KR20180119365A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자, 상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들에 제2용접되는 보강 플레이트, 및 일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭을 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체의 전극기재로부터 인출되는 복수의 무지부 탭들을 연결 탭으로 전극단자에 연결하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체를 전기적으로 연결하여 캡 플레이트의 외측으로 인출하는 전극단자를 포함한다.
고출력 및 고용량의 요구에 따라 전극 조립체는 무지부 탭들을 복수로 형성한다. 복수의 무지부 탭들은 저항을 낮추어 고출력을 구현한다. 무지부 탭들은 연결 탭에 연결되고, 연결 탭은 전극단자에 연결된다.
예를 들면, 무지부 탭들은 연결 탭에 초음파 용접 후, 레이저 용접된다. 이때, 무지부 탭들의 개수가 많아짐에 따라 무지부 탭들의 적층 높이가 높아진다. 따라서 무지부 탭들과 연결 탭의 초음파 용접시, 초음파 출력이 높아진다.
이로 인하여, 무지부 탭들이 손상될 수 있다. 초음파 용접시, 손상된 무지부 탭들을 연결 탭에 레이저 용접하는 경우, 용접 균일성 및 용접 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자, 상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들에 제2용접되는 보강 플레이트, 및 일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭을 포함한다.
상기 제1용접은 초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들을 가용접하고, 상기 제2용접은 가용접된 무지부 탭들에 보강 플레이트를 초음파 용접으로 본용접할 수 있다.
상기 제3용접은 본용접된 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트에 상기 연결 탭을 레이저 용접으로 연결할 수 있다.
제2용접된 상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트는 혼과 엔빌에서 제1평면적의 제1널(knurl)부로 외곽에 초음파 용접되는 제1널 용접부, 및 상기 제1널 용접부의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부로 초음파 용접되는 제2널 용접부를 포함할 수 있다.
상기 제1널 용접부는 상기 제1널부의 제1깊이로 초음파 용접되고, 상기 제2널 용접부는 상기 제1깊이보다 얕은 상기 제2널부의 제2깊이로 초음파 용접될 수 있다.
상기 보강 플레이트는 가용접된 상기 무지부 탭들의 어느 일면 또는 양면에 배치될 수 있다.
상기 제2널 용접부는 상기 무지부 탭들의 폭방향 전체 범위에 형성될 수 있다.
상기 제2널 용접부는 상기 무지부 탭들의 폭방향 중앙부에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되어 상기 캡 플레이트에 결합되는 절연부재를 더 포함하며, 상기 절연부재는 상기 전극 조립체로부터 상기 무지부 탭들의 상기 캡 플레이트를 향하는 인출을 개방하는 제1절개부, 및 상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트를 상기 연결 탭에 용접하는 공정을 개방하는 제2절개부를 포함할 수 있다.
상기 전극단자는 상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 제1단자, 및 상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결되는 제2단자를 포함하며, 상기 제2단자는 상기 캡 플레이트의 외면으로 돌출되는 제1돌기에 결합되어 용접되고, 상기 제2단자에 전기적으로 연결되는 상기 연결 탭은 상기 캡 플레이트의 내면으로 돌출되는 제2돌기에 결합되어 용접될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 무지부 탭들을 제1용접(예, 초음파 가용접)하고, 여기에 보강 플레이트를 제2용접(예, 초음파 본용접)한 후, 보강 플레이트에 연결 탭을 제3용접(예, 레이저 용접)하므로 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시예는 제2용접(초음파 본용접)시, 무지부 탭들과 보강 플레이트를 서로 다른 제1, 제2평면적을 가지는 제1, 제2널 용접부로 용접하고, 작은 제2평면적의 제2널 용접부와 연결 탭을 제3용접(레이저 용접)하므로 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3에 적용된 전극 조립체의 무지부 탭들을 초음파 가용접한 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 초음파 가용접한 무지부 탭들에 보강 플레이트를 적용하여 초음파 본용접한 상태의 사시도이다.
도 6은 초음파 본용접에 사용되는 혼과 엔빌의 단면도이다.
도 7은 초음파 본용접된 무지부 탭들과 보강 플레이트를 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 사시도이다.
도 8은 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제1실시예를 도시한 평면도이다.
도 9는 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제2실시예를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 충전/방전 작용하는 전극 조립체(10)를 수용하는 케이스(20), 케이스(20)의 개구(21)에 결합되는 캡 플레이트(30) 및 캡 플레이트(30)에 구비되어 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 전극단자(예를 들면, 제1단자(41)와 제2단자(42))를 포함한다.
