KR102483312B1 - Welding method of secondary battery cap plate assembly - Google Patents

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KR102483312B1 KR1020220076595A KR20220076595A KR102483312B1 KR 102483312 B1 KR102483312 B1 KR 102483312B1 KR 1020220076595 A KR1020220076595 A KR 1020220076595A KR 20220076595 A KR20220076595 A KR 20220076595A KR 102483312 B1 KR102483312 B1 KR 102483312B1
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Abstract

An embodiment of the present invention provides a method for welding a secondary battery cap plate assembly, in which a terminal plate made of aluminum or aluminum alloy is welded and coupled to an electrode terminal made of aluminum or aluminum alloy, comprising: a) a sub-welding step of welding the terminal plate with a welded part of the electrode terminal by a first heat input amount; and b) a main welding step of performing a welding operation by a second heat input amount, more than the first heat input amount in the sub-welding step, so that a welding range partially overlaps the welded part in which the welding operation has been performed in the sub-welding step. Welding failures can be prevented.

Description

이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법{Welding method of secondary battery cap plate assembly}Welding method of secondary battery cap plate assembly

본 발명은 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding method of a secondary battery cap plate assembly.

일반적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 배터리 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 배터리 셀이 수십 개 연결된 대용량 전지의 경우 전기 자전거, 전기 스쿠터, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용되고 있다. In general, a secondary battery is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form, it is used in portable small electronic devices such as mobile phones and camcorders. A high-capacity battery having dozens of connected cells is used as a power source for driving motors such as electric bicycles, electric scooters, hybrid vehicles, and electric vehicles.

이차전지는 각형, 원통형 및 파우치형 등의 형상으로 구성될 수 있으며, 양극판 및 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극조립체와, 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 결합하여 구성된다. The secondary battery may be configured in a shape such as a prismatic shape, a cylindrical shape, or a pouch shape, and an electrode assembly formed by interposing a separator, which is an insulator, between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and an electrolyte solution together in a case, and a cap plate in the case are formed by combining

상기 캡 플레이트는 단자 플레이트와 전극단자를 포함하여 구비된다. 상기 단자 플레이트와 전극단자는 알루미늄 소재로 이루어지고, 레이저 용접에 의해 결합될 수 있다.The cap plate includes a terminal plate and an electrode terminal. The terminal plate and the electrode terminal may be made of an aluminum material and may be coupled by laser welding.

상기 용접시 용융되는 용접부에 홀(Hole)이 생기는 용접 불량이 발생할 수 있다. 용접시 소재인 전극단자가 용융되면서 알루미늄 소재에 포함되어 있던 가스가 배출되어 용융물의 부피가 감소하게 되고, 이러한 용융물의 부피 감소로 인해 용접부의 마지막 위치에서는 용융물 부족으로 인해 홀(Hole)이 발생하게 된다.A welding defect in which a hole is formed in a welded portion that is melted during the welding may occur. During welding, as the electrode terminal, which is a material, is melted, the gas contained in the aluminum material is discharged and the volume of the melt is reduced. Due to the decrease in the volume of the melt, a hole is generated at the end of the weld due to lack of melt do.

이러한 용접 불량은 용접 대상물인 알루미늄 소재에 대한 입열량 과다로 인해 발생하게 된다. 따라서 용접 불량을 최소화하기 위해서는 적절한 입열량이 필요한데, 용접시 레이저 빔이 조사되는 초점거리와 출력의 조절만으로는 용접 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 없다. Such welding defects occur due to an excessive amount of heat input to an aluminum material, which is a welding object. Therefore, in order to minimize welding defects, an appropriate amount of heat input is required, but welding defects cannot be effectively prevented by simply adjusting the focal length and output of the laser beam irradiated during welding.

이차전지와 관련된 선행기술은 대한민국 등록특허 제10-0949329호에 공개되어 있다.Prior art related to secondary batteries is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0949329.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이차전지 캡 플레이트 어셈블리를 구성하는 단자 플레이트와 전극단자를 용접하는 경우 용접 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a welding method of a secondary battery cap plate assembly that can prevent welding defects from occurring when welding a terminal plate and an electrode terminal constituting the secondary battery cap plate assembly. Its purpose is to provide

본 발명의 다른 목적은, 이차전지 캡 플레이트 어셈블리 용접시 공정을 단순화시킬 수 있는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법을 제공하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to provide a welding method of a secondary battery cap plate assembly capable of simplifying the welding process of the secondary battery cap plate assembly.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 단자 플레이트와 상기 단자 플레이트에 용접 결합되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 전극단자를 용접 결합하는 이차전지의 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에 있어서, a) 상기 단자 플레이트와 상기 전극단자의 용접부를 제1 입열량으로 1차 레이저 용접하는 서브 용접 단계; b) 상기 서브 용접 단계에서 1차로 용접이 이루어진 용접부의 범위에서 2차로 중첩 용접되며 상기 제1 입열량보다 높은 제2 입열량으로 2차 레이저 용접하는 메인 용접 단계;를 포함하며, 상기 서브 용접 단계에서의 용접 방향은 일방향의 원주방향을 따르고; 상기 메인 용접 단계에서의 용접 방향은 상기 일방향의 반대방향의 원주방향을 따르며; 상기 메인 용접 단계는 상기 서브 용접 단계로 인해 상기 용접부에서 생성되는 용융 풀이 응고되기 전에 수행되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of welding a secondary battery cap plate assembly of the present invention includes welding a terminal plate made of aluminum or aluminum alloy and an electrode terminal made of aluminum or aluminum alloy material welded to the terminal plate. A welding method of a cap plate assembly of , comprising: a) a sub-welding step of primary laser welding a welded portion between the terminal plate and the electrode terminal with a first heat input; b) a main welding step of performing secondary laser welding with a second heat input higher than the first heat input by secondly overlapping welding within the range of the welded part where the welding was first performed in the sub-welding step; wherein the sub-welding step the welding direction at is along one circumferential direction; The welding direction in the main welding step is along the circumferential direction opposite to the one direction; The main welding step is characterized in that it is performed before the molten pool generated in the welded portion due to the sub-welding step is solidified.

