전극봉(202a, 202b)에 소정의 전류를 흘림으로써, 상부 금속판(7a)과 양극측 전극(3)의 용접 및 하부 금속판(9a)과 양극측 전극(3)의 용접을 확실하게 행하여, 도 17에 도시한 바와 같은 개략적인 구성의 리튬 이온 이차 전지를 제조할 수 있다.

또한, 상기 관통 구멍이 설치된 프린트 배선판(100)의 양극측 금속판 접속용 랜드(105)의 표면에, 예를 들면 15 내지 500㎛의 두께의 비교적 두꺼운 니켈층(도시 생략)을, 도금법 등에 의해서 형성함으로써, 그 니켈층을 하부 금속판(9a)의 대신에 사용하고, 하부 금속판(9a)을 생략할 수 있으며, 나아가서는 구성의 한층 더 간략화를 달성할 수도 있다. 이 경우, 니켈층을 형성한 후 또는 그 전에, 예를 들면 무전해 도금법이나 땜납 도금법 등에 의해, 관통 구멍(141)에 땜납 또는 구리 등의 도전성이 양호한 금속 재료 등을 매립하고, 소위 블라인드 호울의 상태로 하는 것이 바람직하다. 이 관통 구멍(141)에 매립된 금속재료에 의해서, 프린트 배선판(100)의 표면의 니켈층의 구멍을 막고, 용해한 양극측 전극(3)의 알루미늄계 합금이 유출되는 것을 막을 수 있는 동시에, 그 관통 구멍(141)에 매립된 금속 재료를 개재하여, 프린트 배선판(100)의 하면과 표면(상면)의 니켈층의 사이에 전류를 도통시킬 수 있다.

이와 같이, 니켈층을 하부 금속판(9a) 또는 금속판(9b)의 대신에 사용하는 동시에, 관통 구멍(141) 또는 관통 구멍(143)에 금속 재료를 매립하도록 하여도, 도 2나 도 5에 도시한 바와 같은 전기 저항 용접기에 의한 확실한 전기 저항 용접을 하는 것이 가능하다.

[제 6 실시예]

도 18은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 리튬 이온 이차 전지의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

상기 리튬 이온 이차 전지에서는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 양극측 전극(3)은 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이, ㄷ자형의 금속판(11)에 끼워지도록 용접되어 있다.

한편, 니켈계 합금으로 이루어지는 음극측 전극(51)은 그 선단부가 거의 ㄷ자형으로 되꺽인 형상으로 굴곡되어 가공되어 있고, 그 음극측 전극(51)의 ㄷ자형의 선단부에, 알루미늄계 합금으로 이루어지는 음극측의 금속판(53)이 끼워지도록 용접되어 있다. 이러한 구조로 음극측의 금속판(53)과 음극측 전극(51)을 전기 저항 용접하는 것 등도 가능하다. 이 경우의 전기 저항 용접은 상기의 각 실시예에서 설명한 것과 동일한 수법을 응용하여 행할 수 있다. 즉, 융점이 낮은 알루미늄계 합금으로 이루어지는 음극측의 금속판(53)을, 그 상하로부터, ㄷ자형으로 형성된 융점이 높은 음극측 전극(51)의 선단부에서 끼우도록 하여, 그것들을 전기 저항 용접법에 의해서 용접함으로써, 음극측의 금속판(53)의 알루미늄계 합금이 그 판 두께 방향으로 완전히 용해하더라도, 그것이 외부로 유실되는 것이나 비산하는 것 등을, 융점이 높은 음극측 전극(51)으로 억누를 수 있다. 여기서, 음극측의 금속판(51)으로서는 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄계 합금, 구리, 구리계 합금, 은, 은계 합금 등으로 이루어지는 판, 또는 음극측 전극(5)과 동일한 니켈계 합금으로 이루어지는 판이라도, 음극측 전극(5)보다도 판 두께가 두꺼운 것 등이, 적용 가능하다.

또한, 용접봉(202; 202a, 202b)은 경도·도전율·열전도성이 높은 것이 필요하고, 예를 들면, 크롬구리 또는 알루미나 분산 강화구리 등의 구리 합금으로 구성되어 있다. 용접봉(202)의 선단 형상은 예를 들면, 도 19a에 도시한 바와 같은 반구 형상, 도 19b에 도시한 바와 같은 원추 형상, 도 19c에 도시한 바와 같은 원주 형상, 도 19d에 도시한 바와 같은 원추의 선단을 평평하게 절단한 사다리꼴 형상, 도 19e에 도시한 바와 같은 반구의 선단을 평평하게 절단한 반구와 평면을 조합한 형상, 또는 도 19f에 도시한 바와 같은 사각추 형상(피라미드 형상) 등의 다각추 형상으로 되는 것이 바람직하다.

그 중에서도, 반구 형상은 용접봉(202)의 가장 바람직한 선단 형상이다. 이 형상에 의하면, 용접봉(202)을 용접 대상물에 세게 눌렀을 때, 용접봉(202)의 선단의 중심부에 높은 압력이 되고, 용접 전류가 집중하여 흐르기 때문에, 그 극히 작은 범위에 있어서 온도가 상승하여, 용접 대상물이 용해되어 합금층이 형성되기 쉽다. 또한, 합금층이 형성되는 장소가 반드시 용접봉(202)의 중심에 고정되기 때문에, 용접 전류가 흐르는 2개소의 용접부의 거리가 고정되고, 용접 조건이 안정하여 바람직하다. 더욱이, 용접봉(202)을 용접 대상물에 세게 눌렀을 때의 압력은 용접봉(202)의 중심에서 주위로 향하여 약해지기 때문에, 용접봉(202)의 중심부에서 용접 대상물이 용해하더라도, 그 주변에서는 완전히 용해하지 않고, 용접 대상물에 구멍이 형성되기 어렵다. 여기서 용접 전류는 압력에 비례하여 용접봉(202)의 중심에서 주위로 향하여 약해진다.

유효한 반구형의 선단 형상은 예를 들면, 원주의 직경이 0.5mm 내지 10mm이고, 선단의 반구의 반경이 0.5mm 내지 5mm인 것이다. 최적의 반구형의 선단 형상은 용접봉(202)의 선단에서 10mm 상부의 원주의 직경이 3mm이고, 용접봉(202)의 선단에서 1mm 상부의 원주의 직경이 1.5mm이고, 선단의 반구의 반경이 1.5mm인 것이다.

원추 형상은 반구 형상과 거의 동일하게 작용하고, 비교적 양호한 선단 형상이다. 원추의 선단 각도는 140도 내지 175도의 둔각이 바람직하고, 원주의 직경은 0.5mm 내지 5mm가 바람직하다. 최적의 원추의 선단 형상은 용접봉(202)의 선단으로부터 10mm 상부의 원주의 직경이 3mm이고, 용접봉(202)의 선단으로부터 1mm 상부의 원주의 직경이 1.5mm이고, 선단의 원추의 각도가 170도인 것이다. 선단의 각도를 90도 이하의 예각으로 하면, 중심부에 높은 압력이 인가되어, 용접 대상물에 구멍이 생기거나, 또는 용접 전류가 흐르는 면적이 작아질 가능성이 있으므로, 바람직하지 못하다. 또, 다각추 형상도 원추 형상과 동일하다.