케이스(20)는 플레이트 모양(도 4 참조)의 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정한다. 예를 들면, 케이스(20)는 대략 직육면체 공간으로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(21)를 구비한다.
캡 플레이트(30)는 케이스(20)의 개구(21)에 결합되어 케이스(20)의 개구를 밀폐한다. 일례로써, 케이스(20)와 캡 플레이트(30)는 알루미늄으로 형성되어 개구(21)에서 서로 용접될 수 있다. 제1단자(41)는 캡 플레이트(30)에 절연 구조로 설치되고, 제2단자(42)는 캡 플레이트(30)에 전기적으로 연결되는 구조로 설치되어, 캡 조립체를 형성한다.
전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30) 사이에는 절연부재(70)가 배치된다. 절연부재(70)는 전기 절연재로 형성되고, 상측의 캡 플레이트(30)에 고정 결합되어, 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 절연부재(70)는 전극 조립체(10)와 제1, 제2단자(41, 42)의 전기적인 연결을 가능하게 한다.
캡 플레이트(30)는 전해액 주입구(31)와 벤트홀(32)을 더 구비한다. 전해액 주입구(31)는 케이스(20)에 캡 플레이트(30)를 결합하여 용접한 후, 케이스(20)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(31)는 밀봉 마개(311)로 밀봉된다.
벤트홀(32)은 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용에 의하여 이차 전지의 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 형성되며, 벤트 플레이트(321)로 밀폐된다. 일례로써, 벤트홀(32) 및 벤트 플레이트(321)는 압인 가공(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(30)와 일체로 형성될 수 있다.
이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(321)가 절개되어 벤트홀(32)을 개방하여 과충전으로 발생되는 가스 및 내부 압력을 배출한다. 이를 위하여, 벤트 플레이트(321)는 절개를 유도하는 노치(322)를 구비한다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 3에 적용된 전극 조립체의 무지부 탭들을 초음파 가용접한 상태를 도시한 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 조립체(10)는 대략 직육면체 형상의 케이스(20)에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원 평면(xy 평면)을 형성하는 플레이트 모양으로 형성된다.
전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양면에 구비되는 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면, 양극)을 포함하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 권취하여 형성된다. 또한 전극 조립체는 적층 구조(미도시)로 형성될 수도 있다.
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 전극기재, 즉 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(111, 121), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 복수의 무지부 탭(112, 122)을 포함한다. 무지부 탭(112, 122)은 전극 조립체(10)의 일단에 배치된다.
즉 음극(11)의 무지부 탭들(112)은 전극 조립체(10)의 일단(도 4의 상단)에서 일측(도 4의 우측)에 배치되고, 양극(12)의 무지부 탭들(122)은 전극 조립체(10)의 동일단(도 4의 상단)에서 이격되어 다른 측(도 4의 좌측)에 서로 배치된다.
또한, 무지부 탭들(112, 122)은 전극 조립체(10)에 각각 복수로 구비되어 충전 및 방전되는 전류를 흐르게 하므로 무지부 탭들(112, 122)의 전체적인 전류 저항을 감소시킨다. 따라서 전극 조립체(10)는 무지부 탭들(112, 122)을 통하여 고전류를 충전 및 방전할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전극 조립체(10)에서 인출되는 무지부 탭들(112, 122)은 서로 적층되어 제1용접(W1)된다. 제1용접(W1)은 초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들(112, 122)을 서로 가용접한다. 따라서 음, 양극(11, 12)의 무지부 탭들(112, 122)은 낱장으로 분리되지 않고 서로 밀착된 상태를 유지하여, 저저항의 통전성을 가질 수 있게 한다.
제1용접(W1)은 초음파 가용접으로써, 멀티 탭의 적층 구조를 형성하는 무지부 탭들(112, 122)을 적층 방향으로 일치하는 위치에 정렬한다. 따라서 가용접 후, 진행되는 제2용접(W2)(초음파 본용접) 시, 무지부 탭들(112, 122)이 낱장으로 분리되지 않는다. 이에 따라 혼(71)과 엔빌(72)에 의한 무지부 탭들(112, 122)의 손상이 방지될 수 있다.