삭제delete

상기 제1 입열량과 상기 제2 입열량은, 레이저 빔이 조사되는 초점거리, 출력, 용접 속도 중 적어도 하나 이상에 의해 결정될 수 있다.The first amount of heat input and the second amount of heat input may be determined by at least one of a focal length at which the laser beam is irradiated, an output power, and a welding speed.

삭제delete

상기 용접부는 용접이 진행되는 방향인 길이방향의 폭과 상기 길이방향에 수직인 깊이를 갖고, 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 폭 범위 이내이며, 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 깊이는 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이 범위 이내로 설정될 수 있다.The welded part has a width in a longitudinal direction, which is a direction in which welding is performed, and a depth perpendicular to the longitudinal direction, the width of the welded part in the main welding step is within a range of the width of the welded part in the sub-welding step, and the sub-welded part has a width. The depth of the welding part in the step may be set within a depth range of the welding part in the main welding step.

상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 폭의 70% ~ 80% 범위일 수 있다.The width of the welded part in the main welding step may be in the range of 70% to 80% of the width of the welded part in the sub-welding step.

상기 서브 용접 단계에서는 레이저 빔이 조사되는 초점거리는 포지티브 디포커싱 상태로 용접이 이루어지고, 상기 메인 용접 단계에서는 레이저 빔이 조사되는 초점거리는 네거티브 디포커싱 상태로 용접이 이루어질 수 있다.In the sub-welding step, the focal length at which the laser beam is irradiated may be welded in a positive defocusing state, and in the main welding step, the focal length at which the laser beam is irradiated may be welded in a negative defocusing state.

상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔의 출력은, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔의 출력에 비하여 상대적으로 낮은 출력으로 설정될 수 있다.The output of the laser beam in the sub-welding step may be set to a relatively low output compared to the output of the laser beam in the main welding step.

상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔의 용접 속도는, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔의 용접 속도에 비하여 상대적으로 빠른 속도로 설정될 수 있다.A welding speed of the laser beam in the sub-welding step may be set to a relatively high speed compared to a welding speed of the laser beam in the main welding step.

상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이는 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이의 40% ~ 50%의 범위일 수 있다.The depth of the welded part in the main welding step may be in the range of 40% to 50% of the depth of the welded part in the main welding step.

제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계; 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계; 상기 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계; 및 상기 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계로 이루어질 수 있다.performing the sub-welding in a first secondary battery cap plate assembly; performing the sub-welding on a second secondary battery cap plate assembly; performing the main welding on the first secondary battery cap plate assembly; and performing the main welding on the second secondary battery cap plate assembly.

본 발명에 의하면, 이차전지 캡 플레이트 어셈블리를 구성하는 단자 플레이트와 전극단자를 용접하는 경우 최적화된 입열량으로 용접이 이루어지도록 하여 용접 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when welding a terminal plate constituting a secondary battery cap plate assembly and an electrode terminal, welding is performed with an optimized amount of heat input, thereby preventing welding defects from occurring.

또한, 복수의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에 대해 단자 플레이트와 전극단자 사이에 용접을 하는 경우 용접 공정이 효율적으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, when welding is performed between terminal plates and electrode terminals for a plurality of secondary battery cap plate assemblies, productivity can be improved by efficiently performing a welding process.

도 1은 본 발명이 적용되는 이차전치의 외관 사시도,
도 2는 도 1의 종단면도,
도 3은 도 2에 도시된 (a) 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리와 (b) 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 확대 단면도,
도 4는 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법을 포함하는 이차전지 제조공정의 순서도,
도 5는 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 서브 용접이 이루어지는 상태를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 메인 용접이 이루어지는 상태를 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 서브 용접의 용접 방향과 메인 용접의 용접 방향이 반대방향으로 이루어지는 상태를 보여주는 평면도.1 is an external perspective view of a secondary front tooth to which the present invention is applied;
Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of Figure 1;
3 is an enlarged cross-sectional view of (a) a first secondary battery cap plate assembly and (b) a second secondary battery cap plate assembly shown in FIG. 2;
4 is a flowchart of a secondary battery manufacturing process including a welding method of a secondary battery cap plate assembly according to the present invention;
5 is a view showing a state in which sub-welding is performed in the welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention;
6 is a view showing a state in which main welding is performed in the welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention;
7 is a plan view illustrating a state in which a welding direction of a sub welding and a welding direction of a main welding are performed in opposite directions in the welding method of a secondary battery cap plate assembly according to the present invention.

이하 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명이 적용되는 이차전지(100)의 전체적인 구성을 설명한다. First, the overall configuration of the secondary battery 100 to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는, 케이스(110), 전극 조립체(120), 집전체(130), 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140), 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150) 및 캡 플레이트(160)를 포함하여 구성된다.The secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention includes a case 110, an electrode assembly 120, a current collector 130, a first secondary battery cap plate assembly 140, and a second secondary battery cap plate assembly. (150) and cap plate (160).

상기 케이스(110)는 상부가 개구된 대략 육면체 형상으로 이루어질 수 있고, 내부에는 전극 조립체(120)와 전해액이 수용되는 공간이 형성되어 있다.The case 110 may have a substantially hexahedral shape with an open top, and a space for accommodating the electrode assembly 120 and the electrolyte is formed inside.

상기 전극 조립체(120)는 케이스(110)의 내부에 수용되고, 제1 전극판(121)과 제2 전극판(122) 및 상기 제1 전극판(121)과 제2 전극판(122) 사이를 전기적으로 절연하는 세퍼레이터(123)를 포함하며, 상기 제1 전극판(121)과 제2 전극판(122) 및 세퍼레이터(123)가 순차로 복수의 층으로 적층된 구조일 수 있다.The electrode assembly 120 is accommodated inside the case 110, and between the first electrode plate 121 and the second electrode plate 122 and between the first electrode plate 121 and the second electrode plate 122. and a separator 123 that electrically insulates, and may have a structure in which the first electrode plate 121, the second electrode plate 122, and the separator 123 are sequentially stacked in a plurality of layers.