원주 형상은 예를 들면 니켈판끼리를 용접할 때의 가장 일반적인 형상이지만, 용접을 위한 전류치가 불균일하게 되기 때문에, 용접 강도도 불균일하게 되는 경향이 있어, 일정 비율의 용접 불량이 발생할 가능성이 있다. 예를 들면, 전기 저항 용접 시에 용접봉(202)을 용접 대상물에 세게 눌렀을 때, 용접봉(202) 선단의 원형 중의 더 작은 어떤 부분에 높은 압력이 가해지고, 거기에 용접 전류가 흐르기 때문에, 용접봉(202) 선단의 산화 상태 및 열화 상태, 페데스탈의 상태, 또는 용접 대상물의 표면 상태에 따라서, 용접마다 용접부의 장소가 우발적으로 이동해 버린 다. 따라서, 2개의 용접부 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 없고, 2개의 용접봉(202) 사이의 저항치 및 전류치가 변화하여, 용접부의 온도가 변화하고, 용접 강도가 변화하여 바람직하지 못하다. 게다가, 용접 시의 전압 또는 전류를 높게 한 경우, 용접 대상물이 완전하게 용해되어 구멍이 생길 가능성도 있다. 단, 선단부의 면적은 반구 형상보다도 넓기 때문에, 큰 면적으로 합금층이 형성될 가능성이 있다. 또한, 용접에 반복하여 사용한 후의 연마 작업이 극히 간단하고, 작업 비용도 염가라는 이점이 있다.

원추의 선단을 평평하게 절단한 사다리꼴 형상, 또는 반원의 선단을 평평하게 절단한 형상도, 반구 형상과 거의 동일하게 작용하고, 비교적 양호한 선단 형상이다. 또한, 높은 압력이 가해지는 면적을 비교하면 반구 형상보다도 넓고, 큰 면적으로 합금층이 형성될 가능성이 있다. 단, 용접 시의 전압 또는 전류를 상당히 높게 한 경우, 용접 대상물이 완전히 용해되어 구멍이 생길 가능성이 있어, 바람직하지 못한 경우도 있다.

[제 7 실시예]

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접물의 제조 방법 및 그것에 사용하는 용접 장치를 도시하는 것이다. 또한, 본 실시예에서는 용접 대상물(310)로서 재료가 다른 알루미늄판(311)과, 니켈판(312)을 용접하는 경우에 대하여 설명한다. 여기서, 알루미늄판(311)은 알루미늄을 포함하는 알루미늄계 합금판이라도 좋고, 니켈판(312)은 니켈을 포함하는 니켈계 합금판이라도 좋다.

상기 용접 장치는 용접 대상물(310)을 재치하는 페데스탈(320)과, 용접 대상 물(310)에 세게 눌러 용접 대상물(310)에 전류를 흘리는 한 쌍의 용접봉(330)을 구비하고 있다. 용접봉(330)은 도시하지 않는 전기 용접 제어 장치에 접속되어 있고, 용접 대상물(310)을 용접할 때의 조건을 설정할 수 있도록 되어 있다.

페데스탈(320)은 적어도 용접 대상물(310)의 재치면(320a)이, 용접 대상물(310)보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 융점을 높게 함으로써, 용접 시에 페데스탈(320)이 용접 대상물(310)과 함께 용해하고, 페데스탈(320)에 용접 대상물(310)이 부착하는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 금속은 열전도율이 높기 때문에 방열 효과를 기대할 수 있고, 알루미늄판(311)의 과용해 및 비등을 방지할 수 있기 때문이다. 더욱이, 금속은 도전성을 갖기 때문에 페데스탈(320)에도 용접 전류가 흐르고, 용접 대상물(310)의 용접부(310a)에 의해 큰 용접 전류를 흘릴 수 있기 때문이다.

본 실시예에서는 용접 대상물인 알루미늄판의 융점이 660℃, 니켈판의 융점이 1455℃이기 때문에, 적어도 재치면(320a)은 니켈판의 융점 1455℃보다도 높은 융점을 갖는 고융점 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 재치면(320a)과 니켈판의 융점의 차는 큰 쪽이 유리하다.

또한, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)은 700℃에서의 열전도율이 10W/mK 이상의 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 열전도율이 지나치게 낮으면, 방열 효과를 기대할 수 없고, 알루미늄판(311)의 과용해 및 비등을 유효하게 방지할 수 없기 때문이다. 또, 전기 용접 제어 장치가 작은 경우에는 페데스탈(320)이 적어도 재치면(320a)은 700℃에서의 열전도율이 200W/mK 이하의 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 전기 용접 제어 장치의 전류·전압 용량이 작고, 용접 최대 전류가 약 300A 내지 800A 이하인 경우에는 열전도율이 지나치게 높으면, 용접 대상물(310)에 열이 축적되지 않고, 용접할 수 없는 경우가 있기 때문이다. 덧붙여서 말하면, 700℃에서의 열전도율로 규정하는 것은 용접 시에 있어서 용접부(310a)에 직접 접촉하는 재치면(320a)의 부분은 700℃ 정도로 가열되고 있다고 생각되기 때문이다.

또한, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)은 100℃에서의 전기 체적 저항율이 30μΩcm 이하의 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 재치면(320a)의 전기체적 저항율이 지나치게 높으면, 용접 전류의 대부분이 리드체(lead)인 니켈판(312)과 양극의 알루미늄판(311)을 평면 방향으로 흐르고, 용접 대상물(310)의 용접부(310a)의 수직 방향으로 큰 용접 전류를 흘릴 수 없고, 용접부(310a)를 충분하게 가열할 수 없기 때문이다. 또한, 재치면(320a)의 전기 체적 저항율이 지나치게 높으면, 용접 전류의 약 20 내지 70%가 상기 알루미늄판(311)의 2개의 용접부(310a)를 연결하는 평면 방향으로 흐르고, 알루미늄판(311)의 온도가 보다 높아져서, 알루미늄판(311)의 용접부(310a)가 과도하게 용해되어, 구멍이 형성되는 경우가 있기 때문이다. 즉, 알루미늄판(311)의 발열량이 작아지도록 한 쪽이 바람직하다. 덧붙여서 말하면, 100℃ 에서의 전기 체적 저항율로 규정하는 것은 용접 시에 있어서 재치면(320a)의 용접 전류가 흐르는 용접부(310a) 근방 부분은 100℃ 정도로 가열된다고 생각되기 때문이다.

적어도 재치면(320a)을 구성하는 금속으로서는 구체적으로는 백금(Pt), 철(Fe), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W) 및 이리듐(Ir)으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 금속이라는 것은 합금도 포함하는 넓은 개념이다. 이러한 물성(융점, 700℃에서의 열전도율 및 100℃에서의 전기 체적 저항율)을 표 1에 나타낸다.

페데스탈(320)의 두께(재치면(320a)에 대하여 수직인 방향의 두께)는 페데스탈(32O) 전체가 상술한 바와 같은 금속으로 구성되는 경우에는 예를 들면 1mm 이상으로 되는 것이 바람직하다. 지나치게 얇으면, 충분한 방열 효과를 얻을 수 없고, 더구나 페데스탈(320)의 용접부간 저항치가 커지기 때문에, 충분히 큰 용접 전류를 흘릴 수 없게 되며, 게다가, 페데스탈(320)이 용접봉(330)의 압력으로 변형되기 때문이다.

또한, 페데스탈(320)은 전체가 상술한 바와 같은 금속으로 구성되어 있어도 좋지만, 도 21에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같은 금속으로 이루어지는 재치부(321)와, 이 재치부(321)보다도 열전도율이 큰 방열부(322)를 갖도록 구성되어 있어도 좋다. 페데스탈(320) 전체를 단일 금속으로 구성하면 제작은 용이하지만, 재치부(321)와 방열부(322)를 갖도록 구성하면, 고융점 금속으로 이루어지는 재치부(321)에 의해 용접 대상물(310)의 부착을 방지하면서 방열부(322)에 의해 용접부(310a)의 방열을 촉진하여, 알루미늄판(311)의 과용해를 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 상술한 바와 같은 금속은 고가인 것이 많고, 재치부 (321)만을 이들 금속으로 구성하도록 하면 페데스탈(328)의 비용을 염가로 할 수 있다는 이점도 있기 때문이다. 더욱이, 몇 번이나 전기 저항 용접을 행함으로써 재치부(321)에 요철이 생기거나, 열화한 경우, 재치부(321)만을 교환함으로써 방열부(322)를 재이용할 수 있기 때문이다. 따라서, 도 21에 도시하는 바와 같이 재치부(321)와 방열부(322)를 갖는 페데스탈(320)은 용접 대상물(310)이 접촉하는 부분의 용해를 방지할 수 있고, 또한 최대한으로 방열할 수 있기 때문에 바람직하다.