도 5는 초음파 가용접한 무지부 탭들에 보강 플레이트를 적용하여 초음파 본용접한 상태의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 가용접된 무지부 탭들(112, 122)은 보강 플레이트(113, 123)와 제2용접(W2)된다. 제2용접(W2)은 초음파 용접으로 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)를 본용접한다.
도 6은 초음파 본용접에 사용되는 혼과 엔빌의 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122) 보다 높은 기계적 강성을 가지며, 초음파 본용접시, 혼(71)과 엔빌(72)에 접촉되어, 무지부 탭들(112, 122)를 보호한다.
즉 초음파 본용접시, 무지부 탭들(112, 122)의 두께가 두꺼워짐에 따라 혼(71)과 엔빌(72)에서 널(knurl)의 높이가 높아지게 되고, 이에 따라 초음파 출력이 높아진다. 이러함에도 불구하고, 초음파 본용접시, 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 방지할 수 있다.
보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)에 크랙(crack)과 같은 손상을 방지하여, 무지부 탭들(112, 122)에 대한 초음파 본용접의 용접성 및 용접 신뢰성을 향상시킨다. 그리고 보강 플레이트(113, 123)와 무지부 탭들(112, 122)의 용접 신뢰성이 향상된다.
일례를 들면, 초음파 본용접에 사용되는 혼(71)과 엔빌(72)은 제1평면적의 제1널(knurl)부(711, 721), 및 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부(712, 722)를 포함한다. 제1, 제2평면적은 제1, 제2널부(711, 721; 721, 722)의 단위 널에 의하여 설정되는 yz 평면적(도 8 및 도 9 참조)을 의미한다.
다시 도 2를 참조하면, 일 실시예의 이차 전지는 보강 플레이트(113, 123)와 전극단자(제1, 제2단자(41, 42))를 연결하는 연결 탭(51, 52)을 포함한다. 연결 탭(51, 52)은 제1, 제2단자(41, 42)를 전극 조립체(10)의 무지부 탭들(112, 122)에 전기적으로 연결한다.
제1단자(41)는 캡 플레이트(30)의 단자홀(H1)에 설치되고 연결 탭(51)에 전기적으로 연결되는 리벳 터미널(411) 및 리벳 터미널(411)에 전기적으로 연결되는 터미널 플레이트(412)를 포함한다.
캡 플레이트(30)의 외면과 터미널 플레이트(412) 사이에는 외부 절연부재(61)가 개재되고, 캡 플레이트(30)의 내면과 연결 탭(51) 사이에는 내부 절연부재(62)가 개재된다. 캡 플레이트(30)의 단자홀(H1)과 리벳 터미널(411) 사이에 개스킷(63)이 개재된다.
리벳 터미널(411)은 캡 플레이트(30)의 외면 측에서 외부 절연부재(61)와 터미널 플레이트(412)를 관통하고, 캡 플레이트(30)의 내면 측에서 내부 절연부재(62)와 연결 탭(51)을 관통한다.
관통하는 리벳 터미널(411)의 외측과 터미널 플레이트(412)의 주위 및 관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 연결 탭(51) 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 리벳 터미널(411)이 터미널 플레이트(412)에 고정된다.
이로써, 제1단자(41) 및 연결 탭(51)은 외, 내부 절연부재(61, 62)를 개재하여 캡 플레이트(30)에 전기적인 절연 구조로 설치되고, 음극(11)에 연결된다. 개스킷(63)은 캡 플레이트(30)와 리벳 터미널(411)을 전기적으로 절연시키고, 리벳 터미널(411)과 단자홀(H1) 사이를 실링한다.
제2단자(42)는 캡 플레이트(30)의 외면으로 돌출되는 제1돌기(331)에 결합되어 용접된다. 제2단자(42)에 전기적으로 연결되는 연결 탭(52)은 캡 플레이트(30)의 내면으로 돌출되는 제2돌기(332)에 결합되어 용접된다. 이로써, 제2단자(42) 및 연결 탭(52)은 캡 플레이트(30)에 전기적으로 직접 연결된다.
제1, 제2돌기(331, 332)는 압인 가공(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(30)에 형성될 수 있다. 이로써, 캡 플레이트(30)는 제2단자(42)와 일체로 양극(12)에 연결되어 양극성을 띠게 된다.
도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 음, 양극(11, 12)에 연결되는 연결 탭(51, 52)은 직각으로 절곡된 상부 평면(511, 521)(xy 평면)과 측부 평면(512, 522)(yz 평면)을 포함한다.
