KR102259159B1 - Cap plate manufacturing mathod for secondary batteries and cap plate for secondary batteries prepared from the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지용 캡플레이트 제조방법 및 이로부터 제조되는 이차전지용 캡플레이트에 관한 것으로, 상세하게는 이차전지의 열폭주 현상을 방지하기 위한 안전벤트를 가지는 이차전지용 캡플레이트 제조방법 및 이로부터 제조되는 이차전지용 캡플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a cap plate for a secondary battery and a cap plate for a secondary battery manufactured therefrom, and more particularly, to a method for manufacturing a cap plate for a secondary battery having a safety vent for preventing thermal runaway of a secondary battery, and a method for manufacturing the cap plate for a secondary battery manufactured therefrom It relates to a cap plate for a secondary battery.
이차전지는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 배치된 분리막 구조로 이루어진 충방전이 가능한 전극조립체를 가진다.A secondary battery has an electrode assembly capable of charging and discharging comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure disposed between the positive electrode and the negative electrode.
이차전지는 전극조립체의 구조에 따라 활성물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 배치하여 권취한 젤리롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 배치한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류될 수 있다.The secondary battery is a jelly roll type in which a separator is disposed between a positive electrode and a negative electrode of a long sheet type coated with an active material according to the structure of the electrode assembly, and a separator is sequentially disposed between a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size. It can be classified as a stacked stack type.
그리고, 이차전지는 전극조립체가 내장되는 전지케이스의 형상에 따라 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 또는 각형 이차전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.In addition, the secondary battery is a cylindrical or prismatic secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can depending on the shape of the battery case in which the electrode assembly is embedded, and the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. It can be classified as a pouch-type battery.
이러한 다양한 종류의 이차전극 중 젤리롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고, 특히, 고에너지 밀도를 갖는 젤리롤형 전극조립체를 원통형 금속 캔에 내장한 원통형 이차전지는 전기자동차와 같이 고용량의 이차전지를 필요로 하는 분야에서 널리 사용되고 있다.Among these various types of secondary electrodes, a jelly roll-type electrode assembly is easy to manufacture and has a high energy density per weight. In particular, a cylindrical secondary battery in which a jelly roll-type electrode assembly having a high energy density is embedded in a cylindrical metal can is an electric vehicle. It is widely used in fields requiring high-capacity secondary batteries, such as
도 1은 원통형 이차전지의 부분 단면 예시도이다.1 is a partial cross-sectional view of a cylindrical secondary battery.
도 1을 참조하면, 먼저 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극조립체(10)와, 전극조립체(10)가 삽입되는 캔(20)과, 캔(20)의 개방된 상부에 결합되어 캡조립체(30)를 포함할 수 있다. 즉, 상부가 개방된 캔(20)의 내부에 전극조립체(10)를 삽입하고, 전해액을 주입한 다음 캔(20)의 개방된 상부에 캡조립체(30)를 장착함으로써 제조될 수 있다.Referring to FIG. 1 , first, the secondary battery includes an
캡조립체(30)는 캔(20)의 개방된 상부에 결합되는 캡플레이트(31)를 가질 수 있다.The
캡플레이트(31)는 전류가 통하는 소재로 이루어질 수 있고, 외부 회로와의 접속를 위한 단자(양극 단자)로서 역할을 수행할 수 있다. 캡플레이트(31)는 전류차단 및 기밀유지용 가스켓(37)을 사이에 두고 캔(20)의 개방된 상부에 장착될 수 있다.The
이러한 캡플레이트(31)는 이차전지의 내부 압력이 설정된 압력 값보다 높아질 경우 일부분이 변형되면서 분리될 수 있다. 따라서, 이차전지의 열폭주 현상을 방지할 수 있다. 이때, 캡플레이트(31)의 분리되는 부분이 벤트부에 해당된다.When the internal pressure of the secondary battery is higher than a set pressure value, the
또한, 캡조립체(30)는 전류차단필터(35)를 가질 수 있다.In addition, the
전류차단필터(35)는 일부분이 캡플레이트(31)의 하부에 밀착(예컨대, 용접에 의해 결합)되도록 설치될 수 있으며, 전류가 통하는 소재로 이루어질 수 있다. 전류차단필터(35)는 전류차단용 가스켓(38)을 사이에 두고 캔(20)의 개방된 상부에 장착될 수 있다.The current blocking filter 35 may be installed such that a portion thereof is closely attached to the lower portion of the cap plate 31 (eg, coupled by welding), and may be made of a material through which current flows. The current blocking filter 35 may be mounted on the open top of the