방열부(322)를 구성하는 재료로서는 구체적으로는 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 금(Au)으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속이 바람직하다. 이들의 100℃에서의 열전도율을 표 2에 나타낸다. 100℃ 에서의 열전도율을 나타내는 것은 용접 시에서의 방열부(322)의 온도는 100℃ 정도라고 생각되기 때문이다. 또, 백금의 100℃에서의 열전도율은 72W/mK 이다.

재치부(321)의 두께는 예를 들면 0.5mm 내지 2mn 정도가 바람직하고, 약 1mm 이면 더욱 바람직하다. 두께가 지나치게 얇으면, 용접봉(330)의 압력에 의해 재치부(321)가 변형하거나, 또한 방열부(322)가 용해하여 변형되기 때문이고, 지나치게 두꺼우면, 방열 효과가 저하하여 용접 강도가 약간 저하할 가능성이 있으며, 또한 페데스탈(320)의 비용도 비싸지기 때문이다. 방열부(322)의 두께는 예를 들면 5mm 이상인 것이 바람직하다. 두께가 지나치게 얇으면, 충분한 냉각 효과가 얻어지지 않고, 페데스탈(320) 자체도 고온이 되어 산화 및 열화하기 때문이다.

재치부(321)와 방열부(322)는 예를 들면, 접합면이 요철이 없도록 평평하게 경면 마무리한 후, 뒤틀림 또는 상하에 배치된 지지 금속 부재 등에 의해 기계적으로 밀착하도록 압력이 가해져서 접합되어 있다. 또, 재치부(321)는 방열부(322)의 위에 놓여 있는 것만으로도 좋다. 전기 저항 용접 시에 재치부(321)와 방열부(322)를 밀착시키는 방향에 수 kg 이상의 힘이 인가되어 열적으로 결합하기 때문이다. 또한, 재치부(321)와 방열부(322)는 수 Mg 이상의 상당히 높은 압력을 상하로부터 가함으로써, 용접 접합되어 있어도 좋다. 단, 기계적으로 접합시키는 쪽이, 재치부(321)의 교환이 용이하고, 또한 안정성 및 밀착성도 우수하기 때문에 바람직하다.

재치부(321)와 방열부(322)를 기계적으로 접합하는 경우에는 예를 들면, 도 22에 도시한 바와 같이, 재치부(321)와 방열부(322) 사이에, 실리콘계의 접착제, 실리콘 오일 또는 열전도성 시트 등으로 이루어지는 밀착층(323)을 개재시키도록 하여도 좋다. 이렇게 하면, 재치부(321)와 방열부(322)의 밀착성을 간단하게 유지할 수 있고, 방열성을 보다 높일 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 재치부(321)와 방열부(322)를 납땜에 의해 접합하도록 하여도 좋다. 이렇게 하면, 재치부(321)를 교환할 때의 간편성에는 뒤떨어지지만, 재치부(321)와 방열부(322)의 밀착성이 뛰어나고, 방열성이 뛰어난 동시에, 간단하게 제작할 수 있기 때문에 바람직하다. 납재로서는 예를 들면, 은 함유의 은납, 납 함유의 땜납, 또는 구리 함유의 납프리 땜납이 있다. 단, 납 함유의 땜납을 사용하면, 방열성이 조금 저하하게 된다.

용접봉(330)은 경도·도전율·열전도성이 높은 것이 필요하고, 예를 들면, 크롬구리 또는 알루미나 분산 강화구리 등의 구리 합금으로 구성되어 있다. 용접봉(330)의 선단 형상은 예를 들면, 도 23a에 도시한 바와 같은 반구 형상, 도 23b 에 도시한 바와 같은 원추 형상, 도 23c에 도시한 바와 같은 원주 형상, 도 23d에 도시한 바와 같은 원추의 선단을 평평히 절단한 사다리꼴 형상, 도 23e에 도시한 바와 같은 반구의 선단을 평평하게 절단한 반구와 평면을 짝지운 형상, 또는 도 23f에 도시한 바와 같은 사각추 형상(피라미드 형상) 등의 다각추 형상으로 되는 것이 바람직하다.

그 중에서도, 반구 형상은 용접봉(330)의 가장 바람직한 선단 형상이다. 이 형상에 의하면, 용접봉(330)을 용접 대상물(310)에 세게 눌렀을 때, 용접봉(330)의 선단의 중심부에 높은 압력이 가해지고, 용접 전류가 집중하여 흐르기 때문에, 그 극히 작은 범위에 있어서 온도가 상승하여, 용접 대상물(310)이 용해되어 합금층이 형성되기 쉽다. 또한, 합금층이 형성되는 장소가 반드시 용접봉(330)의 중심에 고정되기 때문에, 용접 전류가 흐르는 2개소의 용접부(310a)의 거리가 고정되고, 용접 조건이 안정되어 바람직하다. 더욱이, 용접봉(330)을 용접 대상물(310)에 세게 눌렀을 때의 압력은 용접봉(330)의 중심으로부터 주위로 향하여 약해지기 때문에, 용접봉(330)의 중심부에서 용접 대상물(310)이 용해하더라도, 그 주변에서는 완전히 용해하지 않고, 용접 대상물(310)에 구멍이 형성되기 어렵다. 여기서 용접 전류는 압력에 비례하여 용접봉(330)의 중심으로부터 주위로 향하여 약해진다.

유효한 반구형의 선단 형상은 예를 들면, 원주의 직경이 0.5mm 내지 10mm이고, 선단의 반구의 반경이 0.5mm 내지 5mm인 것이다. 최적의 반구형의 선단 형상은 용접봉(330)의 선단에서 10mm 상부의 원주의 직경이 3mm이고, 용접봉(330)의 선단에서 1mm 상부의 원주의 직경이 1.5mm이고, 선단의 반구의 반경이 1.5mm인 것이 다.

원추 형상은 반구 형상과 거의 동일하게 작용하고, 비교적 양호한 선단 형상이다. 원추의 선단 각도는 140도 내지 175도의 둔각이 바람직하고, 원주의 직경은 0.5mm 내지 5mm가 바람직하다. 최적의 원추의 선단 형상은 용접봉(330)의 선단으로부터 10mm 상부의 원주의 직경이 3mm이고, 용접봉(330)의 선단으로부터 1mm 상부의 원주의 직경이 1.5mm이며, 선단의 원추의 각도가 170도인 것이다. 선단의 각도를 90도 이하의 예각으로 하면, 중심부에 높은 압력이 인가되어, 용접 대상물(310)에 구멍이 생기거나, 또는 용접 전류가 흐르는 면적이 작아질 가능성이 있으므로, 바람직하지 못하다. 또, 다각추 형상도 원추 형상과 동일하다.