상부 평면(511, 521)은 리벳 터미널(411)과 제2돌기(332)에 결합 및 용접되어 전기적으로 연결되고, 측부 평면(512, 522)은 무지부 탭들(112, 122)에 제, 제2, 제3용접(W2, W3)되어 전기적으로 연결된다.
관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 상부 평면(511, 521)의 주위 및 관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 상부 평면(511, 521) 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 연결 탭(51, 52)의 평면(511, 521)이 리벳 터미널(411)의 내측에 고정된다.
도 7은 초음파 본용접된 무지부 탭들과 보강 플레이트를 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 연결 탭(51, 52)은 일측(예, 측부 평면(512, 522))으로 보강 플레이트(113, 123)에 제3용접(W3)된다. 제3용접(W3)은 초음파 본용접된 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)에 연결 탭(51, 52)을 레이저 용접으로 연결한다. 이로써, 전극 조립체(10)는 제1, 제2전극(41, 42)에 전기적으로 연결된다.
도 8은 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제1실시예를 도시한 평면도이다. 도 8을 참조하면, 제2용접(W2)(초음파 본용접)된 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)는 제1널 용접부(KW1) 및 제2널 용접부(KW2)를 포함한다.
편의상, 도 6의 혼(71)과 엔빌(72)의 형상에도 불구하고, 제1널 용접부(KW1)는 y축 방향을 따라 2줄로 나란하게 도시되어 있고, 제2널 용접부(KW2)는 제1널 용접부(KW1) 사이에 1줄로 도시되어 있다.
제1널 용접부(KW1)는 제1평면적의 제1널(knurl)부(711, 721)에 의하여 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)의 yz평면 외곽에서 초음파 본용접된다. 제2널 용접부(KW2)는 제1널 용접부(KW1)의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부(712, 722)에 의하여 초음파 본용접된다.
제1널 용접부(KW1)는 제1널부(711, 721)의 제1깊이(D11, D21)로 초음파 본용접된다. 제1깊이(D11, D21)와 같이 깊은 깊이에도 불구하고 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)이 혼(71)과 엔빌(72)에 접촉되는 것을 방지하여, 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 방지한다.
제2널 용접부(KW2)는 제1깊이(D11, D21)보다 얕은 제2널부(712, 722)의 제2깊이(D12, D22)로 초음파 본용접된다. 제1널 용접부(KW1)가 보강 플레이트(113, 123)와 무지부 탭들(112, 122)를 충분히 용접하므로 제2널 용접부(KW2)는 제2깊이(D12, D22)의 낮은 깊이로 초음파 본용접될 수 있다.
제2널 용접부(KW2)에서 제1널 용접부(KW1)와 보강 플레이트(113, 123)는 낮은 제2깊이(D12, D22)로 초음파 본용접되므로 제1널 용접부(KW1)에서보다 덜 손상된다. 따라서 제2널 용접부(KW2)는 제3용접(W3) 시, 레이저 용접의 균일성을 더욱 확보할 수 있다.
일례로써, 제2널 용접부(KW2)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향(y축 방향) 전체 범위에 형성된다. 그리고 제3용접(W3)은 폭방향(y축 방향) 전체 범위에서 제2널 용접부(KW2)에서 진행될 수 있다. 따라서 제2널 용접부(KW2)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향 전체 범위에서 보강 플레이트(113, 123) 및 연결 탭(51, 52)으로 전류를 균일하게 전달할 수 있다.
일례로써, 보강 플레이트(113, 123)는 가용접된 무지부 탭들(112, 122)의 양면에 배치되어 초음파 본용접된다. 이 경우, 혼(71)과 엔빌(72)의 제1널부(711, 721) 및 제2널부(712, 722)에 의한 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 양면에서 방지할 수 있다. 도시하지 않았으나 보강 플레이트는 가용접된 무지부 탭들의 어느 일면에 배치되어 초음파 본용접될 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 절연부재(70)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연하면서 무지부 탭들(112, 122)의 인출과 제2, 제3용접(W2, W3) 공정을 위하여, 제1절개부(751, 761)와 제2절개부(752, 762)를 구비한다.
제1절개부(751, 761)는 xy평면에 형성되어, 전극 조립체(10)로부터 무지부 탭들(112, 122)이 캡 플레이트(30)를 향하는 방향으로(z축 방향) 인출될 수 있도록 개방한다.
