KR20150043900A - 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150043900A
KR20150043900A KR20130122889A KR20130122889A KR20150043900A KR 20150043900 A KR20150043900 A KR 20150043900A KR 20130122889 A KR20130122889 A KR 20130122889A KR 20130122889 A KR20130122889 A KR 20130122889A KR 20150043900 A KR20150043900 A KR 20150043900A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
lead
battery case
electrode lead
contact
Prior art date
Application number
KR20130122889A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101753938B1 (ko
Inventor
반진호
박지원
고명훈
나승호
정아름
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130122889A priority Critical patent/KR101753938B1/ko
Publication of KR20150043900A publication Critical patent/KR20150043900A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101753938B1 publication Critical patent/KR101753938B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 전지 케이스; 상기 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성되는 전극 탭; 상기 전극 탭과 전기적으로 연결되도록 접합되되, 일부가 상기 전지 케이스의 외부로 드러나도록 형성됨에 의해 일 영역이 상기 전지 케이스와 접촉되는 전극 리드; 및 상기 전지 케이스와 상기 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 상기 전극 리드의 양면에 구비되는 리드 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전지 케이스와 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 전극 리드와 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 전극 리드의 양면에 리드 필름을 구비함으로써, 한 번의 작업으로 상기 접촉 영역 및 접합 영역의 전기 절연성을 확보할 수 있어 작업 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법 {SECONDARY BATTERY WITH IMPROVED ELECTRIC INSULATION AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}
본 발명은 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전지 케이스와 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 전극 리드와 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 전극 리드의 양면에 리드 필름을 구비함으로써, 한 번의 작업으로 상기 접촉 영역 및 접합 영역의 전기 절연성을 확보할 수 있어 작업 공정을 단순화할 수 있는 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
상기한 리튬 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 작고 제조가 용이한 리튬 이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 리튬 이온 폴리머 전지는 전극(양극 및 음극)과 분리막을 열 융착시킨 전극 조립체에 전해액을 함침시킨 구조로서, 주로 스택형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 밀봉한 형탤 많이 사용되고 있다. 따라서 리튬 이온 폴리머 전지를 종종 파우치형 전지로 칭하기도 한다.
도 1에는 전극 조립체를 포함하고 있는 대표적인 리튬 이온 폴리머 전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 리튬 이온 폴리머 전지는 파우치형 전지 케이스(10) 내부에 양극판, 음극판 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극 조립체(20)가 내장되어 있고, 전극 조립체(20)의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 양극 및 음극의 전극 탭(21, 22)이 양극 및 음극의 전극 리드(31, 32)에 각각 용접되어 전지 케이스(10)의 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전지 케이스(10)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 되어 있으며, 전극 조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부를 포함하는 케이스 본체와 상기 케이스 본체에 일측이 연결되어 있는 덮개로 이루어져 있다.
그리고 리튬 이온 폴리머 전지에 사용되는 전극 조립체(20)는 스택형 구조 이외에 젤리롤형 구조도 가능하다. 스택형 전극 조립체(20)는 다수의 양극 탭(21)과 음극 탭(22)이 전극 리드(31, 32)에 용접되어 있고, 전극 리드(31, 32)와 전지 케이스(10)의 접촉 영역(A)에는 전지 케이스(10)와의 전기적 절연성과 밀봉성을 확보하기 위하여 리드 필름(40)이 부착된다.
이러한 리튬 이온 폴리머 전지는 고온에 노출되거나, 과충전, 외부단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush), 낙하 등에 의해 단락이 유발되어 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발화, 폭발의 위험성이 있다. 전지의 온도가 상승하면 전해액과 전극 사이의 반응이 촉진된다. 그 결과, 반응열이 발생하여 전지의 온도는 추가적으로 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 따라서 전지의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응 가속화시키게 된다. 이러한 악순환에 의해, 전지의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어나게 되고 온도가 일정 이상까지 상승하면 전지의 발화가 일어날 수 있다. 또한, 전해액과 전극 사이의 반응 결과, 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되며, 일정 압력 이상이 되면 전지는 폭발하게 된다. 이와 같은 발화 및 폭발의 위험성은 리튬 이온 폴리머 전지가 가지고 있는 가장 치명적인 단점이라 할 수 있다.