이러한 전류차단필터(35)는 이차전지 내부의 가스를 통과시킬 수 있고, 전류차단필터(35)는 전극조립체(10)의 양극과 캡플레이트(31)를 전기적으로 연결할 수 있다. 그리고, 캡플레이트(31)로 전달되는 전류를 차단할 수 있는데, 즉, 캡플레이트(31)의 변형 및 단락 시 전류차단필터(35)의 일부분이 함께 분리 단락되기 때문에 외부 회로와 전극조립체(10) 사이의 전류를 차단할 수 있다.The current blocking filter 35 may allow gas inside the secondary battery to pass therethrough, and the current blocking filter 35 may electrically connect the positive electrode of the
결과적으로, 과충전 등으로 인하여 이차전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과하게 되면, 캡플레이트(31)의 벤트부(32)가 분리되므로, 이차전지의 내부 압력을 외부로 방출할 수 있고, 동시에 전류를 차단하여 이차전지의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있다.As a result, when the internal pressure of the secondary battery exceeds the set short-circuit pressure due to overcharging, etc., the
한편, 이차전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과할 경우 캡플레이트(31)의 변형과 분리를 촉진 및 유도하기 위하여 벤트부(32)의 가장자리를 따라 노치(33)를 형성하게 된다.On the other hand, when the internal pressure of the secondary battery exceeds the set short-circuit pressure, the
하지만, 종래의 캡플레이트(31)에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the
상술한 바와 같이, 기본적으로 전지의 내부 압력에 의해 노치(33)가 형성된 부분이 파단됨으로써 전지의 안전성을 확보하는 역할을 수행하는데, 노치(33)가 형성되는 부분의 두께는 수십 마이크로미터에 불과하므로, 작은 외부 충격에도 크랙(crack)이 발생하거나 파단될 수 있는 위험이 있다.As described above, the part in which the
예를 들어, 캡플레이트(31)에 상부캡(36)을 초음파 와이어 본딩시키거나, 캡플레이트(31)를 프레스 가공하는 과정에서 노치(33)가 형성된 부분의 강성을 약화시키거나 손상시키게 된다. 즉, 캡플레이트(31)의 제조과정에서 노치 또는 벤트 부분이 손상될 수 있어 전지의 안정성뿐만 아니라 신뢰성이 떨어지게 된다.For example, in the process of ultrasonic wire bonding the
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과할 경우 파단되어 전지의 내부 압력을 외부로 방출할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 과정에서 외력에 의한 캡플레이트의 변형이나 손상을 억제하여, 전지의 안정성과 신뢰성을 높일 수 있는 이차전지용 캡플레이트 제조방법 및 이로부터 제조되는 이차전지용 캡플레이트를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and the present invention is not only capable of discharging the internal pressure of the battery to the outside by breaking when the internal pressure of the battery exceeds the set short-circuit pressure, but also preventing the external force during the manufacturing process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cap plate for a secondary battery capable of increasing the stability and reliability of a battery by suppressing deformation or damage of the cap plate, and a cap plate for a secondary battery manufactured therefrom.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법은, 설정된 단락압력에서 파단되는 벤트부를 가지는 이차전지용 캡플레이트의 제조방법으로서, 상기 벤트부와, 상기 벤트부의 주변부에 연장 형성되는 본체부를 가지는 캡플레이트 원판을 형성하는 원판 형성단계; 상기 단락압력 발생 시 상기 본체부로부터 상기 벤트부가 파단되도록 상기 본체부와 상기 벤트부의 경계영역 일면에 홈부를 형성하는 홈부 형성단계; 상기 캡플레이트 원판을 압착 가공하여 상기 홈부를 메워 절개이음부를 형성하는 절개이음부 형성단계; 및 상기 절개이음부와 반대되는 상기 캡플레이트 원판의 타면에 외부 회로와의 접촉을 위한 단자탭을 결합하는 단자탭 형성단계;를 포함하고, 상기 절개이음부 형성단계는 상기 캡플레이트 원판을 압착 가공함에 따라, 상기 본체부 소재가 상기 벤트부 방향으로 유동하거나 상기 벤트부의 소재가 상기 본체부 방향으로 유동하면서 상기 홈부의 공백을 메우면서 상기 벤트부와 상기 본체부의 경계영역에 상기 절개이음부가 마련되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, a method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a cap plate for a secondary battery having a vent part that is broken at a set short-circuit pressure, the vent part and the A disk forming step of forming a cap plate disk having a body portion extending to the periphery of the vent portion; a groove forming step of forming a groove on one surface of a boundary region between the main body and the vent so that the vent is broken from the main body when the short-circuit pressure is generated; A cut-out joint forming step of forming a cut-off joint by filling the groove by pressing the cap plate disc; and a terminal tab forming step of coupling a terminal tab for contact with an external circuit to the other surface of the cap plate disc opposite to the cut-out joint, wherein the cut-out joint forming step comprises pressing the cap plate disc , It is characterized in that the cut-out joint is provided in the boundary region between the vent and the main body while filling the void of the groove while the material of the main body flows in the direction of the vent or the material of the vent flows in the direction of the main body. do it with