원주 형상은 예를 들면 니켈판끼리를 용접할 때의 가장 일반적인 형상이지만, 용접을 위한 전류치가 불균일하게 되어 버리기 때문에, 용접 강도도 불균일하게 되는 경향이 있고, 일정 비율의 용접 불량이 발생할 가능성이 있다. 예를 들면, 전기 저항 용접 시에 용접봉(330)을 용접 대상물(310)에 세게 눌렀을 때, 용접봉(330) 선단의 원형 중의 더욱 작은 어떤 부분에 높은 압력이 가해지고, 거기에 용접 전류가 흐르기 때문에, 용접봉(330) 선단의 산화 상태 및 열화 상태, 페데스탈(320)의 상태, 또는 용접 대상물(310)의 표면 상태에 따라서, 용접마다 용접부의 장소가 우발적으로 이동하게 된다. 따라서, 2개의 용접부(310a) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 없고, 2개의 용접봉(330)간의 저항치 및 전류치가 변화하여, 용접부(310a)의 온도가 변화하고, 용접 강도가 변화되어 바람직하지 못하다. 더욱이, 용접 시의 전압 또는 전류를 높게 한 경우, 용접 대상물(310)이 완전하게 용해 되어 구멍이 생길 가능성도 있다. 단, 선단부의 면적은 반구 형상보다도 넓기 때문에, 큰 면적으로 합금층이 형성될 가능성이 있다. 또한, 용접에 반복하여 사용한 후의 연마 작업이 극히 간단하고, 작업 비용도 염가라는 이점이 있다.

원추의 선단을 평평하게 절단한 사다리꼴 형상, 또는 반원의 선단을 평평하게 절단한 형상도, 반구 형상과 거의 동일하게 작용하고, 비교적 양호한 선단 형상이다. 또한, 높은 압력이 가해지는 면적을 비교하면 반구 형상보다도 넓고, 큰 면적으로 합금층이 형성될 가능성이 있다. 단, 용접 시의 전압 또는 전류를 상당히 높게 한 경우, 용접 대상물(310)이 완전히 용해되어 구멍이 생길 가능성이 있어, 바람직하지 못한 경우도 있다.

본 실시예에서는 이러한 용접 장치를 사용하여, 다음과 같이 알루미늄판과 니켈판을 용접한다.

우선, 페데스탈(320)의 재치면(320a) 위에 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 겹쳐 놓는다. 그 때, 알루미늄판(311)쪽, 즉 융점이 낮은 쪽을 페데스탈측으로 한다. 페데스탈(320)에 의한 방열 효과로써 과용융을 방지하기 위해서이다. 이어서, 한 쌍의 용접봉(330)을 아래쪽으로 이동시켜, 미리 설정된 무게에 의해 위쪽으로부터 니켈판(312)을 가압한다. 이 때, 용접봉(330)의 선단의 바로 하부에서, 니켈판(312)과 알루미늄판(311)은 압력으로써 밀착하고, 알루미늄판(311)은 페데스탈(320)에 밀착한다.

계속해서, 도시하지 않는 전기 용접 제어 장치에 의해, 미리 정해진 시간의 전압 파형 또는 전류 파형으로 한 쌍의 용접봉(330)에 전압을 인가한다. 용접 전 류는 플러스 전극의 용접봉(330)→니켈판(312)→알루미늄판(311)→페데스탈(320)→알루미늄판(311)→니켈판(312)→마이너스 전극의 용접봉(330)의 순서로, 약 수 10ms 정도의 단시간 흐른다. 이로써, 용접봉(330)의 바로 아래부에서의 니켈판(312)과 알루미늄판(311)의 접합부, 즉 용접부(310a)가 용해하여, 녹는다. 전기 용접제어 장치에 의해 용접 전류가 정지되면, 용접부(310a)가 급속하게 냉각되어, 합금층이 형성되어, 용접된다.

그 때, 페데스탈(320)에 접촉하고 있는 알루미늄판(311)의 표면은 페데스탈(320)의 방열 효과에 의해 냉각되어 있고, 융점이 높은 산화피막으로 덮이기 때문에, 융점에 도달하지 않는다. 또한, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)은 용접 대상물(310)보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성되어 있기 때문에, 용해되지 않는다. 따라서, 페데스탈(320)과 알루미늄판(311)의 합금층은 형성되기 어렵다. 더욱이, 페데스탈(320)은 자신의 방열 효과에 의해 온도의 상승이 억제되고, 고온에 의한 산화가 방지된다. 더욱이, 페데스탈(320)이 재치부(321)와 방열부(322)를 갖는 경우에는 용접부(310a)에서의 발열이 보다 효율적으로 방열된다.

용접 시의 전압, 전압 인가 시간 등은 니켈판(312)이 용해하기 위해 최저 필요한 값으로 하면 좋다. 예를 들면, 최대 전압을 0.5V 내지 5V, 최대 전류를 100A 내지 3000A, 전압 인가 시간을 5ms 내지 40ms로 한다. 일 예를 들면, 전압을 약 1.1V, 전류를 약 1000A, 전압 인가 시간을 약 10ms로 한다. 인가하는 전압의 파형은 직류 전압 파형이거나 교류 전압 파형이라도 좋다. 단, 직류쪽이 보다 단시간에 대전류를 흘릴 수 있기 때문에, 용접부(310a)의 온도를 일찍 상승시킬 수 있어, 바람직하다. 따라서, 알루미늄판(311)을 냉각할 수 있는 단시간으로, 용접부(310a)에 합금층을 형성할 수 있다. 또한, 제어 방식은 인가 전압 제어 방식이거나 인가 전류 제어 방식이라도 좋다. 인가 전압 제어 방식이라면 용접부(31Oa)의 발열량이 일정하게 되기 때문에 바람직하고, 또한 인가 전류 제어 방식이면, 용접 대상물(310), 용접봉(330) 및 페데스탈(320)의 재치면(320a)의 표면 상태 또는 저항치가 변화하더라도 일정한 전류가 흐르기 때문에, 니켈판(312) 및 알루미늄판(311)의 접합하는 부분의 발열량이 일정하여, 바람직하다.

또, 수백회 내지 수천회의 용접마다, 페데스탈(320)의 재치면(320a)을 연마제가 도포된 버프나 숫돌이나 사포로 갈아, 재치면(320a)의 표면의 산화물이나 알루미늄 부착물을 제거하는 클리닝 작업을 하는 것이 바람직하다. 페데스탈(320)의 재치면(320a)의 저항치가 증대하여, 용접 전류가 페데스탈(320)에 흐르기 어렵게 되어, 용접 강도가 불안정하게 되기 때문이다. 또한, 수천회의 용접마다, 용접봉(330)의 선단을 가는 연마 작업을 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 선단의 산화 또는 열화의 층이 얇은 경우에는 사포로 갈고, 산화 또는 열화 층이 두꺼운 경우에는 엔드 밀 등의 절삭 가공 기계로 0.2mm 정도 이상 깎는 것에 의해, 산화하지 않고 있는 금속 부분을 노출시킨다. 더욱이, 수만회 이상의 용접마다, 페데스탈(320) 또는 페데스탈(320)의 재치부(321) 및 용접봉(330)을 신품으로 교환하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)을 용접 대상물(310)보다도 융점이 높은 고융점 금속, 예를 들면 1455℃보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 알루미늄판(311)과 니켈판(312)과 같이 재료가 다른 용접 대상물(310)을 전기 저항 용접하더라도, 용접 대상물(310)이 페데스탈(320)에 부착되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 용접 대상물(310)의 과용해를 방지할 수 있고, 또한 용접부(310a)에 큰 용접 전류를 흘릴 수 있다. 따라서, 용접 대상물(310)을 강고하게 전기 저항 용접할 수 있다. 또한, 전기 용접 제어 장치의 설정 범위가 넓기 때문에, 대량으로 용접하는 경우에 있어서도 용접 강도를 안정시킬 수 있다. 더욱이, 알루미늄판(311)을 냉각하면서 용접하기 때문에, 알루미늄이 비등하여, 주위에 격심하게 흩날리는 일이 없고, 작업의 안전성을 향상시킬 수 있는 동시에, 청소의 수고를 생략할 수 있다.