특히, 리튬 이온 폴리머 전지는 전지 케이스(10)가 강도가 약한 연포장재로 되어 있으므로 인해 낙하, 외부 충격 등에 의해 쉽게 변형된다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(20)의 상단에 위치된 전지 케이스(10)의 내부에는 전극 탭(21, 22)들이 용접에 의해 전극 리드(31, 32)에 연결되기 위한 공간이 존재하는데, 낙하 등에 의해 전지의 상단 방향으로부터 충격이 가해지는 경우, 전극 조립체(20)가 상단 공간으로 이동하면서 전극 탭(21, 22)과 전극 리드(31, 32)가 접합되는 접합 영역(B)이 전극 조립체(20)의 최외곽 전극 또는 전극 조립체(20) 상단에 접촉되면서 내부 단락이 유발될 수 있다. 전지의 낙하는 전지의 사용 중에 자주 발생하는 현상이므로, 보다 효율적인 방법으로 전지의 안전성을 담보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
상기 문제점을 해결하기 위해 종래에는, 도 2에 도시된 것처럼, 전극 탭(21, 22)과 전극 리드(31, 32)가 접합되는 접합 영역(B)에 점착 필름(50)을 부착하여 전극 조립체(20)의 이동으로 인한 내부 단락을 방지하였다.
그러나 상기한 종래의 방식은 전극 리드(31, 32)에 리드 필름(40)을 부착하는 작업을 한 후, 전극 탭(21, 22)과 전극 리드(31, 32)가 접합되는 접합 영역(B)에 점착 필름(50)을 부착하는 작업을 별도로 진행해야함으로 작업 공정이 복잡하고 번거로운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전지 케이스와 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 전극 리드와 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 전극 리드의 양면에 리드 필름을 구비함으로써, 한 번의 작업으로 상기 접촉 영역 및 접합 영역의 전기 절연성을 확보할 수 있어 작업 공정을 단순화할 수 있는 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 전지 케이스; 상기 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성되는 전극 탭; 상기 전극 탭과 전기적으로 연결되도록 접합되되, 일부가 상기 전지 케이스의 외부로 드러나도록 형성됨에 의해 일 영역이 상기 전지 케이스와 접촉되는 전극 리드; 및 상기 전지 케이스와 상기 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 상기 전극 리드의 양면에 구비되는 리드 필름에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 각 리드 필름은 일측이 상기 전극 리드의 상기 접촉 영역에 접착되고, 타측은 상기 전극 리드에 미 접착된 상태로 연장되어 상기 전극 리드의 상기 접합 영역을 덮어주도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 리드 필름은 상기 전극 리드의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체는 다수의 양극판과 음극판을 분리막이 개재된 상태로 적층한 스택형 전극 조립체이고, 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역은 다수의 전극 탭들을 극성별로 하나의 전극 리드에 용접하여 접합시킨 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체는 바이셀 또는 풀셀 구조의 단위 셀들이 분리 필름에 의해 권취되어 있는 스택/폴딩형 전극 조립체이고, 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역은 단위 셀들의 다수의 전극 탭들을 극성별로 하나의 전극 리드에 용접하여 접합시킨 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법은 (a) 초음파 용접기의 혼(horn)과 엔빌(anvil)의 사이로 상기 전극 조립체의 전극 탭을 삽입하는 단계; (b) 상기 초음파 용접기의 혼(horn)과 엔빌(anvil)의 사이로 상기 전극 리드를 삽입하되, 상기 초음파 용접기 입구 인근에 형성된 가이드 부재와의 접촉에 의해 상기 리드 필름이 상기 전극 리드와 이격되어 상기 전극 리드의 상기 접합 영역만을 상기 초음파 용접기로 삽입하는 단계; (c) 상기 초음파 용접기로 삽입된 상기 전극 탭과 전극 리드를 접합하는 단계; (d) 상기 전극 리드의 상기 접합 영역을 상기 리드 필름에 의해 덮어주는 단계; 및 (e) 상기 전극 리드가 접합된 상기 전극 조립체를 상기 전지 케이스에 내장하여 밀봉하되, 상기 리드 필름이 상기 접촉 영역에서 상기 전지 케이스와 접촉되도록 밀봉하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 부재는 쌍으로 마련되어 상기 초음파 용접기의 입구에 이격된 상태로 배치되되, 상기 가이드 부재의 이격 거리는 전극 리드의 두께에 대응되는 거리로 이격되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 가이드 부재는 상기 리드 필름의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 리드 필름과 접촉되는 상기 가이드 부재의 접촉 면은 곡면으로 형성될 수 있다.