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법에 있어서, 상기 절개이음부 형성단계 이후에 수행되며, 상기 캡플레이트 원판을 벤딩 가공하여 상기 절개이음부가 형성된 주변에 주름부를 형성하는 주름부 형성단계;를 더 포함할 수 있다.In the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the wrinkle forming step is performed after the step of forming the cut-out joint, and forming a wrinkle part around the cut-out joint by bending the cap plate disc; may further include.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법에 있어서, 상기 절개이음부 형성단계 및 상기 주름부 형성단계는 연속된 다단 프레스 공법에 의해 압착 및 벤딩 가공이 순차적으로 수행될 수 있다.In the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, in the step of forming the cut joint and the step of forming the wrinkle, compression and bending may be sequentially performed by a continuous multi-stage press method.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법에 있어서, 상기 주름부의 두께는 상기 본체부 및 상기 벤트부의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.In the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the thickness of the wrinkle part may be thinner than the thickness of the body part and the vent part.
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본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법에 있어서, 상기 절개이음부는 깊이가 깊어질수록 상기 벤트부 방향으로 휘어지게 형성될 수 있다.In the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the cut-off joint may be formed to be bent in the direction of the vent as the depth increases.
본 발명에 따르면, 벤트부의 변형 및 파단을 촉진하는 홈부를 형성한 후 홈부의 공백을 메워서 절개이음부를 형성함으로써, 전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과할 경우 파단되어 전지의 내부 압력을 효과적으로 방출할 수 있을 뿐 아니라, 제조 과정에서 외력에 의한 캡플레이트의 변형이나 손상을 억제할 수 있으며, 결과적으로, 전지의 안정성과 함께 신뢰성을 높일 수 있다.According to the present invention, after forming a groove portion that promotes deformation and fracture of the vent portion, by filling in the gap of the groove portion to form a cut-out joint, when the internal pressure of the battery exceeds the set short-circuit pressure, it is ruptured to effectively reduce the internal pressure of the battery Not only can it be released, but also it is possible to suppress deformation or damage to the cap plate due to an external force during the manufacturing process, and as a result, reliability and stability of the battery can be improved.
도 1은 원통형 이차전지의 부분 단면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트 제조방법을 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 3의 단자탭 형성단계 시 작용을 설명하기 위한 비교 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 캡플레이트가 적용된 원통형 이차전지의 부분 단면 예시도이다.1 is a partial cross-sectional view of a cylindrical secondary battery.
2 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a cap plate according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a cap plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a comparative view for explaining an operation during the terminal tab forming step of FIG. 3 .
5 is a partial cross-sectional view of a cylindrical secondary battery to which a cap plate manufactured according to an embodiment of the present invention is applied.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and reference numerals may be used for the same components, and an additional description thereof may be omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트 제조방법을 나타낸 예시도이다.2 is a flowchart illustrating a cap plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exemplary view showing a cap plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법은, 원판 형성단계(S110), 홈부 형성단계(S120), 절개이음부 형성단계(S130) 및 단자탭 형성단계(S150)를 포함할 수 있다.2 and 3, in the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the disc forming step (S110), the groove forming step (S120), the cutting joint forming step (S130) and the terminal tab forming step (S150) may be included.