특히, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)을 700℃에서의 열 전도율이 10W/mK 이상의 금속으로 구성하도록 하면, 용접 대상물(310)을 적절하게 가열하고, 또한 적절하게 방열함으로써 과용해 및 비등을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 페데스탈(320)의 적어도 재치면(320a)을 100℃ 에서의 전기 체적 저항율이 30㎛ 이하의 금속으로 구성하도록 하면, 페데스탈(320)에도 용접 전류가 적절히 흐르고, 용접부(310a)의 수직 방향으로 큰 용접 전류를 흘릴 수 있으며, 용접부(310a)를 국소적으로 충분히 가열할 수 있다.

더욱이, 페데스탈(320)이 재치부(321)와 방열부(322)를 갖도록 구성하면, 용접 대상물(310)을 적절하게 가열하면서 방열 효과를 더 높일 수 있는 동시에, 비용을 염가로 할 수 있고, 재이용도 가능해진다. 예를 들면, 페데스탈(320)을 백금만으로 구성하면, 페데스탈(320)의 크기가 10×10×10mm인 경우에는 약 4만엔 이상으로 되어 버린다. 그런데, 10×10×1mm의 백금으로 이루어지는 재치부(321)와, 10×10×9mm의 은으로 이루어지는 방열부(322)로 구성하면, 8천엔 이하로 할 수 있다.

더욱이, 용접봉(330)의 선단 형상을 반구 형상, 원추 형상, 원추의 선단을 평평하게 절단한 사다리꼴 형상, 반구의 선단을 평평하게 절단한 반구와 평면을 조합한 형상, 또는 다각추 형상으로 하면, 용접 전류가 흐르는 범위를 극히 작게 할 수 있어, 용접부(310a)를 용이하게 가열할 수 있다. 또한, 2개소의 용접부(31Oa)의 거리를 높은 정밀도로 일정하게 할 수 있기 때문에, 용접 조건을 안정시킬 수 있다. 특히 반구 형상으로 하면, 보다 높은 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 용접 대상물(310)로서 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 용접하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 재료가 다른 2개 이상의 용접 대상물을 용접하는 경우에 널리 적용할 수 있다. 예를 들면, 니켈판(312) 대신에, 니켈판과 철판을 맞붙인 금속판(클래드재)과 알루미늄판(311)을 용접하는 경우도 동일하다. 이 경우, 용접되는 것이 금속판 중의 니켈판의 부분과 알루미늄판(311)이면, 용접 대상물은 니켈판이고, 용접 대상물의 융점이라는 것은 알루미늄판 및 니켈판의 융점을 가리킨다.

이 용접물의 제조 방법은 예를 들면, 다음과 같은 전지의 제조 방법에 사용할 수 있다.

도 24는 본 실시예에 따른 용접물의 제조 방법을 사용한 전지의 제조 방법 및 그것에 의해 제조되는 전지의 구조를 도시하는 것이다. 도 25는 도 24의 I-I 선에 따른 단면 구조를 도시하는 것이다. 이 전지는 양극 단자판(341) 및 음극 단자판(342)을 장착한 전지 소자(350)를 외장 부재(360)의 내부에 봉입한 것이다. 전지 소자(350)는 양극(351)과 음극(352)이 전해질(353)을 개재하여 적층된 구성을 갖고 있다.

양극(351)은 예를 들면, 양극 집전체층(351a)과 양극 합제층(351b)으로 구성되어 있고, 양극 단자판(341)은 양극 집전체층(351a)에 접속되어 있다. 양극 집전체층(351a)는 예를 들면 알루미늄 호일로 구성되어 있고, 양극 합제층(351b)은 예를 들면, 양극 재료와, 카본 블랙 또는 흑연 등의 도전제와, 폴리플루오르화비닐리덴 등의 결착제를 함유하여 구성되어 있다. 양극 재료로서는 리튬(Li)을 함유하는 리튬 복합 산화물 또는 리튬 복합 황화물, 또는 리튬을 함유하지 않는 금속 황화물 또는 산화물 또는 특정한 고분자 재료 등이 바람직하고, 전지의 사용 목적에 따라서 그 어느 1종 또는 2종 이상이 선택된다.

음극(352)은 예를 들면, 음극 집전체층(352a)과 음극 합제층(352b)으로 구성되고, 음극 단자판(342)은 음극 집전체층(352a)에 접속되어 있다. 음극 집전체층(352a)은 예를 들면 구리 호일로 구성되어 있고, 음극 합제층(352b)은 예를 들면, 음극 재료와, 폴리플루오르화비닐리덴 등의 결착제를 함유하여 구성되어 있다. 음극 재료는 예를 들면, 탄소재료 또는 규소 화합물 등의 리튬을 흡장 및 이탈하는 것이 가능한 재료, 또는 리튬 금속 또는 리튬 합금 등의 리튬을 석출 및 용해하는 것이 가능한 재료를 포함하고 있다.

전해질(353)은 소위 겔형 전해질 또는 유기 고체 전해질이라고 불리는 것에 의해 구성되어 있고, 예를 들면, 고분자 화합물과, 필요에 따라서 가소제와, 전해질염으로서의 리튬염을 포함하고 있다. 양극(351)과 음극(352) 사이에는 도시하지 않는 센서가 필요에 따라서 배치되어 있어도 좋다.

양극 단자판(341)은 예를 들면 두께가 약 0.05mm 내지 0.15mm 정도의 얇은 알루미늄판으로 구성되어 있다. 음극 단자판(342)은 예를 들면 두께가 약 0.05mm 내지 0.15mm 정도의 얇은 니켈판으로 구성되어 있다. 양극 단자판(341) 및 음극 단자판(342)에는 예를 들면 두께가 약 0.1mm 내지 0.2mm 정도의 얇은 니켈판 또는 니켈판과 철판이 맞붙여진 금속판으로 이루어지는 배선판(371, 372)이 각각이 용접되어 있다.

이러한 전지는 다음과 같이 제조할 수 있다.

우선, 소정의 방법에 의해 전지 소자(350)를 제작하여, 전지 소자(350)에 양극 단자판(341) 및 음극 단자판(342)을 접속하여, 외장 부재(360)의 내부에 전지 소자(350)를 밀봉한다. 이어서, 양극 단자판(341)에 배선판(371)을 상술한 용접물의 제조 방법에 의해 전기 저항 용접한다. 즉, 양극 단자판(341) 및 배선판(371)보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 이루어지는 페데스탈(320)을 사용하여, 양극 단자판(341)을 페데스탈(320)측으로 하여 양극 단자판(341)과 배선판(371)을 페데스탈(320)에 재치하고, 도 20에 도시한 바와 같이 하여 용접봉(330)을 세게 눌러 전압을 인가한다. 여기서는 상술한 방법을 사용하고 있으므로, 알루미늄판으로 이루어지는 양극 단자판(341)이 페데스탈(320)에 부착하지 않고서, 양극 단자판(341)과 배선판(371)이 강고하게 용접된다.

계속해서, 음극 단자판(342)에 배선판(372)을 전기 저항 용접한다. 그 때, 상술한 방법에 의해 행하도록 하여도 좋지만, 음극 단자판(342)도 배선판(372)도 모두 니켈판으로 구성되어 있기 때문에, 종래의 페데스탈(380), 또는 구리 합금, 또는 비금속인 베이크판으로 구성된 것을 사용하여, 전기 저항 용접해도 좋다. 이로써, 도 24에 도시한 전지가 완성된다.

또한, 도 26에 도시한 바와 같은 전지를 제조하는 경우에도, 본 실시예에 따른 용접물의 제조 방법을 사용할 수 있다. 이 전지는 양극 단자판(341) 및 음극 단자판(342)의 선단부에 홈(341a, 342a)이 설치되어 있는 것을 제외하고, 도 24에 도시한 전지와 동일한 구성을 갖고 있다.