일 실시예로, 상기 제1 전극판(121)은 양극으로 작용할 수 있고, 상기 제2 전극판(122)은 상기 제1 전극판(121)과 반대 극성인 음극으로 작용할 수 있다. 이와 달리 상기 제1 전극판(121)은 음극으로 작용하고, 상기 제2 전극판(122)은 양극으로 작용하도록 구성할 수도 있다.In one embodiment, the first electrode plate 121 may act as an anode, and the second electrode plate 122 may act as a cathode having a polarity opposite to that of the first electrode plate 121 . Alternatively, the first electrode plate 121 may function as a cathode and the second electrode plate 122 may function as an anode.

상기 제1 전극판(121)이 양극으로 작용하는 경우에는 알루미늄 재질로 구성될 수 있고, 상기 제2 전극판(122)이 음극으로 작용하는 경우에는 구리 재질로 구성될 수 있다.When the first electrode plate 121 serves as an anode, it may be made of aluminum, and when the second electrode plate 122 serves as a cathode, it may be made of copper.

상기 세퍼레이터(123)는 제1 전극판(121)과 제2 전극판(122) 사이에 개재되어 쇼트를 방지하고, 이온의 이동을 가능하게 하는 기능을 한다.The separator 123 is interposed between the first electrode plate 121 and the second electrode plate 122 to prevent a short circuit and to enable the movement of ions.

상기 집전체(130)는 케이스(110) 내부의 일측에 위치하는 제1 집전체(131)와 케이스(110) 내부의 타측에 위치하는 제2 집전체(132)로 구성될 수 있다. The current collector 130 may include a first current collector 131 located on one side inside the case 110 and a second current collector 132 located on the other side inside the case 110 .

상기 제1 집전체(131)에는 제1 전극판(121)이 전기적으로 연결되고, 제1 전극판(121)과 동일한 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 상기 제1 집전체(131)의 상부에서 절곡되어 타측으로 연장된 부분에는 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)의 제1 전극단자(141)가 전기적으로 연결되어 있다.The first electrode plate 121 is electrically connected to the first current collector 131 and may be made of the same aluminum material as the first electrode plate 121 . The first electrode terminal 141 of the first secondary battery cap plate assembly 140 is electrically connected to a portion bent from an upper portion of the first current collector 131 and extending to the other side.

상기 제2 집전체(132)에는 제2 전극판(122)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극판(122)과 동일한 구리 재질로 구성될 수 있다. 상기 제2 집전체(132)의 상부에서 절곡되어 일측으로 연장된 부분에는 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)의 제2 전극단자(151)가 전기적으로 연결되어 있다.The second current collector 132 may be electrically connected to the second electrode plate 122 and made of the same copper material as the second electrode plate 122 . The second electrode terminal 151 of the second secondary battery cap plate assembly 150 is electrically connected to a portion of the second current collector 132 bent from an upper portion and extending to one side.

상기 케이스(110)의 내측면에는 상기 집전체(130;131,132)를 케이스(110)의 내측면과 절연시키며 지지하기 위한 제1 리테이너(111)가 구비될 수 있다.A first retainer 111 may be provided on an inner surface of the case 110 to insulate and support the current collectors 130 (131, 132) from the inner surface of the case 110.

상기 제1 집전체(131)의 상부에서 절곡되어 타측으로 연장된 부분의 하부와, 상기 제2 집전체(132)의 상부에서 절곡되어 일측으로 연장된 부분의 하부에는, 플레이트 형상의 제2 리테이너(170)가 결합된다. 상기 제2 리테이너(170)는 제1 전극단자(141)와 제2 전극단자(151)의 하부를 지지하며, 제1 전극단자(141)와 제2 전극단자(151) 사이를 절연하는 기능을 한다.A second retainer in the form of a plate is formed on the lower portion of the portion bent from the upper portion of the first current collector 131 and extending to the other side and the lower portion of the portion bent from the upper portion of the second current collector 132 and extending to one side. (170) is combined. The second retainer 170 supports the lower portions of the first electrode terminal 141 and the second electrode terminal 151, and serves to insulate between the first electrode terminal 141 and the second electrode terminal 151. do.

도 2와 도 3 (a)를 참조하면, 상기 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)는, 제1 전극단자(141), 절연부재(142), 가스켓(143), 제1 누설전류 차단 플레이트(144) 및 제1 단자 플레이트(145)를 포함할 수 있다.2 and 3 (a), the first secondary battery cap plate assembly 140 includes a first electrode terminal 141, an insulating member 142, a gasket 143, and a first leakage current blocking plate. 144 and a first terminal plate 145.

상기 제1 전극단자(141)는 이차전지(100)의 양극으로 작용하며, 몸체부(141a)와 플랜지부(141b)를 포함할 수 있다. 상기 몸체부(141a)의 하부는 제1 집전체(131)에 삽입되며 제2 리테이너(170)에 의해 지지되고, 상기 플랜지부(141b)는 제1 집전체(131)의 상면에 안착된다. 상기 몸체부(141a)의 하단부에는 리벳 공정에 의해 리벳부(141c)가 형성되어 제1 집전체(131)에 결합된다.The first electrode terminal 141 serves as a positive electrode of the secondary battery 100 and may include a body portion 141a and a flange portion 141b. The lower portion of the body portion 141a is inserted into the first current collector 131 and supported by the second retainer 170 , and the flange portion 141b is seated on the upper surface of the first current collector 131 . A rivet portion 141c is formed at the lower end of the body portion 141a by a rivet process and coupled to the first current collector 131 .

상기 제1 집전체(131)의 상면과 캡 플레이트(160) 사이는 절연부재(142)가 개재되고, 제1 전극단자(141)와 캡 플레이트(160) 사이는 가스켓(143)이 개재되어 전해액의 누설을 방지한다. An insulating member 142 is interposed between the upper surface of the first current collector 131 and the cap plate 160, and a gasket 143 is interposed between the first electrode terminal 141 and the cap plate 160 so that the electrolyte prevent leakage of

상기 절연부재(142)의 상측에는 케이스(110)의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트(160)가 결합된다. 상기 제1 전극단자(141)는 캡 플레이트(160)를 관통하여 상측으로 돌출되어 위치한다. 상기 캡 플레이트(160)에는 이차전지(100)의 과충전으로 인한 내부 압력의 증가시 파단되어 이차전지(100)의 폭발을 방지하기 위한 벤트(161)와, 케이스(110) 내부에 전해액을 충전하기 위한 전해액 주입구(162)가 형성될 수 있다.A cap plate 160 sealing an upper portion of the case 110 is coupled to an upper side of the insulating member 142 . The first electrode terminal 141 penetrates the cap plate 160 and protrudes upward. The cap plate 160 includes a vent 161 for preventing explosion of the secondary battery 100 due to breakage when the internal pressure increases due to overcharging of the secondary battery 100, and an electrolyte for charging the inside of the case 110 An electrolyte injection hole 162 may be formed.