원판 형성단계(S110)는 캡플레이트 원판(100A)을 형성하는 단계일 수 있다. (도 3 (a) 참조)The disc forming step (S110) may be a step of forming the
캡플레이트 원판(100A)은 중앙의 벤트부(110)와, 벤트부(110)의 주변부에 연장 형성되는 본체부(130)를 포함할 수 있다.The
원판 형성단계(S110)를 거친 후 본체부(130)는 제1두께(T1)를 가질 수 있고, 벤트부(110)는 제2두께(T2)를 가질 수 있다.After the disk forming step ( S110 ), the
이때, 제2두께(T2)는 제1두께(T1)보다 두꺼울 수 있고, 이후 후술되는 절개음부 형성단계(S130) 또는 주름부 형성단계(S140)에서 수행되는 압착 또는 벤딩 가공 시 제2두께(T2)는 제1두께(T1)보다 얇은 두께를 가지도록 성형될 수 있다. 이에 따라, 벤트부(110)는 외부 충격으로부터 강한 내구성을 가질 수 있다.At this time, the second thickness T2 may be thicker than the first thickness T1, and the second thickness ( T2) may be formed to have a thickness thinner than the first thickness T1. Accordingly, the
캡플레이트 원판(100A)은 프레스 가공법의 드로잉(Drawing) 공정을 이용하여 판부재의 캡플레이트 원판(100A)을 용기 모양으로 성형할 수 있으며, 이때 본체부(130)의 가장자리 끝단(131)은 상부방향으로 절곡되어 리세스를 형성될 수 있다. 도 3 (f) 및 도 5에서와 같이, 본체부(130)의 리세스 형성된 끝단(131)은 이후 캔(20)의 개구된 상부에 장착하는 과정에서 절곡되면서 절첩될 수 있다.The
홈부 형성단계(S120)는 캡플레이트 원판(100A)에 홈부(150)를 형성하는 단계일 수 있다. (도 3 (b) 참조)The groove forming step ( S120 ) may be a step of forming the
홈부(150)는 본체부(130)와 벤트부(110)의 경계영역에 형성될 수 있고, 전극조립체(10)가 내장되는 전지의 내부공간을 대향하는 일면에 형성될 수 있다.The
이러한 홈부(150)가 형성되는 본체부(130)와 벤트부(110)의 경계영역은 본체부(130)와 벤트부(110)의 두께보다 얇은 두께를 가지기 때문에, 전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과할 시 변형 및 파단될 수 있다.Since the boundary region between the
홈부(150)는 본체부(130)와 벤트부(110)의 경계영역을 연결하는 폐곡선 구조를 이룰 수 있고, 본체부(130)와 벤트부(110)의 경계영역을 연결하는 개곡선 구조를 이룰 수도 있다.The
홈부(150)는 프레스 가공법의 노치금형을 이용하여 캡플레이트 원판(100A)의 일면에 V자 형상으로 오목하게 형성될 수 있다.The
절개이음부 형성단계(S130)는 홈부(150)를 메우는 단계일 수 있다. (도 3 (c) 참조)The cutting joint forming step ( S130 ) may be a step of filling the
즉, 캡플레이트 원판(100A)을 압착 가공하여 홈부(150)의 공백을 메울 수 있고, 이에 따라, 홈부(150)의 공백이 없어지면서 본체부(130)와 벤트부(110)의 경계영역에는 절개이음부(160)가 마련될 수 있다.That is, the gap of the
절개이음부(160)는 프레스 가공법의 단조 공정을 이용하여 캡플레이트 원판(100A)을 압착 가공함에 따라 형성될 수 있다.The cut joint 160 may be formed by compressing the
홈부(150)를 메워 절개이음부(160)를 형성하는 과정에서 캡플레이트 원판(100A)을 여러 번에 걸쳐 압착 가공함에 따라, 본체부(130) 소재가 벤트부(110) 방향으로 유동되거나, 벤트부(110)의 소재가 본체부(130) 방향으로 유동될 수 있고, 이에 따라 홈부(150)의 공백이 메워질 수 있다. 그리고, 이러한 과정에서 절개이음부(160)의 주변부는 본체부(130) 및 벤트부(110)의 두께보다 얇은 두께를 가질 수도 있다.As the
또한, 압착 가공에 의해 홈부(150)가 메워져 절개이음부(160)가 형성되는 과정에서, 절개이음부(160)는 깊이가 깊어질수록 벤트부(110) 방향으로 휘어지게 형성될 수 있다. 압착 가공에 의해 절개이음부(160) 형성 시, 본체부(130) 소재가 벤트부(110) 방향으로 유동되거나, 벤트부(110)의 소재가 본체부(130) 방향으로 유동될 수 있는데, 이러한 압착 가공 시 캡플레이트 원판(100A) 소재의 측면 유동을 제어함으로써 절개이음부(160)의 휨 정도를 형성할 수 있다.In addition, in the process in which the