이러한 전지에서는 양극 단자판(341)의 선단부에 홈(341a)이 설치되어 있기 때문에, 용접 전류가 양극 단자판(341)을 통과하기 어렵고, 용접 전류의 대부분은 페데스탈(320) 또는 배선판(371)을 통과하게 된다. 이 때문에, 용접 강도가 보다 강고하게 된다.

덧붙여서 말하면, 배선판(371)에도 양극 단자판(341) 및 음극 단자판(342)과 같은 홈을 설치하면, 플러스 전극의 용접봉(330)→배선판(371)→마이너스 전극의 용접봉(330)에 흐르는 전류도 없어져 버리기 때문에, 배선판(371)의 용접부의 온도상승이 방해되고, 너무 좋은 효과는 기대할 수 없다. 따라서, 배선판(371, 372)에는 홈을 설치하지 않는 쪽이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 얇은 알루미늄판으로 이루어지는 양극 단자판과 니켈판 등으로 이루어지는 배선판을 전기 저항 용접에 의해 강고하게 용접할 수 있다. 그런데, 종래의 초음파 용접에서는 용접 강도가 강고하기 위한 설정 조건의 폭이 극히 좁기 때문에, 용접 강도를 강고하게 유지하는 것이 극히 어렵고, 어태치먼트의 형상이나 위치 관계가 조금이라도 변화하면 불량품율이 높아질 가능성이 있는 것에 대하여, 본 실시예에 따르면, 용접 강도가 강고하기 위한 설정 조건의 폭이 넓기 때문에, 용접 강도를 강고하게 유지하는 것이 용이하고, 불량품율을 극히 낮게 할 수 있다. 또한, 전기 저항 용접 장치는 초음파 용접보다도 염가이므로, 설비 비용을 삭감할 수도 있다.

더욱이, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여, 도 20을 참조하여 상세하게 설명한다

[실시예 1, 2]

실시예 1로서, 페데스탈(320)을 백금으로 구성하고, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 용접 대상물(310)로서 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 전기 저항 용접하였다. 그 때, 인가 전압 제어 방식에 의해 직류 전압을 인가하고, 최대 전압은 1.2V이고, 최대 전류는 1000A이며, 전압 인가 시간은 10ms로 하였다. 실시예 2로서, 페데스탈(320)을 철로 구성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 전기 저항 용접하였다.

그 후, 알루미늄판(311)측의 용접 흔적 및 페데스탈(320)의 재치면(320a)의 상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 또한, 용접한 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 필링하고, 필링한 후의 니켈판(312)의 상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 그 결과를 도 27 내지 도 32에 도시한다. 도 27은 실시예 1의 알루미늄판(311)의 용접 흔적이고, 도 28은 실시예 1의 페데스탈(320)의 상태이며, 도 29는 실시예 1의 필링 후의 상태이고, 도 30은 실시예 2의 알루미늄판(311)의 용접 흔적이며, 도 31은 실시예 2의 페데스탈(320)의 상태이고, 도 32는 실시예 2의 필링의 상태를 각각 나타내는 것이다.

또한, 본 실시예에 대한 비교예 1, 2로서, 페데스탈을 구리(비교예 1) 또는 세라믹(비교예 2)으로 구성한 것을 제외하고, 본 실시예와 동일하게 하여 알루미늄판과 니켈판을 전기 저항 용접하였다. 비교예 1, 2에 대해서도, 본 실시예와 동일하게, 알루미늄판측의 용접 흔적, 페데스탈의 상태 및 필링 후의 니켈판(312)의 상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 그 결과를 도 33 내지 도 38에 도시한다. 도 33은 비교예 1의 알루미늄판(311)의 용접 흔적이고, 도 34는 비교예 1의 페데스탈(320)의 상태이며, 도 35는 비교예 1의 필링 후의 상태이고, 도 36은 비교예 2의 알루미늄판(311)의 용접 흔적이며, 도 37은 비교예 2의 페데스탈(320)의 상태이고, 도 38은 비교예 2의 필링 후의 상태를 각각 도시하는 것이다.

도 27 내지 도 32로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 페데스탈(320)과 알루미늄판(311)이 용접되거나, 알루미늄이 페데스탈(320)에 부착하는 것은 거의 보이지 않고, 용접부(310a)의 상태도 양호하였다. 더욱이, 도 29 및 도 32로부터 알 수 있는 바와 같이, 필링 후의 상태를 보더라도, 용접부(310a)의 알루미늄이 니켈판(312)에 부착되어 있으므로, 강고하게 용접되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 페데스탈(320)을 백금으로 구성한 실시예 1보다도 철로 구성한 실시예 2쪽이, 용접부(310a)의 면적이 약간 크고, 페데스탈(320)에 알루미늄의 부착이 약 간 보이는 것을 알 수 있다. 이것은 철의 열전도율이 백금에 비하여 낮기 때문에, 용접부(310a)의 온도가 보다 높아져서, 용접부(310a)의 면적이 커졌기 때문이라고 생각된다. 더욱이, 백금보다도 철 쪽이 융점이 낮기 때문에, 철 표면의 미소한 부분이 용해되었기 때문이라고 생각된다.

이것에 대하여, 도 33 내지 도 35로부터 알 수 있는 바와 같이, 페데스탈을 구리로 구성한 비교예 1에서는 용접부(310a)의 면적이 작고, 용접 강도가 작으며, 페데스탈에 알루미늄의 부착이 많이 보였다. 이것은 구리의 열전도율이 크기 때문에 알루미늄판(311) 및 니켈판(312)을 충분히 가열할 수 없고, 또한, 융점이 낮기 때문에 알루미늄판(311)과 함께 페데스탈의 일부가 용해되어 버리기 때문이라고 생각된다. 여기서, 용접 시의 설정 전압을 보다 높게 하면, 충분히 용접 대상물(310)을 가열하여, 강고한 용접을 할 수 있다고도 생각되지만, 알루미늄판(311)이 페데스탈(320)에 부착하여, 알루미늄판(311)에 구멍이 뚫려 버리기 때문에, 바람직하지 못하다.

또한, 도 36 내지 도 38로부터 알 수 있는 바와 같이, 페데스탈을 세라믹으로 구성한 비교예 2에서는 알루미늄판(311)에 구멍이 뚫려, 용접 강도가 불충분하고, 페데스탈에 알루미늄의 일부가 부착되어 있었다. 이것은 세라믹 등의 절연 물질의 경우, 용접 전류가 페데스탈을 흐르지 않기 때문에, 용접 전류의 대부분이 알루미늄판(311) 및 니켈판(312)에 흐르고, 알루미늄판과 니켈판의 용접부의 온도가 올라가지 않는 것, 또한, 페데스탈의 열전도율이 낮기 때문에, 알루미늄판이 과용해 또는 비등하는 것에 의한 것이라고 생각된다.

즉, 용접 대상물(310)보다도 융점이 높고, 700℃ 에서의 열전도율이 10W/mK 이상이고, 또한 100℃에서의 전기 체적 저항율이 30μΩcm 이하의 고융점 금속에 의해 페데스탈(320)을 구성하도록 하면, 재료가 다른 2개 이상의 용접 대상물(310)을 강고하게 전기 저항 용접할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 페데스탈(320)을 백금 또는 철로 구성하고, 알루미늄판(311)과 니켈판(312)을 용접하는 경우에 대하여 구체적으로 예를 들어 설명하였지만, 상기 실시예에서 설명한 다른 재료에 의해 페데스탈(320)을 구성하도록 하여도, 상기 실시예와 동일한 결과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 다른 재료의 다른 2개 이상의 용접 대상물(310)을 전기 저항 용접하는 경우에 대해서도, 상기 실시예와 동일한 결과를 얻을 수 있다.