상기 캡 플레이트(160)의 상측에는 제1 전극단자(141)의 둘레로 제1 누설전류 차단 플레이트(144)와 제1 단자 플레이트(145)가 순차로 적층되어 결합된다.On the upper side of the cap plate 160, a first leakage current blocking plate 144 and a first terminal plate 145 are sequentially stacked and coupled around the first electrode terminal 141.

상기 제1 전극단자(141)와 제1 단자 플레이트(145)는 리벳과 레이저 용접에 의해 결합된다. 먼저, 리벳 공정에 의해 제1 전극단자(141)의 몸체부(141a)의 상단부에는 리벳부(141d)가 형성되어 제1 단자 플레이트(145)에 결합된다.The first electrode terminal 141 and the first terminal plate 145 are coupled by rivets and laser welding. First, a rivet portion 141d is formed at an upper end of the body portion 141a of the first electrode terminal 141 by a rivet process and coupled to the first terminal plate 145 .

리벳 공정 후에는 상기 리벳부(141d)와 제1 단자 플레이트(145)의 경계부에 레이저 용접에 의해 용접부(W)가 형성되어 제1 단자 플레이트(145)와 제1 전극단자(141)가 견고하게 결합된다.After the rivet process, a weld portion W is formed by laser welding at the boundary between the rivet portion 141d and the first terminal plate 145 so that the first terminal plate 145 and the first electrode terminal 141 are firmly bonded. are combined

도 2와 도 3 (b)를 참조하면, 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)는 전술한 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)와 반대 극성을 갖는 점에서 차이가 있으나, 구성부품들의 결합 구조는 동일한 방식으로 구성될 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 (b), the second secondary battery cap plate assembly 150 is different from the first secondary battery cap plate assembly 150 in that it has the opposite polarity, but the combination of components The structure can be constructed in the same way.

상기 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)는, 제2 전극단자(151), 절연부재(152), 가스켓(153), 제2 누설전류 차단 플레이트(154) 및 제2 단자 플레이트(155)를 포함할 수 있다.The second secondary battery cap plate assembly 150 includes a second electrode terminal 151, an insulating member 152, a gasket 153, a second leakage current blocking plate 154, and a second terminal plate 155. can include

상기 제2 전극단자(151)는 이차전지(100)의 음극으로 작용하며, 몸체부(151a)와 플랜지부(151b)를 포함할 수 있다. 상기 몸체부(151a)의 하부는 제2 집전체(132)에 삽입되며 제2 리테이너(170)에 의해 지지되고, 상기 플랜지부(151b)는 제2 집전체(132)의 상면에 안착된다. 상기 몸체부(151a)의 하단부에는 리벳 공정에 의해 리벳부(151c)가 형성되어 제2 집전체(132)에 결합된다.The second electrode terminal 151 serves as a negative electrode of the secondary battery 100 and may include a body portion 151a and a flange portion 151b. The lower part of the body part 151a is inserted into the second current collector 132 and supported by the second retainer 170, and the flange part 151b is seated on the upper surface of the second current collector 132. A rivet portion 151c is formed at the lower end of the body portion 151a by a rivet process and coupled to the second current collector 132 .

상기 제2 집전체(132)의 상면과 캡 플레이트(160) 사이는 절연부재(152)가 개재되고, 제2 전극단자(151)와 캡 플레이트(160) 사이는 가스켓(153)이 개재되어 전해액의 누설을 방지한다. An insulating member 152 is interposed between the upper surface of the second current collector 132 and the cap plate 160, and a gasket 153 is interposed between the second electrode terminal 151 and the cap plate 160 so that the electrolyte prevent leakage of

상기 절연부재(152)의 상측에는 케이스(110)의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트(160)가 결합된다. 상기 제2 전극단자(151)는 캡 플레이트(160)를 관통하여 상측으로 돌출되어 위치한다. A cap plate 160 sealing an upper portion of the case 110 is coupled to an upper side of the insulating member 152 . The second electrode terminal 151 penetrates the cap plate 160 and protrudes upward.

상기 캡 플레이트(160)의 상측에는 제2 전극단자(151)의 둘레로 제2 누설전류 차단 플레이트(154)와 제2 단자 플레이트(155)가 순차로 적층되어 결합된다.On the upper side of the cap plate 160, a second leakage current blocking plate 154 and a second terminal plate 155 are sequentially stacked and coupled around the second electrode terminal 151.

상기 제2 전극단자(151)와 제2 단자 플레이트(155)는 리벳과 레이저 용접에 의해 결합된다. 먼저, 리벳 공정에 의해 제2 전극단자(151)의 몸체부(151a)의 상단부에는 리벳부(151d)가 형성되어 제2 단자 플레이트(155)에 결합된다.The second electrode terminal 151 and the second terminal plate 155 are coupled by rivets and laser welding. First, a rivet portion 151d is formed at an upper end of the body portion 151a of the second electrode terminal 151 by a rivet process and coupled to the second terminal plate 155 .