만일 전지의 내부 압력이 단락압력과 일치되기 전, 벤트부(110)는 파단 없이 외측으로 볼록하게 변형되는 과정을 거치게 된다. 이때 절개이음부(160)의 깊이가 깊어질수록 벤트부(110) 방향으로 휘어지게 형성되면, 벤트부(110)가 외측으로 볼록하게 변형되는 과정에서 절개이음부(160)의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.If the internal pressure of the battery matches the short-circuit pressure, the
즉, 절개이음부(160)는 전지의 내부 압력이 단락압력과 일치되기 전에는 벤트부(110)가 볼록하게 변형되는 현상을 자연스레 유도하다가 전지의 내부 압력이 단락압력과 일치되는 정확한 시점에 절개이음부(160)에서 변형 및 파단이 발생될 수 있다. 이에 따라 안전벤트 고유 역활의 신뢰성을 높일 수 있다.That is, the cut-out joint 160 naturally induces a convex deformation of the
그리고, 절개이음부(160)는 후술되는 주름부(170) 형성을 위한 벤딩 가공 과정 중에도 깊이가 길어길수록 벤트부(110) 방향으로 휘어지게 형성될 수도 있다.In addition, the cut-out joint 160 may be formed to be bent in the direction of the
한편 본 발명에 따른 이차전지용 캡플레이트 제조방법은 주름부 형성단계(S140)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the method for manufacturing a cap plate for a secondary battery according to the present invention may further include a wrinkle forming step (S140).
주름부 형성단계(S140)는 절개이음부(160)가 형성된 주변에 주름부(170)를 형성하는 단계일 수 있다. (도 3 (d) 참조)The wrinkle forming step ( S140 ) may be a step of forming the
즉, 본체부(130)와 벤트부(110)는 주름부(170)에 의해 연결될 수 있고, 절개이음부(160)는 주름부(170) 상에 형성될 수 있다.That is, the
주름부(170)는 벤트부(110) 또는 본체부(130)로부터 가해지는 외부 충격을 흡수하여 벤트부(110)의 파손을 방지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 주름부(170)는 전지의 내부 압력 외의 원인으로 인한 벤트부(110)의 파손을 방지할 수 있다.The
만일 벤트부(110) 또는 본체부(130)의 외측에서 내측으로 외부 충격이 가해지게 되면, 주름부(170)를 거쳐 절개이음부(160)로 충격이 전달된다. 따라서, 외부 충격이 절개이음부(160)로 직접 가해지지 않고, 주름부(170)에서 충격이 완충되기 때문에, 절개이음부(160)가 형성된 부분이 외부 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.If an external impact is applied from the outside to the inside of the
이처럼 주름부(170)를 갖는 캡플레이트(100)는 안전벤트의 고유 역할을 정상적으로 수행하면서 우수한 내충격성을 가질 수 있다.As such, the
주름부(170)는 프레스 가공법의 벤딩 공정을 이용하여 절개이음부(160)가 형성된 주변부 즉, 본체부(130)와 벤트부(110)의 연결부를 벤딩 가공함에 따라 형성될 수 있다.The
이러한 벤딩 가공에 의해 형성되는 주름부(170)의 두께(T3)는 본체부(130) 및 벤트부(110)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.The thickness T3 of the
그리고, 주름부(170) 형성을 위한 벤딩 가공 과정 중 절개이음부(160)는 깊이가 길어길수록 벤트부(110) 방향으로 휘어지게 형성될 수 있다. 즉, 벤딩 가공함에 따라 절개이음부(160)는 입구쪽에서 안쪽으로 깊이가 깊어질수록 자연스레 휘어질 수 있고, 입구쪽에서 안쪽으로 깊이가 깊어질수록 벤트부(110) 방향으로 휘어질 수 있다.In addition, during the bending process for forming the
주름부(170)의 형상은 절개이음부(160)의 고유 역할 즉, 전지의 내부 압력에 의한 변형 및 파단 작용에 방해되지 않는 조건에서 다양한 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.The shape of the
한편, 절개이음부 형성단계(S130) 및 주름부 형성단계(S140)는 하나의 금형에서 일련의 공정이 연속적으로 이루어지는 프로그레시브 금형에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 금형으로 캡플레이트 원판(100A)을 압착과 동시에 벤딩함에 따라 홈부(150)가 메워져 절개이음부(160)가 형성되고, 이후 절개이음부(160)의 주변부에 주름부(170)가 순차적으로 형성될 수 있다.On the other hand, the cutting joint forming step (S130) and the wrinkle forming step (S140) may be made by a progressive mold in which a series of processes are continuously performed in one mold. That is, as the