이상, 실시예 및 실시예를 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 전지의 구성에 대하여 구체적으로 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 다른 구성을 갖는 전지에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 리튬을 전극 반응종으로서 사용하는 전지에 대하여 구체적으로 설명하였지만, 다른 전극 반응종을 사용하는 전지에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 전해질이 겔형 전해질 또는 유기 고체 전해질로 이루어지는 경우에 대하여 설명하였지만, 액상의 전해질인 전해액으로 구성하도록 하여도 좋고, 무기 재료로 이루어지는 무기 전해질로 구성하도록 하여도 좋다. 또한, 전지의 형상도 어떠한 것이라도 좋다.

또한, 상기 제 7 실시예에서는 본 발명의 용접물의 제조 방법을 전지의 제조에 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 다른 것을 제조하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 특히, 본 발명은 융점이 다른 두께가 얇은 용접 대상물을 용접하는 경우에 유효하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 또는 그 제조 방법에 의하면, 알루미늄 또는 알루미늄계 합금처럼 비교적 저융점의 금속 재료로 이루어지는 전극의 상하를, 그 전극보다도 융점이 높은 금속판으로 끼워, 전기 저항 용접 또는 그 밖의 용접법에 의해서, 그 금속판의 전극에 대면하는 표면이 용융하여 전극의 표면과 함께 합금을 형성하는 것이 가능한 고온으로까지 용접 온도를 높여 용접하도록 하였기 때문에, 전극과 금속판의 용접을 하는 공정에서 용접 불량이 발생하는 문제를 해소하고, 전극과 금속판이 기계적 및 전기적으로 확실하게 용접된 이차 전지를 구현화할 수 있는 효과를 나타낸다. 나아가서는 제조 수율(收率)을 향상시킬 수 있고, 제조 비용을 한층 더 저렴화 할 수 있다. 또한, 그와 같이 전극과 금속판을 용접 불량이 생기지 않고 기계적 및 전기적으로 확실한 것으로 함으로써, 이차 전지의 내구성이나 신뢰성을 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 1매의 전극에 대하여 그 상하 양면에 금속판을 용접하도록 하였기 때문에, 금속판이 전극의 상하면의 어느 한쪽에만 용접되어 있던 종래의 경우보다도, 기계적 강도나 전기적 접속의 면적을 증대할 수 있고, 나아가서는 이차 전지의 내구성이나 신뢰성을 더욱 높은 것으로 할 수 있다.

특히, 본 발명의 1국면에 따른 전지 또는 그 제조 방법에 따르면, 또한, 금 속판이 하나로 연결된 판을 거의 ㄷ자형으로 굴곡되어 형성된 것이며, 그 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 전극이 끼워지도록 하였기 때문에, 전기 저항 용접 시에 전극의 상하에 각각 1매씩 금속판을 개별로 위치 맞춤하여 접촉시키는 공정이 불필요하고, 나아가서는 전극과 금속판의 용접을 확실한 것으로 하면서, 이차 전지의 구조 또는 그 용접 공정을 포함한 제조 방법의 한층 더 간이화를 달성할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 용접물의 제조 방법에 의하면, 페데스탈의 재치면을 용접 대상물보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 또는 본 발명에 따른 페데스탈에 의하면, 재치면을 융점이 1455℃보다도 높은 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 페데스탈의 재치면을 전극 단자판 및 배선판보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 재료가 다른 용접 대상물을 전기 저항 용접하더라도, 용접 대상물이 페데스탈에 부착하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 용접 대상물의 과용해를 방지할 수 있고, 또한 용접부에 큰 용접 전류를 흘릴 수 있다. 따라서, 용접 대상물을 강고하게 전기 저항 용접할 수 있다. 또한, 전기 용접 제어 장치의 설정 범위가 넓기 때문에, 대량으로 용접하는 경우에 있어서도 용접 강도를 안정시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 1국면에 따른 용접물의 제조 방법, 또는 페데스탈에 의하면, 페데스탈의 재치면을, 700℃에서의 열전도율이 10W/mK 이상의 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 용접 대상물을 적절하게 가열하여, 과용해를 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 페데스탈의 재치면을 100℃에서의 전기 체적 저항율이 30μΩcm 이하의 금속으로 구성하도록 하였기 때문에, 페데스탈에도 용접 전류를 적절하게 흘릴 수 있고, 용접부의 수직 방향으로 큰 용접 전류를 흘릴 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 1국면에 따른 용접물의 제조 방법, 또는 페데스탈에 의하면, 페데스탈을, 재치부와, 재치부보다도 열전도율이 큰 방열부를 갖도록 하였기 때문에, 용접 대상물을 적절하게 가열하면서 방열 효과를 보다 높일 수 있는 동시에, 제조 비용을 염가로 할 수 있고, 재이용도 가능하며, 공업적으로 많은 것에 가치가 있는 기술이다. 이상의 설명에 기초하여, 본 발명의 여러가지 예나 변형예를 실시 가능한 것은 분명하다. 따라서, 이하의 청구범위의 균등한 범위에 있어서, 상기의 상세한 설명에서의 예 이외의 예로 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.

금속기호	융점(℃)	700℃에서의 열전도율(W/mK)	100℃에서의 전기체적 저항율(μΩ·cm)
Pt	1772	78	13.6
Fe	1537	34	14.7
Cr	1857	약 66	16.1
Zr	1852	약 23	58
Ti	1675	약 20	-
Mo	2610	113	7.6
Pd	1554	93	13.8
Ir	2454	약 126	6.8
W	3407	119	7.3

	100℃에서의 열전도율(W/mK)
Ag	422
Cu	395
Al	240
Au	313

Claims (41)

1. 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀과,

   그 이차 전지 셀에 접속되고, 충전 시 또는 방전 시에 상기 전기를 도통시키는 판형상의 전극과,

   상기 전극에 용접되어 있고, 상기 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 상기 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 갖는 전지로서,

   상기 금속판이 상기 전극의 양면에 각각 적어도 1매씩 용접되고,

   상기 금속판들 중 적어도 1매가 배선 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극이 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 것이며,

   상기 금속판이 니켈 또는 니켈계 합금, 또는 철 또는 철계 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극과 상기 금속판이 전기 저항 용접되는 것을 특징으로 하는 전지.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속판들 중 적어도 하나가 더욱이 상기 전극과는 다른 접속용 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 전지.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 접속용 단자가 배선 기판 상에 설치되어 있고,

   상기 접속용 단자와 상기 금속판이 납땜에 의해서 접속되는 것을 특징으로 하는 전지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 배선 기판이 상기 전지의 보호 회로용의 프린트 배선 기판인 것을 특징으로 하는 전지.
8. 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀과,

   그 이차 전지 셀에 접속되고, 충전 시 또는 방전 시에 상기 전기를 도통시키는 판형상의 전극과,

   상기 전극에 용접되어 있고, 상기 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 상기 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 갖는 전지로서,

   상기 금속판이 하나로 연결된 판을 대략 ㄷ자형으로 굴곡된 형상의 부위를 구비한 것이며, 그 대략 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 상기 전극이 끼워지고, 그 평판의 적어도 한쪽과 상기 전극이 용접되며,

   상기 금속판이 배선 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전지.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 전극이 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 것이고,

   상기 금속판이 니켈 또는 니켈계 합금, 또는 철 또는 철계 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 전극이 상기 금속판의 대략 ㄷ자형의 2개의 평판의 양쪽과 용접되는 것을 특징으로 하는 전지.
11. 삭제
12. 제 8 항에 있어서, 상기 금속판이 또한 상기 전극과는 다른 접속용 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 전지.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 접속용 단자가 배선 기판 상에 설치된 것이며,