리벳 공정 후에는 상기 리벳부(151d)와 제2 단자 플레이트(155)의 경계부에 레이저 용접에 의해 용접부(W)가 형성되어 제2 단자 플레이트(155)와 제2 전극단자(151)가 견고하게 결합된다.After the rivet process, a welded portion W is formed by laser welding at the boundary between the rivet portion 151d and the second terminal plate 155 so that the second terminal plate 155 and the second electrode terminal 151 are firmly bonded. are combined

도 4를 참조하면, 본 발명의 이차전지(100)가 제조되는 조립 과정은, 전극 조립체(120)와 집전체(130) 및 전극단자(141,151)를 케이스(110) 내에 삽입하는 단계(S1), 가스켓(143,153)과 절연부재(142,152)를 전극단자(141,151)에 결합하는 단계(S2), 캡 플레이트(160)를 케이스(110) 상부에 결합하는 단계(S3), 누설전류 차단 플레이트(144,154)와 단자 플레이트(145,155)를 전극단자(141,151)에 결합하는 단계(S4), 단자 플레이트(145,155)에 전극단자(141,151)를 리벳결합하는 단계(S5), 단자 플레이트(145,155)와 전극단자(141,151)를 1차 서브(Sub) 용접하는 단계(S6), 및 단자 플레이트(145,155)와 전극단자(141,151)를 2차 메인(Main) 용접하는 단계(S7)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the assembly process in which the secondary battery 100 of the present invention is manufactured includes inserting the electrode assembly 120, the current collector 130, and the electrode terminals 141 and 151 into the case 110 (S1). , coupling the gaskets 143 and 153 and the insulating members 142 and 152 to the electrode terminals 141 and 151 (S2), coupling the cap plate 160 to the top of the case 110 (S3), and leakage current blocking plates 144 and 154 ) and the terminal plates 145 and 155 to the electrode terminals 141 and 151 (S4), riveting the electrode terminals 141 and 151 to the terminal plates 145 and 155 (S5), the terminal plates 145 and 155 and the electrode terminals ( 141 and 151 are first sub-welded (S6), and secondary main welding is performed between the terminal plates 145 and 155 and the electrode terminals 141 and 151 (S7).

이하, 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법으로 상기 단계 S6의 서브 용접 단계와, 상기 단계 S7의 메인 용접 단계를 설명한다.Hereinafter, the sub-welding step of step S6 and the main welding step of step S7 in the welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention will be described.

본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140,150)의 용접방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 단자 플레이트(145,155)와 상기 단자 플레이트(145,155)에 용접 결합되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 전극단자(141,151)를 용접 결합하는 방법으로서, 상기 단자 플레이트(145,155)와 전극단자(141,151)의 용접부(W1)를 제1 입열량으로 용접하는 서브 용접 단계(S6)와, 상기 서브 용접 단계에서 용접이 이루어진 용접부(W1)와 범위가 적어도 일부 중첩되도록 상기 서브 용접 단계에서의 제1 입열량보다 높은 제2 입열량으로 용접하여 용접부(W2)를 형성하는 메인 용접 단계(S7)를 포함한다. The welding method of the secondary battery cap plate assemblies 140 and 150 of the present invention includes terminal plates 145 and 155 made of aluminum or aluminum alloy and electrode terminals 141 and 151 made of aluminum or aluminum alloy that are welded to the terminal plates 145 and 155. As a welding method, a sub-welding step (S6) of welding the welded portion (W1) of the terminal plate (145, 155) and the electrode terminal (141, 151) with a first heat input amount, and the welded portion (W1) welded in the sub-welding step. ) and a main welding step (S7) of forming the welded part W2 by welding with a second heat input higher than the first heat input in the sub-welding step so that the range overlaps at least partially.

여기서, 입열량이란 용접 시 용접부에 공급되는 열량을 의미하며, 입열량이 높을수록 용접되는 깊이인 용접 심도가 깊어지게 된다.Here, the heat input means the amount of heat supplied to the welding portion during welding, and the higher the heat input, the deeper the welding depth.

상기 제1 입열량과 상기 제2 입열량은, 레이저 빔(210)이 조사되는 초점거리, 출력, 용접 속도 중 적어도 하나 이상에 의해 결정될 수 있다.The first amount of heat input and the second amount of heat input may be determined by at least one of a focal length of the laser beam 210, an output power, and a welding speed.

도 5는 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 서브 용접이 이루어지는 상태를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 메인 용접이 이루어지는 상태를 나타낸 것이다.5 shows a state in which sub-welding is performed in the welding method of a secondary battery cap plate assembly according to the present invention, and FIG. 6 shows a state in which main welding is performed in the welding method for a secondary battery cap plate assembly according to the present invention.

본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법은, 1차 서브 용접과 2차 메인 용접을 순차로 수행하는 이중의 용접 단계로 이루어지며, 레이저 용접에 의해 수행된다. 상기 서브 용접은 적절한 입열량을 가하여 용접표면부를 용융시켜 용접부 표면막을 제거함으로써 메인 용접을 수행하기 전에 용접표면부의 컨디션을 좋게 만들기 위한 단계이고, 상기 메인 용접은 서브 용접을 거친 용접부를 2차로 용접하여 최종 용접품질의 안정성을 확보하기 위한 단계이다.The welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention includes a double welding step of sequentially performing a first sub welding and a second main welding, and is performed by laser welding. The sub-welding is a step for improving the condition of the welding surface before performing the main welding by melting the welding surface by applying an appropriate amount of heat input to remove the surface film of the welding part, and the main welding is performed by secondarily welding the welded part that has passed through the sub-welding This step is to secure the stability of the final welding quality.

레이저 용접을 위한 레이저 용접장치(200)는 레이저 빔(210)이 조사되는 초점거리, 출력, 용접 속도의 설정이 가능하며, 상하 방향으로 승강되는 높이를 조정함으로써 용접부(W;W1,W2)에 조사되는 레이저 빔(210)의 초점 조절이 가능하도록 구성되어 있다. The laser welding device 200 for laser welding is capable of setting the focal length, output, and welding speed at which the laser beam 210 is irradiated, and by adjusting the height raised and lowered in the vertical direction, the welding parts (W; W1, W2) It is configured to be able to adjust the focus of the irradiated laser beam 210.

도 5를 참조하면, 레이저 빔(210)이 한 지점에 수렴되는 초점(212)을 기준으로 할 때, 레이저 용접장치(200)로부터 상기 초점(212)까지 사이 영역의 레이저 빔은 입열량이 상대적으로 높은 네거티브 디포커싱 레이저 빔(211)이고, 상기 초점(212)을 지난 그 아래 영역의 레이저 빔은 입열량이 상대적으로 낮은 포지티브 디포커싱 레이저 빔(213)이다.Referring to FIG. 5, based on the focal point 212 where the laser beam 210 converges on a point, the laser beam in the region between the laser welding apparatus 200 and the focal point 212 has a relative heat input amount. is a high negative defocusing laser beam 211, and a laser beam in an area below the focal point 212 is a positive defocusing laser beam 213 having a relatively low heat input.