이에 의해, 전지 케이스와 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 전극 리드와 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 전극 리드의 양면에 리드 필름을 구비함으로써, 한 번의 작업으로 상기 접촉 영역 및 접합 영역의 전기 절연성을 확보할 수 있어 작업 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 2는 종래 리튬 이온 폴리머 전지의 일반적인 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지의 전극 리드 및 리드 필름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지의의 전극 리드 및 전극 탭이 접합된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지의 전극 리드 및 전극 탭이 접합되는 것을 보여주는 작동도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법에 대한 흐름도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법에 관하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도시된 전기 절연성이 향상된 이차전지는 전지 케이스(100), 전지 케이스(100)에 내장되는 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)로부터 돌출되도록 형성되는 전극 탭(210, 220), 전극 탭(210, 220)과 전기적으로 연결되도록 접합되어 일부가 전지 케이스(100)의 외부로 드러나도록 형성되는 전극 리드(310, 320) 및 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역(C)에서 전극 리드(310, 320)와 전극 탭(210, 220)이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 전극 리드(310, 320)의 양면에 구비되는 리드 필름(330)을 포함한다.
먼저, 전지 케이스(100)는 전극 조립체(200)가 내장될 수 있는 오목한 형상의 수납부를 포함하는 케이스 본체와, 상기 케이스 본체에 일체로 연결되어 있는 커버로 이루어진다. 상기 전지 케이스(100)는 이차전지의 외형을 이루는 것으로 상기 수납부에 전극 조립체(200)를 내장하고 전해액을 주입한 후, 상기 케이스 본체와 커버를 상호 접합하여 밀봉하게 된다.
그리고, 전극 조립체(200)는 분리막이 개재된 상태에서 양극판과 음극판이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(210, 220)은 전극 조립체(200)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드(310, 320)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(210, 220)과 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며 전지 케이스(100)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 상기한 전극 리드(310, 320)의 양면에는 전지 케이스(100)와의 밀봉도를 높이고, 이와 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 리드 필름(330)이 부착되어 있다.
상기한 리드 필름(330)은 전극 리드(310, 320)의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성되는 필름으로서, 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역(C)에서부터 전극 리드(310, 320)와 전극 탭(210, 220)이 접합되는 접합 영역(D)까지 연장되도록 전극 리드(310, 320)의 양면에 구비된다.
이때, 리드 필름(330)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역(C)에서는 전극 리드(310, 320)에 접착되어 있고, 전극 리드(310, 320)와 전극 탭(210, 220)이 접합되는 접합 영역(D)에서는 전극 리드(310, 320)와 미접착되어 있다. 상기와 같이 리드 필름(330)이 상기 접촉 영역(C)에서는 전극 리드(310, 320)에 접착되어 있고, 상기 접합 영역(D)에서는 전극 리드(310, 320)에 미접착되어 있으므로, 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)를 용접하여 접합한 후, 상기 접합 영역(D)을 도 5와 같이 덮어줄 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 하나의 리드 필름(330)에 의해 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역(C)과, 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)가 접합되는 접합 영역(D) 모두의 전기 절연성을 확보할 수 있게 되는 것이다. 이에 따라, 전기 절연성을 확보하기 위한 공정이 단축되어 이차전지의 생산성이 향상될 수 있다.
이하에서는, 도 6 내지 8을 참조하여, 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 초음파 용접기(500)의 혼(510)과 엔빌(520)의 사이로 전극 탭(210, 220)을 삽입하는 단계(S1)를 수행한다.
상기 단계(S1)와 동시에 초음파 용접기(500)의 입구 인근에 형성된 가이드 부재(530)의 사이로 전극 리드(310, 320)를 삽입하여 전극 리드(310, 320)와 미접착된 리드 필름(330)을 전극 리드(310, 320)와 이격시키는 단계(S2)를 수행한다. (도 7 참조)
상기와 같이 전극 리드(310, 320)와 리드 필름(330)을 이격시키는 가이드 부재(530)는 쌍으로 마련되어 초음파 용접기(500)의 입구에 이격된 상태로 배치되는데, 가이드 부재(530)의 이격 거리(L)는 전극 리드(310, 320)의 두께에 대응되는 거리를 갖도록 이격된다. 즉, 전극 리드(310, 320)가 가이드 부재(530)의 사이로 삽입되면, 리드 필름(330)은 가이드 부재(530)와 접촉됨에 의해 가이드 부재(500)의 곡면(531)을 따라 이동되며 전극 리드(310, 320)와 이격된다. 따라서, 초음파 용접기(500)의 혼(510)과 엔빌(520)의 사이로는 전극 리드(310, 320)만이 삽입되게 된다. 이때, 가이드 부재(530)는 리드 필름(330)의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성되어 리드 필름(330)이 전극 리드(310, 320)에서 용이하게 이격되도록 한다.