단자탭 형성단계(S150)는 절개이음부(160)와 반대되는 캡플레이트 원판(100A)의 타면에 단자탭(180)을 결합하는 단계일 수 있다. (도 3 (e) 참조)The terminal tab forming step ( S150 ) may be a step of coupling the
단자탭(180)은 외부 회로와 접촉될 수 있다.The
단자탭(180)은 초음파 와이어 본딩 장치를 이용하여 캡플레이트 원판(100A)에 고정 결합될 수 있다. 초음파 와이어 본딩은 대상물과의 사이에 작은 와이어를 장착하여 일체로 접착하는 것으로, 통상 와이어를 약 60,000Hz 이상의 높은 진동수로 진동시키면서 와이어를 본딩하게 된다. 즉, 초음파 와이어 본딩과 같이, 캡플레이트 원판(100A)에 단자탭(180)을 결합하는 과정에서 캡플레이트 원판(100A)에는 진동 등의 외력이 가해질 수 있다.The
도 4는 도 3의 단자탭 형성단계 시 작용을 설명하기 위한 비교 도면이다.FIG. 4 is a comparative view for explaining an operation during the terminal tab forming step of FIG. 3 .
도 4 (a)에 나타낸 바와 같이, 만약 홈부(150A)를 가지는 캡플레이트 원판에 단자탭(180)을 초음파 와이어 본딩하게 되면, 본딩 과정에서 진동이 캡플레이트 원판에 가해지고, 이에 따라 다른 영역보다 두께가 얇은 홈부(150A)가 변형되거나 손상될 수 있다.As shown in Fig. 4 (a), if the
반면에, 도 4 (b)에 나타낸 바와 같이, 절개이음부(160)를 가지는 캡플레이트 원판에 단자탭(180)을 초음파 와이어 본딩하게 되면, 본딩 과정에서 진동이 캡플레이트 원판에 가해지더라도, 절개이음부(160)는 공백 없이 솔리드 구조를 유지하기 때문에, 절개이음부(160)의 주변부가 변형되거나 손상되는 문제를 억제할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 전지의 안정성과 함께 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4(b), when the
단자탭(180)을 일체로 하는 캡플레이트 제조가 완료되면, 도 3 (f)에서와 같이, 본체부(130)의 가장자리 끝단(131)을 절곡하여 보강할 수 있다.When the manufacturing of the cap plate integrating the
그리고, 단자탭(180)을 일체로 하는 캡플레이트(100)가 제조되면, 캡플레이트(100)의 벤트부(110) 하면에 전류차단필터(200:도 5참조)를 추가적으로 용접 결합할 수 있다.In addition, when the
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 캡플레이트가 적용된 원통형 이차전지의 부분 단면 예시도이다.5 is a partial cross-sectional view of a cylindrical secondary battery to which a cap plate manufactured according to an embodiment of the present invention is applied.
먼저 상부가 개방된 캔(20)의 내부에 전극조립체(10)를 삽입하고, 전해액을 주입한 다음, 캔(20)의 개방된 상부에 캡조립체(30)를 장착하게 된다.First, the
즉, 캔(20)의 개방된 상부에 전류차단 및 기밀유지용 가스켓(37,38)을 사이에 두고 전류차단필터(200)를 포함한 캡플레이트(100)를 장착하게 된다.That is, the
전지의 내부 압력이 설정된 단락압력에 가깝게 상승하게 되면, 전류차단필터(200)와 함께 캡플레이트(100)의 벤트부(110)는 상부방향으로 볼록하게 변형될 수 있다. 여기서 만일 전지의 내부 압력이 설정된 단락압력을 초과하게 되면, 캡플레이트(100)의 절개이음부(160)가 파단되면서 벤트부(110)가 본체부(130)로부터 분리되고, 이와 함께 전류차단필터(200)의 일부분이 함께 파단될 수 있다. 따라서, 외부 회로와 연결되는 전류를 차단하는 것과 동시에 전지의 내부 압력을 외부로 효과적으로 방출하여, 전지의 안정성과 신뢰성을 크게 높일 수 있다.When the internal pressure of the battery rises close to the set short-circuit pressure, the
한편, 본 실시예에 의해 제조되는 캡플레이트(100)는 상부면에 결합된 단자탭(180)을 일체로 하기 때문에, 도 1에서와 같이 기존 상부캡(36)을 배제하여 이차전지의 소형화 및 캡조립체(30)의 제조 공정을 더욱 간소화할 수 있다.On the other hand, since the
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art may vary the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. may be modified or changed.