제2절개부(752, 762)는 yz평면에 형성되어, 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)를 연결 탭(51, 52)에 용접할 수 있도록 개방한다. 즉 제2절개부(752, 762)는 혼(71)과 엔빌(72)의 삽입 및 인출이 가능하도록 x축 방향으로 개방한다.
이하에서 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 편의상, 제1실시예와 비교하여, 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 9는 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제2실시예를 도시한 평면도이다. 도 9를 참조하면, 제2용접(W22)에서, 제2널 용접부(KW22)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향(y축 방향) 중앙부에 형성된다.
제1널 용접부(KW21)는 제1평면적의 제1널(knurl)부에 의하여 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)의 yz평면 외곽에서 초음파 본용접된다. 제2널 용접부(KW22)는 제1널 용접부(KW21)의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부에 의하여 초음파 본용접된다.
제2널 용접부(KW22)에서, 제1널 용접부(KW21)와 보강 플레이트(113, 123)는 제1깊이보다 낮은 제2널부의 제2깊이로 초음파 본용접되므로 제1널 용접부(KW21)에서보다 덜 손상된다. 따라서 제2널 용접부(KW22)는 제3용접(W23) 시, 레이저 용접의 균일성을 더욱 확보할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 전극 조립체 11: 제1전극(음극)
12: 제2전극(양극) 13: 세퍼레이터
20: 케이스 21: 개구
30: 캡 플레이트 31: 전해액 주입구
32: 벤트홀 41, 42: 제1, 제2단자
51, 52: 연결 탭 61: 외부 절연부재
62: 내부 절연부재 63: 개스킷
70: 절연부재 71: 혼
72: 엔빌 111, 121: 코팅부
112, 122: 무지부 탭 113, 123: 보강 플레이트
311: 밀봉 마개 321: 벤트 플레이트
322: 노치 331: 제1돌기
332: 제2돌기 411: 리벳 터미널
412: 터미널 플레이트 511, 521: 상부 평면
512, 522: 측부 평면 711, 721: 제1널(knurl)부
712, 722: 제2널부 751, 761: 제1절개부
752, 762: 제2절개부 D11, D21: 제1깊이
D12, D22: 제2깊이 H1: 단자홀
KW1, KW21: 제1널 용접부 KW2, KW22: 제2널 용접부
W1, W3: 제1, 제3용접 W2, W22: 제2용접

Claims (10)

  1. 전극 조립체를 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자;
    상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들에 제2용접되는 보강 플레이트; 및
    일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭
    을 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1용접은
    초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들을 가용접하고,
    상기 제2용접은
    가용접된 무지부 탭들에 보강 플레이트를 초음파 용접으로 본용접하는 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3용접은
    본용접된 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트에 상기 연결 탭을 레이저 용접으로 연결하는 이차 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    제2용접된 상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트는
    혼과 엔빌에서 제1평면적의 제1널(knurl)부로 외곽에 초음파 용접되는 제1널 용접부, 및
    상기 제1널 용접부의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부로 초음파 용접되는 제2널 용접부를 포함하는 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1널 용접부는
    상기 제1널부의 제1깊이로 초음파 용접되고,
    상기 제2널 용접부는
    상기 제1깊이보다 얕은 상기 제2널부의 제2깊이로 초음파 용접되는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보강 플레이트는
    가용접된 상기 무지부 탭들의 어느 일면 또는 양면에 배치되는 이차 전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2널 용접부는
    상기 무지부 탭들의 폭방향 전체 범위에 형성되는 이차 전지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2널 용접부는
    상기 무지부 탭들의 폭방향 중앙부에 형성되는 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되어 상기 캡 플레이트에 결합되는 절연부재를 더 포함하며,
    상기 절연부재는
    상기 전극 조립체로부터 상기 무지부 탭들의 상기 캡 플레이트를 향하는 인출을 개방하는 제1절개부, 및
    상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트를 상기 연결 탭에 용접하는 공정을 개방하는 제2절개부를 포함하는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극단자는
    상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 제1단자, 및
    상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결되는 제2단자를 포함하며,
    상기 제2단자는
    상기 캡 플레이트의 외면으로 돌출되는 제1돌기에 결합되어 용접되고,
    상기 제2단자에 전기적으로 연결되는 상기 연결 탭은
    상기 캡 플레이트의 내면으로 돌출되는 제2돌기에 결합되어 용접되는 이차 전지.
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