도 5에 도시된 서브 용접 단계에서는 레이저 용접장치(200)가 기준높이보다 상승 이동된 상태로 위치하고, 단자 플레이트(145,155)와 전극단자(141,151)의 경계부에는 입열량이 상대적으로 낮은 제1 입열량을 갖는 포지티브 디포커싱 레이저 빔(213)이 원주방향을 따라 이동하며 조사되어 서브 용접부(W1)를 형성하게 된다. 여기서 상기 기준높이는 레이저 빔(210)의 초점(212)과 용접부가 동일 높이 선상에 위치할 때의 레이저 용접장치(200)의 높이로 정의될 수 있다.In the sub-welding step shown in FIG. 5, the laser welding device 200 is positioned in a state of being moved upward from the reference height, and a relatively low first heat input amount is generated at the boundary between the terminal plates 145 and 155 and the electrode terminals 141 and 151. The positive defocusing laser beam 213 having is irradiated while moving in the circumferential direction to form the sub-weld portion W1. Here, the reference height may be defined as the height of the laser welding device 200 when the focal point 212 of the laser beam 210 and the welding part are positioned on the same height line.

도 6에 도시된 메인 용접 단계에서는 레이저 용접장치(200)가 기준높이보다 하강 이동된 상태로 위치하고, 단자 플레이트(145,155)와 전극단자(141,151)의 경계부에는 입열량이 제1 입열량보다 상대적으로 높은 제2 입열량을 갖는 네거티브 디포커싱 레이저 빔(211)이 원주방향을 따라 이동하며 조사되어 메인 용접부(W2)를 형성하게 된다. In the main welding step shown in FIG. 6, the laser welding device 200 is positioned in a state of being moved downward from the reference height, and the heat input amount is relatively higher than the first heat input amount at the boundary between the terminal plates 145 and 155 and the electrode terminals 141 and 151. The negative defocusing laser beam 211 having a high second heat input is irradiated while moving in the circumferential direction to form the main welding portion W2.

상기 용접부(W;W1,W2)는 용접이 진행되는 방향인 길이방향의 폭과 상기 길이방향에 수직인 깊이를 갖고, 상기 메인 용접 단계에서의 용접부(W2)의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부(W1)의 폭 범위 이내이며, 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 깊이는 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이 범위 이내로 설정된다. 이 경우 상기 메인 용접 단계에서의 용접부(W2)의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부(W1)의 폭의 70% ~ 80% 범위로 설정될 수 있다.The welding parts (W; W1, W2) have a width in a longitudinal direction, which is a direction in which welding is performed, and a depth perpendicular to the longitudinal direction, and the width of the welding part (W2) in the main welding step is the width in the sub-welding step. It is within the width range of the welded portion W1, and the depth of the welded portion in the sub-welding step is set within the depth range of the welded portion in the main welding step. In this case, the width of the welded portion W2 in the main welding step may be set within a range of 70% to 80% of the width of the welded portion W1 in the sub-welding step.

상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔(210)의 출력은, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔(210)의 출력에 비하여 상대적으로 낮은 출력으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔(210)의 용접 속도는, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔(210)의 용접 속도에 비하여 상대적으로 빠른 속도로 설정될 수 있다.The output of the laser beam 210 in the sub-welding step may be set to a relatively low output compared to the output of the laser beam 210 in the main welding step. In addition, the welding speed of the laser beam 210 in the sub-welding step may be set to a relatively high speed compared to the welding speed of the laser beam 210 in the main welding step.

이와 같이 1차 서브 용접 단계에서는 레이저 빔(210)이 상대적으로 낮은 출력과 빠른 속도로 용접이 진행되고, 2차 메인 용접 단계에서는 상대적으로 높은 출력과 느린 속도로 용접이 진행된다. As such, in the first sub-welding step, the laser beam 210 performs welding at a relatively low power and high speed, and in the second main welding step, welding is performed at a relatively high power and low speed.

이에 따라 메인 용접을 거친 용접부(W2)의 심도를 100%라 할 때, 서브 용접을 거친 용접부(W1)는 40% ~ 60%의 심도를 갖도록 형성된다. 또한, 서브 용접을 거친 용접부(W1)의 비드(용착금속) 크기를 100%라 할 때, 메인 용접을 거친 용접부(W2)의 비드 크기는 60% ~ 80%로 상대적으로 작게 형성된다.Accordingly, when the depth of the weld W2 through the main welding is 100%, the depth of the weld W1 through the sub welding is formed to have a depth of 40% to 60%. In addition, when the size of the bead (deposited metal) of the weld W1 through the sub welding is 100%, the size of the bead of the weld W2 through the main welding is relatively small at 60% to 80%.

이와 같이 메인 용접 단계에 선행하여 서브 용접 단계를 수행함으로써, 종래 레이저 용접 시 알루미늄 소재에 대한 입열량 과다로 인해 홀(Hole)이 형성되는 용접 불량의 발생 문제를 해결할 수 있어 용접품질을 향상시킬 수 있다.In this way, by performing the sub-welding step prior to the main welding step, it is possible to solve the problem of welding defects in which holes are formed due to excessive heat input to the aluminum material during conventional laser welding, thereby improving the welding quality. there is.

도 7은 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에서 서브 용접의 용접 방향과 메인 용접의 용접 방향이 반대방향으로 이루어지는 상태를 나타낸 것이다. 7 illustrates a state in which the welding direction of the sub welding and the welding direction of the main welding are made in opposite directions in the welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention.

일 실시예로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 서브 용접 단계에서의 용접 방향은 반시계방향을 따르는 원주방향으로 수행되고, 상기 메인 용접 단계에서의 용접 방향은 시계방향을 따르는 원주방향으로 수행될 수 있다. 다만, 이와 반대로 상기 서브 용접 단계에서는 시계방향을 따르는 원주방향으로 수행되고, 상기 메인 용접 단계에서는 반시계방향을 따르는 원주방향으로 수행되도록 구성할 수도 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 7, the welding direction in the sub-welding step is performed in a circumferential direction along a counterclockwise direction, and the welding direction in the main welding step is performed in a circumferential direction along a clockwise direction. can However, on the contrary, the sub welding step may be performed in a circumferential direction along a clockwise direction, and the main welding step may be performed in a circumferential direction along a counterclockwise direction.