    그 접속용 단자와 상기 금속판이 납땜에 의해서 접속되는 것을 특징으로 하는 전지.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 배선 기판이 상기 전지의 보호 회로용의 프린트 배선 기판인 것을 특징으로 하는 전지.
15. 이차 전지에 접속되어 있고, 그 이차 전지의 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극에, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 용접하는 공정을 포함하는 전지의 제조 방법으로서,

    상기 금속판을 용접하는 공정으로서, 상기 전극의 양면에 각각 적어도 1매씩 상기 금속판을 전기 저항 용접하고,

    상기 금속판들 중 하나를 배선 기판 상에 설치하며,

    상기 금속판과 상기 전극을 전기 저항 용접할 때 상기 금속판의 표면에 접촉되는 전극봉을 삽입시키는 관통 구멍을 상기 배선 기판에 천공해 두고,

    상기 전극을 그 양면으로부터 상기 금속판에 끼우도록 하고, 그 한쪽의 금속판에 접촉시킨 전극봉으로부터 상기 전극을 개재하여 다른쪽의 금속판에 접촉시킨 전극봉으로 전류를 도통시켜 상기 전기 저항 용접하는 것을 특징으로 하는 전지의 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 전극을 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 것으로 하고,

    상기 금속판을 니켈 또는 니켈계 합금, 또는 철 또는 철계 합금으로 이루어지는 것으로 한 것을 특징으로 하는 전지의 제조 방법.
17. 삭제
18. 이차 전지에 접속되어 있고, 그 이차 전지의 충전 시 또는 방전 시에 전기를 도통시키는 판형상의 전극에, 그 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 그 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판을 용접하는 공정을 포함하는 전지의 제조 방법으로서,

    상기 금속판을 용접하는 공정에서, 하나로 연결된 판을 대략 ㄷ자형으로 굴곡한 형상의 부위를 구비한 것으로 하고, 그 대략 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 상기 전극을 끼우며, 그 평판의 적어도 한쪽과 상기 전극을 전기 저항 용접하고,

    상기 금속판을 배선 기판 상에 설치하며, 그 금속판과 상기 전극을 전기 저항 용접할 때에 상기 금속판의 표면에 접촉되는 전극봉을 삽통시키는 관통 구멍을 상기 배선 기판에 천공해 두고,

    상기 금속판의 대략 ㄷ자형의 2개의 평판 사이에 상기 전극을 끼우고, 한쪽의 평판에 접촉시킨 전극봉으로부터 상기 전극을 개재하여 다른쪽의 평판에 접촉시킨 전극봉으로 전류를 도통시켜 상기 전기 저항 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 전지의 제조 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 전극을 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 이루어지는 것으로 하고,

    상기 금속판을 니켈 또는 니켈계 합금, 또는 철 또는 철계 합금으로 이루어지는 것으로 한 것을 특징으로 하는 전지의 제조 방법.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 전극을 상기 금속판의 대략 ㄷ자형의 2개의 평판의 양쪽과 용접한 것을 특징으로 하는 전지의 제조 방법.
21. 삭제
22. 재료가 다른 2개 이상의 용접 대상물을 페데스탈에 재치하고, 용접봉을 세게 눌러 전기 저항 용접할 때, 페데스탈의 적어도 재치면을 상기 2개 이상의 용접 대상물보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 구성하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 페데스탈의 적어도 재치면을 700℃에서의 열전도율이 10W/mK 이상 126W/mK 이하, 또는 100℃에서의 전기 체적 저항율이 6.8μΩcm 이상 30μΩcm 이하의 적어도 한쪽을 만족하는 금속으로 구성하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
24. 제 22 항에 있어서, 용접 대상물로서, 니켈판, 니켈계 합금판, 또는 니켈판과 철판을 접합한 금속판 중의 어느 하나와, 알루미늄판 또는 알루미늄계 합금판을 전기 저항 용접하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 알루미늄판 또는 알루미늄계 합금판을 페데스탈측으로 하여 용접 대상물을 겹치고, 페데스탈에 재치하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
26. 제 22 항에 있어서, 페데스탈의 적어도 재치면을 백금, 철, 크롬, 지르코늄, 티타늄, 몰리브덴, 팔라듐, 텅스텐 및 이리듐으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
27. 제 22 항에 있어서, 용접 대상물보다도 융점이 높은 고융점 금속으로 이루어지는 재치부와, 이 재치부보다도 열전도율이 큰 방열부를 갖는 페데스탈을 사용하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
28. 제 27 항에 있어서, 재치부를 백금, 철, 크롬, 지르코늄, 티타늄, 몰리브덴, 팔라듐, 텅스텐 및 이리듐으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성함과 함께, 방열부를 은, 구리, 알루미늄 및 금으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
29. 제 27 항에 있어서, 재치부와 방열부를 기계적으로 접합하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
30. 제 27 항에 있어서, 재치부와 방열부 사이에 밀착층을 개재시키는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
31. 제 22 항에 있어서, 용접봉의 선단 형상을 반구 형상, 원추 형상, 원주 형상, 원추의 선단을 평평하게 절단한 사다리꼴 형상, 반구의 선단을 평평하게 절단한 반구와 평면을 조합한 형상, 또는 다각추 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
32. 제 22 항에 있어서, 용접봉에 인가 전압 제어 방식 또는 인가 전류 제어 방식에 의해 직류 전압 또는 교류 전압을 인가하고, 최대 전압을 0.5V 이상 5V 이하, 최대 전류를 100A 이상 3000A 이하로 하고, 또한 전압 인가 시간을 5ms 이상 40ms 이하로 하는 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
33. 제 22 항에 있어서, 상기 용접 대상물은 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀에 접속되고, 충전 시 또는 방전 시에 상기 전기를 도통시키는 판형상의 전극과, 상기 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 상기 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판인 것을 특징으로 하는 용접물의 제조 방법.
34. 용접 대상물을 용접할 때에 용접 대상물을 재치하는 페데스탈로서,

    적어도 재치면은 융점이 1455℃보다도 높고 3407℃ 이하인 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 페데스탈.
35. 제 34 항에 있어서, 상기 용접 대상물은 전기의 충전 및 방전이 가능한 이차 전지 셀에 접속되고, 충전 시 또는 방전 시에 상기 전기를 도통시키는 판형상의 전극과, 상기 전극보다도 높은 융점 또는 동일한 융점에서도 상기 전극보다도 두꺼운 판 두께의 금속판인 것을 특징으로 하는 페데스탈.
36. 제 34 항에 있어서, 상기 재치면은 700℃에서의 열전도율이 10W/mK 이상 126W/mK 이하, 또는 100℃에서의 전기 체적 저항율이 6.8μΩcm 이상 30μΩcm 이하의 적어도 한쪽을 만족하는 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 페데스탈.
37. 제 34 항에 있어서, 상기 재치면은 백금, 철, 크롬, 지르코늄, 티타늄, 몰리브덴, 팔라듐, 텅스텐 및 이리듐으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 페데스탈.
38. 제 34 항에 있어서, 융점이 1455℃보다도 높고 3407℃ 이하인 금속으로 이루어지는 재치부와, 이 재치부보다도 열전도율이 큰 방열부를 구비한 것을 특징으로 하는 페데스탈.
39. 제 38 항에 있어서, 상기 재치부는 백금, 철, 크롬, 지르코늄, 티타늄, 몰리브덴, 팔라듐, 텅스텐 및 이리듐으로 이루어지는 그룹 중의 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성되고,

    상기 방열부는 은, 구리, 알루미늄 및 금으로 이루어지는 그룹 중 적어도 1종을 포함하는 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 페데스탈.
40. 제 38 항에 있어서, 재치부와 방열부가 기계적으로 접합된 것을 특징으로 하는 페데스탈.
41. 제 38 항에 있어서, 재치부와 방열부가 밀착층을 개재하여 접합된 것을 특징으로 하는 페데스탈.

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