100: 캡플레이트
110: 벤트부
130: 본체부
150: 홈부
160: 절개이음부
170: 주름부
180: 단자탭100: cap plate
110: vent unit
130: body part
150: groove
160: cut-out joint
170: wrinkles
180: terminal tab
Claims (7)
상기 벤트부와, 상기 벤트부의 주변부에 연장 형성되는 본체부를 가지는 캡플레이트 원판을 형성하는 원판 형성단계;
상기 단락압력 발생 시 상기 본체부로부터 상기 벤트부가 파단되도록 상기 본체부와 상기 벤트부의 경계영역 일면에 홈부를 형성하는 홈부 형성단계;
상기 캡플레이트 원판을 압착 가공하여 상기 홈부를 메워 절개이음부를 형성하는 절개이음부 형성단계; 및
상기 절개이음부와 반대되는 상기 캡플레이트 원판의 타면에 외부 회로와의 접촉을 위한 단자탭을 결합하는 단자탭 형성단계;를 포함하고,
상기 절개이음부 형성단계는 상기 캡플레이트 원판을 압착 가공함에 따라, 상기 본체부 소재가 상기 벤트부 방향으로 유동하거나 상기 벤트부의 소재가 상기 본체부 방향으로 유동하면서 상기 홈부의 공백을 메우면서 상기 벤트부와 상기 본체부의 경계영역에 상기 절개이음부가 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡플레이트 제조방법.A method for manufacturing a cap plate for a secondary battery having a vent part that is broken at a set short-circuit pressure, comprising:
a disk forming step of forming a cap plate disk having the vent portion and a body portion extending in a periphery of the vent portion;
a groove forming step of forming a groove on one surface of a boundary region between the main body and the vent so that the vent is broken from the main body when the short-circuit pressure occurs;
A cut-out joint forming step of forming a cut-off joint by filling the groove by pressing the cap plate disc; and
a terminal tab forming step of coupling a terminal tab for contact with an external circuit to the other surface of the cap plate disc opposite to the cut-out joint;
In the cutting joint forming step, as the cap plate disc is pressed and processed, the material of the body part flows in the direction of the vent part or the material of the vent part flows in the direction of the body part while filling the void of the groove part, and the vent part and the cap plate manufacturing method for a secondary battery, characterized in that the cut-out joint is provided in a boundary region of the main body.
상기 절개이음부 형성단계 이후에 수행되며,
상기 캡플레이트 원판을 벤딩 가공하여 상기 절개이음부가 형성된 주변에 주름부를 형성하는 주름부 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡플레이트 제조방법.The method of claim 1,
It is carried out after the step of forming the incision joint,
The method of manufacturing a cap plate for a secondary battery further comprising; forming a wrinkle part around the cut-out joint by bending the cap plate disc to form a wrinkle part.
상기 절개이음부 형성단계 및 상기 주름부 형성단계는 연속된 다단 프레스 공법에 의해 압착 및 벤딩 가공이 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡플레이트 제조방법.The method of claim 2,
The method for manufacturing a cap plate for a secondary battery, characterized in that in the step of forming the cut joint and the step of forming the wrinkle, compression and bending are sequentially performed by a continuous multi-stage press method.
상기 주름부의 두께는 상기 본체부 및 상기 벤트부의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡플레이트 제조방법.The method of claim 2,
The thickness of the wrinkle portion is a cap plate manufacturing method for a secondary battery, characterized in that formed thinner than the thickness of the body portion and the vent portion.
상기 절개이음부는 깊이가 깊어질수록 상기 벤트부 방향으로 휘어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡플레이트 제조방법.The method of claim 1,
The method for manufacturing a cap plate for a secondary battery, characterized in that the cut-off joint is formed to be bent in the direction of the vent portion as the depth increases.
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