이와 같이 서브 용접 단계에서의 용접 방향과 메인 용접 단계에서의 용접 방향이 서로 반대방향이 되도록 함으로써, 1차 서브 용접 단계에서 일방향의 원주방향을 따라 용융되며 이동되는 용융 풀이 이동방향을 따라 점차 누적되어 용접부 표면이 불균일하게 형성되더라도, 서브 용접 단계 후에 2차 메인 용접 단계에서 반대방향의 원주방향을 따라 용접을 수행함으로써 용접면의 불균일도를 균일한 상태로 보정할 수 있어, 최종 용접품질의 안정성을 확보할 수 있다.In this way, by making the welding direction in the sub-welding step and the welding direction in the main welding step opposite to each other, the molten pool that is melted and moved along the circumferential direction in one direction in the first sub-welding step is gradually accumulated along the moving direction. Even if the surface of the welded part is non-uniform, it is possible to correct the non-uniformity of the welded surface to a uniform state by performing welding along the circumferential direction in the opposite direction in the secondary main welding step after the sub-welding step, thereby improving the stability of the final welding quality. can be secured

한편, 상기 메인 용접 단계는 상기 서브 용접 단계에 의해 상기 용접부(W1)에서 생성되는 용융 풀이 응고되기 전에 수행된다. 용접재료의 특성상 불순물이 용융 풀에 침투하는 것을 방지하고, 급냉에 의한 변형 및 크랙 발생을 방지하기 위해서는 서브 용접을 거친 후에 가능한 빠른 시간 내에 메인 용접을 수행함이 바람직하다. 이 경우 서브 용접 후에 생성되는 용융 풀이 응고되기 전에 발생하는 가스가 메인 용접 과정에서 외부로 방출되도록 할 수 있어 가스가 잔존하는 경우에 초래될 수 있는 용접 불량의 발생을 억제하여 용접부의 가공성을 개선할 수 있다.Meanwhile, the main welding step is performed before the molten pool generated at the weld portion W1 by the sub welding step is solidified. Due to the nature of the welding material, it is preferable to perform main welding as soon as possible after sub-welding in order to prevent impurities from penetrating into the molten pool and to prevent deformation and crack generation due to rapid cooling. In this case, the gas generated before the molten pool generated after sub-welding is solidified can be discharged to the outside during the main welding process, thereby suppressing the occurrence of welding defects that may be caused when the gas remains to improve the workability of the welded part. can

또한, 이와 같이 서브 용접 후에 메인 용접을 수행하는 이중의 용접 방법에 의하면, 용접부에 투입되는 입열량을 제어함으로써 레이저 용접 과정에서 형성되는 비드의 형태를 균형있게 형성되도록 할 수 있다.In addition, according to the dual welding method in which main welding is performed after sub welding, the shape of the bead formed in the laser welding process can be formed in a balanced manner by controlling the amount of heat input to the welding part.

한편, 본 발명의 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법은, 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계, 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계, 상기 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계, 및 상기 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the welding method of the secondary battery cap plate assembly of the present invention, the step of performing the sub-welding at the first secondary battery cap plate assembly 140 and the step of performing the sub-welding at the second secondary battery cap plate assembly 150 , the step of performing the main welding on the first secondary battery cap plate assembly 140 , and the step of performing the main welding on the second secondary battery cap plate assembly 150 .

이와 같은 용접방법에 의하면, 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)와 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)에서 서브 용접을 수행한 후에, 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)와 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)에서 메인 용접을 수행함으로써, 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(140)에서 서브 용접과 메인 용접을 수행한 후에, 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리(150)에서 서브 용접과 메인 용접을 수행하는 경우와 비교하여, 용접 공정을 보다 간소화 하고 공정 시간을 단축할 수 있다.According to such a welding method, after sub-welding is performed on the first secondary battery cap plate assembly 140 and the second secondary battery cap plate assembly 150, the first secondary battery cap plate assembly 140 and the second secondary battery By performing main welding on the battery cap plate assembly 150, after performing sub-welding and main welding on the first secondary battery cap plate assembly 140, sub-welding and main welding on the second secondary battery cap plate assembly 150 Compared to the case of performing welding, it is possible to further simplify the welding process and shorten the process time.

상기와 같이 본 발명의 구성에 의하면, 용접 공정 중 레이저 빔의 초점 변화를 통하여 용접부 표면에 적절한 입열량을 가해주어 용접 불량의 발생을 저감시키고, 우수한 용접품질을 확보할 수 있으며, 용접 조건의 경우의 수가 증가하여 여러 용접 조건의 최적화 된 조합이 가능해짐으로써 용접 불량의 발생 시 조치할 수 있는 수정방안의 경우의 수를 증가시킬 수 있다. As described above, according to the configuration of the present invention, it is possible to reduce the occurrence of welding defects and secure excellent welding quality by applying an appropriate amount of heat input to the surface of the welded portion through a change in focus of the laser beam during the welding process. In the case of welding conditions By increasing the number of welding conditions, it is possible to optimize the combination of various welding conditions, thereby increasing the number of cases of corrective measures that can be taken in case of welding defects.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.As described above, the present invention has been described in detail with preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible to carry out by doing, and this also belongs to the present invention.