한편, 상기 단계(S2)가 완료되면, 초음파 용접기(500)에 의해 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)를 상호 용접하여 접합시키게 된다.
상기와 같이 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)가 서로 접합되면, 전극 리드(310, 320)가 접합된 전극 조립체(200)를 초음파 용접기(500)에서 빼낸 후, 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)가 접합된 영역을 이격되었던 리드 필름(330)으로 덮어주는 단계(S5)를 수행한다.
상기 단계(S5)가 종료되면, 전극 리드(310, 320)가 접합된 전극 조립체(200)를 전지 케이스(100)의 내부에 내장하고, 전해액을 전지 케이스(100)의 내부에 주입한 후, 전지 케이스(100)를 밀봉하여 이차전지를 제조하게 된다. 이때, 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역 및 전극 탭(210, 220)과 전극 리드(310, 320)가 접합되는 접합 영역에 리드 필름(330)이 부착되어 있어 이차전지의 밀봉성 및 전기 절연성을 향상시키게 된다.
상술한 바와 같이 구성되어 제조되는 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지는 전지 케이스(100)와 전극 리드(310, 320)가 접촉되는 접촉 영역(C)에서부터 전극 리드(310, 320)와 전극 탭(210, 220)이 접합되는 접합 영역(D)까지 연장되도록 전극 리드(310, 320)의 양면에 리드 필름(330)을 구비함으로써, 한 번의 작업으로 상기 접촉 영역(C) 및 접합 영역(D)의 전기 절연성을 확보할 수 있어 작업 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 따른 전기 절연성이 향상된 이차전지 및 이의 제조방법에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 전지 케이스 20 : 전극 조립체
21, 22 : 전극 탭 31, 32 : 전극 리드
40 : 리드 필름 50 : 점착 필름
100 : 전지 케이스 200 : 전극 조립체
210, 220 : 전극 탭 310, 320 : 전극 리드
330 : 리드 필름 500 : 초음파 용접기
510 : 혼 520 : 엔빌
530 : 가이드 부재

Claims (9)

  1. 전지 케이스;
    상기 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성되는 전극 탭;
    상기 전극 탭과 전기적으로 연결되도록 접합되되, 일부가 상기 전지 케이스의 외부로 드러나도록 형성됨에 의해 일 영역이 상기 전지 케이스와 접촉되는 전극 리드; 및
    상기 전지 케이스와 상기 전극 리드가 접촉되는 접촉 영역에서부터 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역까지 연장되도록 상기 전극 리드의 양면에 구비되는 리드 필름을 포함하는 전기 절연성이 향상된 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 리드 필름은,
    일측이 상기 전극 리드의 상기 접촉 영역에 접착되고, 타측은 상기 전극 리드에 미 접착된 상태로 연장되어 상기 전극 리드의 상기 접합 영역을 덮어주도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리드 필름은 상기 전극 리드의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 다수의 양극판과 음극판을 분리막이 개재된 상태로 적층한 스택형 전극 조립체이고, 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역은 다수의 전극 탭들을 극성별로 하나의 전극 리드에 용접하여 접합시킨 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 바이셀 또는 풀셀 구조의 단위 셀들이 분리 필름에 의해 권취되어 있는 스택/폴딩형 전극 조립체이고, 상기 전극 리드와 상기 전극 탭이 접합되는 접합 영역은 단위 셀들의 다수의 전극 탭들을 극성별로 하나의 전극 리드에 용접하여 접합시킨 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법에 있어서,
    (a) 초음파 용접기의 혼(horn)과 엔빌(anvil)의 사이로 상기 전극 조립체의 전극 탭을 삽입하는 단계;
    (b) 상기 초음파 용접기의 혼(horn)과 엔빌(anvil)의 사이로 상기 전극 리드를 삽입하되, 상기 초음파 용접기 입구 인근에 형성된 가이드 부재와의 접촉에 의해 상기 리드 필름이 상기 전극 리드와 이격되어 상기 전극 리드의 상기 접합 영역만을 상기 초음파 용접기로 삽입하는 단계;
    (c) 상기 초음파 용접기로 삽입된 상기 전극 탭과 전극 리드를 접합하는 단계;
    (d) 상기 전극 리드의 상기 접합 영역을 상기 리드 필름에 의해 덮어주는 단계; 및
    (e) 상기 전극 리드가 접합된 상기 전극 조립체를 상기 전지 케이스에 내장하여 밀봉하되, 상기 리드 필름이 상기 접촉 영역에서 상기 전지 케이스와 접촉되도록 밀봉하는 단계;를 포함하는 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 쌍으로 마련되어 상기 초음파 용접기의 입구에 이격된 상태로 배치되되, 상기 가이드 부재의 이격 거리는 전극 리드의 두께에 대응되는 거리로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 리드 필름의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 리드 필름과 접촉되는 상기 가이드 부재의 접촉 면은 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법.