100 : 이차전지 110 : 케이스
111 : 제1 리테이너 120 : 전극 조립체
121 : 제1 전극판 122 : 제2 전극판
123 : 세퍼레이터 130 : 집전체
131 : 제1 집전체 132 : 제2 집전체
140 : 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리
141 : 제1 전극단자 141a : 몸체부
141b : 플랜지부 141c,141d : 리벳부
142 : 절연부재 143 : 가스켓
144 : 제1 누설전류 차단 플레이트 145 : 제1 단자 플레이트
150 : 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리
151 : 제2 전극단자 151a : 몸체부
151b : 플랜지부 151c,151d : 리벳부
152 : 절연부재 153 : 가스켓
154 : 제2 누설전류 차단 플레이트 155 : 제2 단자 플레이트
160 : 캡 플레이트 161 : 벤트
162 : 전해액 주입구 170 : 제2 리테이너
W : 용접부 W1 : 서브 용접부
W2 : 메인 용접부 200 : 레이저 용접장치
210 : 레이저 빔 211 : 네거티브 디포커싱 레이저 빔
212 : 초점 213 : 포지티브 디포커싱 레이저 빔100: secondary battery 110: case
111: first retainer 120: electrode assembly
121: first electrode plate 122: second electrode plate
123: separator 130: current collector
131: first collector 132: second collector
140: first secondary battery cap plate assembly
141: first electrode terminal 141a: body portion
141b: flange part 141c, 141d: rivet part
142: insulating member 143: gasket
144: first leakage current blocking plate 145: first terminal plate
150: second secondary battery cap plate assembly
151: second electrode terminal 151a: body
151b: flange part 151c, 151d: rivet part
152: insulating member 153: gasket
154: second leakage current blocking plate 155: second terminal plate
160: cap plate 161: vent
162: electrolyte injection port 170: second retainer
W: welding part W1: sub-welding part
W2: main welding part 200: laser welding device
210: laser beam 211: negative defocusing laser beam
212 focus 213 positive defocusing laser beam

Claims (11)

알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 단자 플레이트와 상기 단자 플레이트에 용접 결합되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 전극단자를 용접 결합하는 이차전지의 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법에 있어서,
a) 상기 단자 플레이트와 상기 전극단자의 용접부를 제1 입열량으로 1차 레이저 용접하는 서브 용접 단계;
b) 상기 서브 용접 단계에서 1차로 용접이 이루어진 용접부의 범위에서 2차로 중첩 용접되며 상기 제1 입열량보다 높은 제2 입열량으로 2차 레이저 용접하는 메인 용접 단계;
를 포함하며,
상기 서브 용접 단계에서의 용접 방향은 일방향의 원주방향을 따르고;
상기 메인 용접 단계에서의 용접 방향은 상기 일방향의 반대방향의 원주방향을 따르며;
상기 메인 용접 단계는 상기 서브 용접 단계로 인해 상기 용접부에서 생성되는 용융 풀이 응고되기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.A welding method of a cap plate assembly of a secondary battery in which a terminal plate made of aluminum or aluminum alloy and an electrode terminal made of aluminum or aluminum alloy are welded to the terminal plate, the method comprising:
a) a sub-welding step of primary laser welding the welded portion of the terminal plate and the electrode terminal with a first heat input;
b) a main welding step of performing secondary laser welding with a second heat input higher than the first heat input by performing second overlapping welding in the range of the welded part firstly welded in the sub-welding step;
Including,
The welding direction in the sub-welding step follows one circumferential direction;
The welding direction in the main welding step is along the circumferential direction opposite to the one direction;
The welding method of a secondary battery cap plate assembly, characterized in that the main welding step is performed before the molten pool generated at the welding part due to the sub-welding step is solidified. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 입열량과 상기 제2 입열량은, 레이저 빔이 조사되는 초점거리, 출력, 용접 속도 중 적어도 하나 이상에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
The welding method of a secondary battery cap plate assembly, characterized in that the first amount of heat input and the second amount of heat input are determined by at least one of a focal length at which the laser beam is irradiated, an output power, and a welding speed. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 용접부는 용접이 진행되는 방향인 길이방향의 폭과 상기 길이방향에 수직인 깊이를 갖고,
상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 폭 범위 이내이며,
상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 깊이는 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이 범위 이내인 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
The welding portion has a width in the longitudinal direction, which is a direction in which welding is performed, and a depth perpendicular to the longitudinal direction,
The width of the welded part in the main welding step is within the width range of the welded part in the sub-welding step,
The welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the depth of the weld in the sub-welding step is within the depth range of the weld in the main welding step. 제5항에 있어서,
상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 폭은 상기 서브 용접 단계에서의 용접부의 폭의 70% ~ 80% 범위인 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 5,
The welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the width of the welded portion in the main welding step is in the range of 70% to 80% of the width of the welded portion in the sub-welding step. 제1항에 있어서,
상기 서브 용접 단계에서는 레이저 빔이 조사되는 초점거리는 포지티브 디포커싱 상태로 용접이 이루어지고,
상기 메인 용접 단계에서는 레이저 빔이 조사되는 초점거리는 네거티브 디포커싱 상태로 용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
In the sub-welding step, the focal length at which the laser beam is irradiated is welded in a positive defocusing state,
In the main welding step, the welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the welding is performed in a negative defocusing state for the focal length to which the laser beam is irradiated. 제1항에 있어서,
상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔의 출력은, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔의 출력에 비하여 상대적으로 낮은 출력으로 설정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
The welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the output of the laser beam in the sub-welding step is set to a relatively low output compared to the output of the laser beam in the main welding step. 제1항에 있어서,
상기 서브 용접 단계에서의 레이저 빔의 용접 속도는, 상기 메인 용접 단계에서의 레이저 빔의 용접 속도에 비하여 상대적으로 빠른 속도로 설정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
The welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the welding speed of the laser beam in the sub-welding step is set to a relatively high speed compared to the welding speed of the laser beam in the main welding step. 제5항에 있어서,
상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이는 상기 메인 용접 단계에서의 용접부의 깊이의 40% ~ 50%의 범위인 것을 특징으로 하는 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 5,
The welding method of the secondary battery cap plate assembly, characterized in that the depth of the weld in the main welding step ranges from 40% to 50% of the depth of the weld in the main welding step. 제1항에 있어서,
제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계;
제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 서브 용접이 이루어지는 단계;
상기 제1 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계; 및
상기 제2 이차전지 캡 플레이트 어셈블리에서 상기 메인 용접이 이루어지는 단계;
로 이루어진 이차전지 캡 플레이트 어셈블리의 용접방법.According to claim 1,
performing the sub-welding in a first secondary battery cap plate assembly;
performing the sub-welding on a second secondary battery cap plate assembly;
performing the main welding on the first secondary battery cap plate assembly; and
performing the main welding on the second secondary battery cap plate assembly;
Welding method of a secondary battery cap plate assembly made of.
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