KR1020130122889A 2013-10-15 2013-10-15 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법 KR101753938B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122889A KR101753938B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122889A KR101753938B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150043900A true KR20150043900A (ko) 2015-04-23
KR101753938B1 KR101753938B1 (ko) 2017-07-19

Family

ID=53036309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130122889A KR101753938B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101753938B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180103414A (ko) * 2017-03-10 2018-09-19 주식회사 엘지화학 연장된 보호 필름을 포함하는 파우치형 전지셀
KR20180111325A (ko) * 2017-03-31 2018-10-11 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법
CN110911637A (zh) * 2019-12-05 2020-03-24 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种负极片、其制备方法和锂离子电池
WO2022191612A1 (ko) * 2021-03-08 2022-09-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180103414A (ko) * 2017-03-10 2018-09-19 주식회사 엘지화학 연장된 보호 필름을 포함하는 파우치형 전지셀
KR20180111325A (ko) * 2017-03-31 2018-10-11 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법
CN110911637A (zh) * 2019-12-05 2020-03-24 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种负极片、其制备方法和锂离子电池
CN110911637B (zh) * 2019-12-05 2021-07-30 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种负极片、其制备方法和锂离子电池
WO2022191612A1 (ko) * 2021-03-08 2022-09-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101753938B1 (ko) 2017-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11437683B2 (en) Battery cell of venting structure using taping
KR100944987B1 (ko) 신규한 실링부 구조를 포함하는 이차전지
KR100821856B1 (ko) 안전성이 향상된 이차전지
KR102253021B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지 및 전지 모듈
US11923558B2 (en) Rectangular secondary battery
KR101472178B1 (ko) 비노출 실링부를 구비한 파우치형 전지
KR101269939B1 (ko) 볼록부 구조를 포함하는 이차전지
CN103081161A (zh) 具有改进稳定性的二次电池袋、使用这种二次电池袋的袋型二次电池以及中大型电池组
KR102056363B1 (ko) 전지 셀
US20200251711A1 (en) Rectangular secondary battery and method of manufacturing the same
JP2016219124A (ja) 角形二次電池及びそれを用いた組電池、並びにその製造方法
US20190140251A1 (en) Secondary battery
US10797297B2 (en) Secondary battery
KR20140094205A (ko) 이차 전지
KR101753938B1 (ko) 전기 절연성이 향상된 이차전지의 제조방법
KR101292284B1 (ko) 신규한 실링부 구조를 포함하는 이차전지
JP7134543B2 (ja) 電極タブリード結合部に適用されるプラスチック部材を含む電極組立体及びこれを含む二次電池
JP6235422B2 (ja) 二次電池
US11404754B2 (en) Secondary battery
JP2019071259A (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法
KR101514654B1 (ko) 가스배출이 용이한 전지셀의 씰링장치
JP5651610B2 (ja) 二次電池
KR101450951B1 (ko) 안전성이 향상된 이차전지용 전극리드 및 이를 이용한 이차전지
KR102053987B1 (ko) 전지 셀
KR20150137454A (ko) 하이브리드 고주파 실링을 이용한 이차전지의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant