KR20220092101A - Secondary battery and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR20220092101A
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battery case
separator
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이승수
손주남
김진수
김형권
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes: a jelly roll-type electrode assembly in which electrode sheets and a separator are wound; a battery case in which the electrode assembly is accommodated; and a metal member attached to one surface of the separator. The metal member is attached to a winding start part of the separator and is positioned in the center of the electrode assembly. The metal member is welded to the bottom unit of the battery case.

Description

이차전지 및 이의 제조 방법{SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Secondary battery and manufacturing method thereof

본 발명은 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제조 공정성이 향상된 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a secondary battery having improved manufacturing processability and a manufacturing method thereof.

근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다.In recent years, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and mobile phones has rapidly increased, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in full swing, secondary batteries used as driving power A lot of research is being done about it.

이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지, 전극 조립체가 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 각형 전지 및 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.According to the shape of the battery case, a cylindrical battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical metal can, a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a prismatic metal can, and the electrode assembly are embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. It is classified as a pouch-type battery with Among them, the cylindrical battery has an advantage in that it has a relatively large capacity and is structurally stable.

전지 케이스에 내장되는 상기 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 젤리롤형, 스택형 및 스택/폴딩형으로 분류된다. 젤리롤형은 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 형태이고, 스택형은 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 형태이며, 스택/폴딩형은 젤리-롤형과 스택형의 복합 구조이다. 그 중 젤리롤형 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.The electrode assembly embedded in the battery case is a charging/discharging power generating element having a stacked structure of positive electrode/separator/negative electrode, and is classified into a jelly roll type, a stack type, and a stack/folding type. The jelly roll type is a form in which a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode of a long sheet type coated with an active material, and the stack type is a form in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, stack /Folding type is a composite structure of jelly-roll type and stack type. Among them, the jelly roll type electrode assembly has advantages of being easy to manufacture and having high energy density per weight.

이러한 이차전지에는 예를 들어 니켈 카드뮴전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.Such secondary batteries include, for example, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and a lithium secondary battery. Among them, lithium secondary batteries are widely used in the field of advanced electronic devices because of their advantages of free charge and discharge, a very low self-discharge rate, high operating voltage, and high energy density per unit weight, as they do not have a memory effect compared to nickel-based secondary batteries. have.

또한, 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지, 전극 조립체가 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 각형 전지 및 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.In addition, depending on the shape of the battery case, the secondary battery includes a cylindrical battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical metal can, a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a prismatic metal can, and the electrode assembly in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. It is classified as a built-in pouch-type battery. Among them, the cylindrical battery has an advantage in that it has a relatively large capacity and is structurally stable.

도 1은 젤리롤 전극 조립체를 포함하는 종래의 원통형 이차전지에 대한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional cylindrical secondary battery including a jelly roll electrode assembly.

도 1을 참고하면, 원통형 이차전지(100)는, 음극(21), 양극(22) 및 분리막(23)이 권취된 젤리롤 형태의 전극 조립체(20)를 원통형의 전지 케이스(30)에 수납하고, 전지 케이스(30) 내에 전해액을 주입한 후에, 전지 케이스(30) 상단에 캡 조립체(70)를 결합하여 제조될 수 있다. Referring to FIG. 1 , in the cylindrical secondary battery 100 , the electrode assembly 20 in the form of a jelly roll in which a negative electrode 21 , a positive electrode 22 and a separator 23 are wound is accommodated in a cylindrical battery case 30 . And, after injecting the electrolyte into the battery case 30, it may be manufactured by coupling the cap assembly 70 to the top of the battery case 30.

캡 조립체(70)는 양극 단자를 형성하는 상단 캡(71) 및 상단 캡(71)과 밀착되는 캡 플레이트(72)를 포함할 수 있다. 양극(22)으로부터 연장된 양극탭(22t)이 캡 플레이트(72)와 연결되어, 상단 캡(71)이 양극 단자로 기능할 수 있다.The cap assembly 70 may include an upper cap 71 forming a positive electrode terminal and a cap plate 72 in close contact with the upper cap 71 . The positive electrode tab 22t extending from the positive electrode 22 is connected to the cap plate 72 , so that the upper cap 71 may function as a positive terminal.

캡 조립체(70)의 안정적인 결합과 전극 조립체(20)의 유동 방지를 위해 전지 케이스(30)에 비딩부(30B)와 크림핑부(30C)가 형성될 수 있다. 한편, 전지 케이스(30)가 음극 단자로 기능할 수 있는데, 이하 도 2와 함께 자세히 설명하도록 한다.A beading part 30B and a crimping part 30C may be formed in the battery case 30 for stable coupling of the cap assembly 70 and flow prevention of the electrode assembly 20 . Meanwhile, the battery case 30 may function as a negative terminal, which will be described in detail below with reference to FIG. 2 .

도 2는 도 1의 “A” 부분을 확대하여 나타낸 부분 단면도이다. 다만, 도 2는 용접을 위해 캡 조립체(70)가 결합되기 이전에 전극 조립체(20)의 중심부에 용접봉(W)이 삽입된 상태를 보여준다.2 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion "A" of FIG. However, FIG. 2 shows a state in which the welding rod W is inserted into the center of the electrode assembly 20 before the cap assembly 70 is coupled for welding.

도 2를 참고하면, 음극(21)으로부터 연장된 음극탭(21t)이 전지 케이스(30)의 바닥부(31)와 연결되어, 전지 케이스(130)의 바닥부(31)가 음극 단자로 기능할 수 있다. 이때, 음극탭(21t)과 바닥부(31)가 서로 용접으로 접합될 수 있고, 특히, 저항 용접이 이루어질 수 있다. 저항 용접을 위해 젤리롤 형태의 전극 조립체(120)의 중심부에 용접봉(W)이 삽입될 수 있다. 용접봉(W)은 용접 홀더에 연결될 수 있고, 상기 용접 홀더를 통해서 용접봉(W)에 전류가 인가될 수 있다. 용접봉(W)의 일측 단부가 음극탭(21t)에 접촉한 상태에서 용접봉(W)에 전류를 인가하여 음극탭(21t)을 바닥부(31)에 용접한다.Referring to FIG. 2 , the negative electrode tab 21t extending from the negative electrode 21 is connected to the bottom 31 of the battery case 30 so that the bottom 31 of the battery case 130 functions as a negative terminal. can do. In this case, the negative electrode tab 21t and the bottom part 31 may be joined to each other by welding, and in particular, resistance welding may be performed. For resistance welding, the welding rod W may be inserted into the center of the jelly roll-shaped electrode assembly 120 . The welding electrode W may be connected to a welding holder, and a current may be applied to the welding electrode W through the welding holder. In a state where one end of the welding electrode W is in contact with the negative electrode tab 21t, a current is applied to the welding electrode W to weld the negative electrode tab 21t to the bottom part 31 .

용접이 완료된 이후 용접봉(W)을 회수할 때, 마찰에 의해 분리막(23) 중 젤리롤 형태의 전극 조립체(20)의 중심부에 위치한 부분이 함께 위로 빠져 나오는 경우가 있다. 즉, 용접봉(W)의 회수 시 분리막(23) 이탈이 발생할 수 있다. 도 3은 용접봉 회수에 따라 분리막의 이탈이 발생한 모습을 나타낸 사진이다. 도 3을 참고하면, 분리막이 전극 조립체의 상부 방향으로 이탈된 모습을 확인할 수 있다. 이러한 분리막 이탈은 전극 조립체(20)의 위에 배치되는 상부 절연 부재(50, 도 1 참고)의 삽입 불량을 야기할 수 있다. 이러한 상부 절연 부재(50)의 삽입 불량은 비딩부(30B, 도 1 참고) 형성을 위한 공정에서의 불량을 일으킬 수 있다. When the welding rod W is recovered after welding is completed, the portion located at the center of the jelly roll-shaped electrode assembly 20 of the separator 23 may come out together due to friction. That is, separation of the separator 23 may occur when the welding electrode W is recovered. 3 is a photograph showing a state in which separation of the separator occurs according to the recovery of the welding rod. Referring to FIG. 3 , it can be seen that the separator is detached in the upper direction of the electrode assembly. Such separation of the separator may cause insertion failure of the upper insulating member 50 (refer to FIG. 1 ) disposed on the electrode assembly 20 . Such poor insertion of the upper insulating member 50 may cause a defect in the process for forming the beading portion 30B (refer to FIG. 1 ).

한편, 젤리롤 형태의 전극 조립체에 있어서, 중심부 붕괴(core collapse)가 문제될 수 있다. 도 4는 젤리롤 형태의 전극 조립체의 중심부 붕괴를 보여주는 사진이다. 이차전지에 대한 충, 방전이 반복됨에 따라 전극 조립체가 팽창과 수축을 반복하고, 이러한 사이클이 장기간 지속될 때 그 중심부가 도 4에 도시된 바와 같이 무너질 수 있다. 이는 장기적으로 이차전지의 용량 저하 및 고율특성 저하의 원인이 될 수 있다.On the other hand, in the electrode assembly in the form of a jelly roll, core collapse may be a problem. 4 is a photograph showing the collapse of the center of the electrode assembly in the form of a jelly roll. As charging and discharging of the secondary battery are repeated, the electrode assembly repeats expansion and contraction, and when this cycle continues for a long time, the center thereof may collapse as shown in FIG. 4 . This may cause a decrease in capacity and a decrease in high-rate characteristics of the secondary battery in the long term.

이에, 젤리롤 형태의 전극 조립체에 있어서, 분리막 이탈 및 중싱부 붕괴 현상을 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높아지고 있다.Accordingly, in the electrode assembly of the jelly roll type, the need for a technology capable of preventing separation of the separator and the collapse of the central portion is increasing.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 젤리롤 형태의 전극 조립체에서의 분리막 이탈 및 중싱부 붕괴 현상을 방지할 수 있는 이차전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of preventing separation of a separator and collapse of a central portion in a jelly roll-type electrode assembly and a method for manufacturing the same.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극시트들 및 분리막이 권취된 젤리롤 형태의 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 수납되는 전지 케이스; 및 상기 분리막의 일면에 부착된 금속 부재를 포함한다. 상기 금속 부재는, 상기 분리막의 권취 시작 부분에 부착되어, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치한다. 상기 금속 부재는 상기 전지 케이스의 바닥부와 용접 접합된다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly in the form of a jelly roll in which electrode sheets and a separator are wound; a battery case in which the electrode assembly is accommodated; and a metal member attached to one surface of the separation membrane. The metal member is attached to a winding start portion of the separator, and is positioned at the center of the electrode assembly. The metal member is welded to the bottom of the battery case.

상기 전극 조립체는, 상기 전극시트와 연결되고 상기 전지 케이스의 상기 바닥부가 위치한 방향으로 돌출된 제1 전극탭을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극탭이 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합될 수 있다. The electrode assembly may include a first electrode tab connected to the electrode sheet and protruding in a direction in which the bottom portion of the battery case is located. The first electrode tab may be welded to the bottom of the battery case.

상기 금속 부재가 상기 제1 전극탭을 매개로 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합될 수 있다.The metal member may be welded to the bottom of the battery case via the first electrode tab.

상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭의 일면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있고, 상기 전지 케이스의 상기 바닥부와 상기 제1 전극탭의 타면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있다.A weld joint may be formed between the metal member and one surface of the first electrode tab, and a weld joint may be formed between the bottom of the battery case and the other surface of the first electrode tab.

상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭은 동일한 금속 소재를 포함할 수 있다.The metal member and the first electrode tab may include the same metal material.

상기 금속 소재는 니켈(Ni) 및 클래드(Clad) 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The metal material may include at least one of nickel (Ni) and clad metal.

상기 금속 부재는, 상기 젤리롤 형태의 전극 조립체의 하부면으로부터 돌출될 수 있다.The metal member may protrude from a lower surface of the jelly roll-shaped electrode assembly.

상기 금속 부재가 부착된 상기 분리막의 상기 일면이, 상기 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 상기 금속 부재가 상기 전극 조립체의 최내측에 위치할 수 있다.The one surface of the separator to which the metal member is attached may be wound to face inward based on the shape of the jelly roll, and the metal member may be positioned inside the electrode assembly.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법은, 분리막의 일면에 금속 부재를 부착하는 단계; 상기 분리막을 전극시트들과 함께 권취하여 젤리롤 형태의 전극 조립체를 제조하는 단계; 상기 전극 조립체를 상부가 개방된 전지 케이스에 수납하는 단계; 및 상기 전극 조립체의 중심부에 용접봉을 삽입하여 용접을 실시하는 용접 단계를 포함한다. 상기 금속 부재는, 상기 분리막의 권취 시작 부분에 부착되어, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치한다. 상기 용접 단계에서, 상기 금속 부재와 상기 전지 케이스의 바닥부 간의 용접이 이루어진다.A method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes the steps of attaching a metal member to one surface of a separator; manufacturing an electrode assembly in the form of a jelly roll by winding the separator together with electrode sheets; accommodating the electrode assembly in a battery case having an open top; and a welding step of inserting a welding rod into the center of the electrode assembly to perform welding. The metal member is attached to a winding start portion of the separator, and is positioned at the center of the electrode assembly. In the welding step, welding is made between the metal member and the bottom of the battery case.

상기 전극 조립체는, 상기 전극시트와 연결되고 상기 전지 케이스의 상기 바닥부를 향해 돌출된 제1 전극탭을 포함할 수 있다. 상기 용접 단계에서, 상기 제1 전극탭과 상기 전지 케이스의 상기 바닥부 간의 용접이 이루어질 수 있다.The electrode assembly may include a first electrode tab connected to the electrode sheet and protruding toward the bottom of the battery case. In the welding step, welding may be performed between the first electrode tab and the bottom of the battery case.

상기 금속 부재가 상기 제1 전극탭을 매개로 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합될 수 있다.The metal member may be welded to the bottom of the battery case via the first electrode tab.

상기 용접 단계에서, 상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭의 일면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있고, 상기 전지 케이스의 상기 바닥부와 상기 제1 전극탭의 타면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있다.In the welding step, a weld joint may be formed between the metal member and one surface of the first electrode tab, and a weld joint may be formed between the bottom of the battery case and the other surface of the first electrode tab.

상기 젤리롤 형태의 전극 조립체를 제조하는 단계에서, 상기 금속 부재가 부착된 상기 분리막의 상기 일면이, 상기 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 상기 금속 부재가 상기 전극 조립체의 최내측에 위치할 수 있다.In the manufacturing of the electrode assembly in the form of a jelly roll, the one surface of the separator to which the metal member is attached is wound to face inward based on the shape of the jelly roll, so that the metal member is the innermost side of the electrode assembly can be located in

본 발명의 실시예들에 따르면, 젤리롤 형태의 전극 조립체의 중심부에 강성을 갖는 금속 부재를 마련함으로써, 충, 방전 사이클이 장기간 지속되더라도 중심부 붕괴가 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by providing a metal member having rigidity in the center of the electrode assembly in the form of a jelly roll, it is possible to prevent the center from collapsing even if the charge/discharge cycle continues for a long time.

또한, 상기 금속 부재를 전지 케이스의 바닥부와 접합하여, 용접봉이 회수될 때, 마찰에 의해 전극 조립체의 중심부의 분리막이 함께 이탈되는 것을 방지할 수 있다. In addition, by bonding the metal member to the bottom of the battery case, it is possible to prevent separation of the separator at the center of the electrode assembly due to friction when the electrode is recovered.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 젤리롤 전극 조립체를 포함하는 종래의 원통형 이차전지에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 “A” 부분을 확대하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 용접봉 회수에 따라 분리막의 이탈이 발생한 모습을 나타낸 사진이다.
도 4는 젤리롤 형태의 전극 조립체의 중심부 붕괴를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 대한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 이차전지에 포함된 전극 조립체가 권취되기 이전의 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 전극 조립체를 yz 평면 상에서 -x축 방향으로 바라본 평면도이다.
도 8은 도 5의 이차전지에 포함된 전극 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 8의 전극 조립체의 하부면을 나타낸 부분 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 하부에 대한 단면도이다.
도 12는 도 11의 “C”부분을 확대하여 나타낸 부분 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional cylindrical secondary battery including a jelly roll electrode assembly.
2 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion "A" of FIG.
3 is a photograph showing a state in which separation of the separator occurs according to the recovery of the welding rod.
4 is a photograph showing the collapse of the center of the electrode assembly in the form of a jelly roll.
5 is an exploded perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is an exploded perspective view illustrating a state before the electrode assembly included in the secondary battery of FIG. 5 is wound.
7 is a plan view of the electrode assembly of FIG. 6 viewed in the -x-axis direction on the yz plane.
8 is a perspective view illustrating an electrode assembly included in the secondary battery of FIG. 5 .
9 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the cutting line B-B' of FIG.
10 is a partial perspective view illustrating a lower surface of the electrode assembly of FIG. 8 .
11 is a cross-sectional view of a lower portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
12 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion “C” of FIG. 11 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar. In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. And in the drawings, for convenience of description, the thickness of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where there is another part in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily mean to be located "on" or "on" in the direction opposite to gravity not.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar", it means when the target part is viewed from above, and "cross-sectional" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 대한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 이차전지에 포함된 전극 조립체가 권취되기 이전의 모습을 나타낸 분해 사시도이다. 5 is an exploded perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 6 is an exploded perspective view illustrating a state before the electrode assembly included in the secondary battery of FIG. 5 is wound.

도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는, 전극시트들(210, 220) 및 분리막(230)을 포함하는 젤리롤 형태의 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)가 수납되는 전지 케이스(300) 및 분리막(230)의 일면(230a)에 부착된 금속 부재(400)를 포함한다. 전극 조립체(200)는, 전극시트들(210, 220) 및 분리막(230)이 권취된 젤리롤 형태이다.5 and 6 , the secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 200 in the form of a jelly roll including electrode sheets 210 and 220 and a separator 230 , It includes a battery case 300 in which the electrode assembly 200 is accommodated, and a metal member 400 attached to one surface 230a of the separator 230 . The electrode assembly 200 is in the form of a jelly roll in which the electrode sheets 210 and 220 and the separator 230 are wound.

우선, 전극 조립체(200)는 제1 전극시트(210), 제2 전극시트(220), 제1 전극시트(210)와 제2 전극시트(220) 사이에 개재되는 분리막(230)을 포함할 수 있다. 아울러, 젤리롤 형태로 권취되었을 때, 제1 전극시트(210)과 제2 전극시트(220)이 서로 접하는 것을 방지하기 위해 제1 전극시트(210) 위에 분리막(230)이 추가 배치되는 것이 바람직하다.First, the electrode assembly 200 may include a first electrode sheet 210 , a second electrode sheet 220 , and a separator 230 interposed between the first electrode sheet 210 and the second electrode sheet 220 . can In addition, it is preferable that the separator 230 is additionally disposed on the first electrode sheet 210 to prevent the first electrode sheet 210 and the second electrode sheet 220 from coming into contact with each other when wound in the form of a jelly roll. do.

제1 전극시트(210)는, 장방향의 긴 시트형 구조로써, 제1 전극 집전체(211) 및 제1 전극 집전체(211) 상에 위치한 제1 활물질층(212)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극 집전체(211) 상에 전극 활물질이 도포되어 제1 활물질층(212)이 형성되고, 제1 전극 집전체(211) 중 전극 활물질이 도포되지 않아 제1 전극 집전체(211)가 노출되는 미코팅부(211uc)에 제1 전극탭(210t)이 용접 등의 방법으로 부착될 수 있다. The first electrode sheet 210 has a long sheet-like structure, and may include a first electrode current collector 211 and a first active material layer 212 positioned on the first electrode current collector 211 . Specifically, the electrode active material is applied on the first electrode current collector 211 to form the first active material layer 212 , and the electrode active material is not applied among the first electrode current collectors 211 , so the first electrode current collector ( The first electrode tab 210t may be attached to the uncoated portion 211uc on which the 211 is exposed by welding or the like.

제2 전극시트(220)는, 장방형의 긴 시트형 구조로써, 제2 전극 집전체(221) 및 제2 전극 집전체(221) 상에 위치한 제2 활물질층(222)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 전극 집전체(221) 상에 전극 활물질이 도포되어 제2 활물질층(222)이 형성되고, 제2 전극 집전체(221) 중 전극 활물질이 도포되지 않아 제2 전극 집전체(221)가 노출되는 미코팅부(221uc)에 제2 전극탭(220t)이 용접 등의 방법으로 부착될 수 있다.The second electrode sheet 220 has a rectangular, long sheet-like structure, and may include a second electrode current collector 221 and a second active material layer 222 positioned on the second electrode current collector 221 . Specifically, the electrode active material is applied on the second electrode current collector 221 to form the second active material layer 222 , and the second electrode current collector ( The second electrode tab 220t may be attached to the uncoated portion 221uc to which the 221 is exposed by welding or the like.

한편, 권취된 전극 조립체(200)에 대해서, 제1 전극탭(210t)과 제2 전극탭(220t)은 서로 대향하는 방향으로 돌출될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전극탭(210t)은 전극 조립체(200)의 하부면(200L, 도 10 참고)으로부터 전지 케이스(300)의 바닥부(310)가 위치한 방향(-z축 방향)으로 돌출될 수 있고, 제2 전극탭(220t)은 전극 조립체(200)의 상부면(200U, 도 8 참고)으로부터 캡 조립체(700)가 위치한 방향(z축 방향)으로 돌출될 수 있다.Meanwhile, with respect to the wound electrode assembly 200 , the first electrode tab 210t and the second electrode tab 220t may protrude in opposite directions. As shown in FIG. 5 , the first electrode tab 210t moves in the direction (-z axis) in which the bottom part 310 of the battery case 300 is positioned from the lower surface 200L (refer to FIG. 10 ) of the electrode assembly 200 . direction), and the second electrode tab 220t may protrude from the upper surface 200U of the electrode assembly 200 (refer to FIG. 8 ) in the direction (z-axis direction) in which the cap assembly 700 is located. .

한편, 도 6에 도시된 제1 전극탭(210t)과 제2 전극탭(220t)의 위치는 하나의 예시일 뿐이며, 제1 전극탭(210t)이 제1 전극시트(210)의 중앙부에 위치할 수 있고, 제2 전극탭(220t)이 제2 전극시트(220)의 일 단부에 위치할 수 있다.Meanwhile, the positions of the first electrode tab 210t and the second electrode tab 220t shown in FIG. 6 are only an example, and the first electrode tab 210t is located at the center of the first electrode sheet 210 . , and the second electrode tab 220t may be located at one end of the second electrode sheet 220 .

한편, 전지 케이스(300)는 전해액이 함침된 전극 조립체(200)를 수납하는 구조물로써, 금속 소재를 포함할 수 있고, 원통형 케이스일 수 있다.Meanwhile, the battery case 300 is a structure accommodating the electrode assembly 200 impregnated with the electrolyte, and may include a metal material and may be a cylindrical case.

이하에서는, 도 6 내지 도 9를 참고하여, 본 실시예에 따른 금속 부재(400)에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the metal member 400 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 9 .

도 7은 도 6의 전극 조립체를 yz 평면 상에서 -x축 방향으로 바라본 평면도이다. 도 8은 도 5의 이차전지에 포함된 전극 조립체를 나타낸 사시도이다. 도 9는 도 8의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.7 is a plan view of the electrode assembly of FIG. 6 viewed in the -x-axis direction on the yz plane. 8 is a perspective view illustrating an electrode assembly included in the secondary battery of FIG. 5 . 9 is a cross-sectional view showing a cross-section taken along the cutting line B-B' of FIG.

도 6 내지 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 금속 부재(400)는, 분리막(230)의 권취 시작 부분에 부착되어, 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 위치한다. 6 to 9 , the metal member 400 according to the present embodiment is attached to a winding start portion of the separator 230 and is located in the central portion 200C of the electrode assembly 200 .

구체적으로, 금속 부재(400)가 분리막(230)의 일면에 부착되는데, 그 중에서도 권취 시작 부분에 부착된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극시트들(210, 220)과 분리막(230)들이 y축 방향의 일 단부에서부터 권취될 때, 금속 부재(400)는 분리막(230)의 일면(230a) 중 y축 방향의 일 단부에 부착될 수 있다. 이에 따라 금속 부재(400)는 권취된 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 위치하게 된다. 여기서 전극 조립체(200)의 중심부(200C)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 권취가 완료된 전극 조립체(200)가 형성하는 원형 구조의 중심으로써, 권취가 시작되는 부분과 대응하는 영역을 의미한다.Specifically, the metal member 400 is attached to one surface of the separator 230 , and among them, it is attached to a winding start portion. As shown in FIG. 7 , when the electrode sheets 210 and 220 and the separator 230 are wound from one end in the y-axis direction, the metal member 400 is y of one surface 230a of the separator 230 . It may be attached to one end in the axial direction. Accordingly, the metal member 400 is positioned at the center 200C of the wound electrode assembly 200 . Here, the central portion 200C of the electrode assembly 200, as shown in FIGS. 8 and 9 , is the center of a circular structure formed by the electrode assembly 200 that has been wound up, and is a region corresponding to the portion where the winding starts. means

한편, 도 7 및 도 9를 참고하면, 금속 부재(400)가 부착된 분리막(230)의 일면(230a)이, 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 금속 부재(400)가 전극 조립체(200)의 중심부(200C) 중에서도 최내측에 위치할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 7 and 9 , one surface 230a of the separator 230 to which the metal member 400 is attached is wound to face inward based on the jelly roll shape, and the metal member 400 is an electrode. It may be located at the innermost of the central portion 200C of the assembly 200 .

한편, 2개의 분리막(230) 중 적어도 하나에 금속 부재(400)가 부착될 수 있다. 다만, 상술한 바 대로 금속 부재(400)가 전극 조립체(200)의 최내측에 위치하도록, 금속 부재(400)가 2개의 분리막(230) 중 내측에 위치하는 분리막(230)의 일면(230a)에 부착될 수 있다.Meanwhile, the metal member 400 may be attached to at least one of the two separation membranes 230 . However, as described above, one surface 230a of the separator 230 in which the metal member 400 is positioned inside the two separators 230 so that the metal member 400 is positioned inside the electrode assembly 200 . can be attached to

위와 같이, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는, 충, 방전 사이클이 장기간 지속되더라도, 소정의 강도를 갖는 금속 부재(400)가 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 위치하기 때문에 도 4에 나타난 바와 같은 중심부 붕괴(core collapse)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the secondary battery 100 according to the present embodiment, even if the charge and discharge cycle continues for a long time, since the metal member 400 having a predetermined strength is located in the central portion 200C of the electrode assembly 200, As shown in Fig. 4, it is possible to prevent core collapse from occurring.

한편, 전극 조립체(200)를 지지하기 위해 금속 부재(400)는 전극 조립체(200)의 높이 방향을 따라 이어질 수 있다. 도 6을 참고하면, 전극 조립체(200)의 높이 방향과 대응되는 x축 방향을 따라 금속 부재(400)가 이어지는 모습이 나타나 있다. Meanwhile, in order to support the electrode assembly 200 , the metal member 400 may extend along the height direction of the electrode assembly 200 . Referring to FIG. 6 , a state in which the metal member 400 continues along the x-axis direction corresponding to the height direction of the electrode assembly 200 is shown.

또한, 금속 부재(400)의 개수에는 특별한 제한이 없다. 즉, 하나의 금속 부재(400)만 부착될 수 있고, 또 도 6, 도 7 및 도 9에 나타난 바와 같이 복수의 금속 부재(400)가 부착될 수도 있다.In addition, the number of the metal members 400 is not particularly limited. That is, only one metal member 400 may be attached, and a plurality of metal members 400 may be attached as shown in FIGS. 6, 7 and 9 .

이하에서는, 도 10 내지 도 12를 참고하여, 본 실시예에 따른 금속 부재(400)와 전지 케이스(300)의 바닥부(310)의 관계에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the relationship between the metal member 400 and the bottom part 310 of the battery case 300 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 12 .

도 10은 도 8의 전극 조립체의 하부면을 나타낸 부분 사시도이다. 도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 하부에 대한 단면도이다. 도 12는 도 11의 “C”부분을 확대하여 나타낸 부분 단면도이다. 구체적으로, 도 10은 도 8의 전극 조립체(200)에 대해 하부면(200L)이 위를 향하도록 뒤집은 모습을 도시하였다. 또한 도 11은 도 5의 전극 조립체(200)가 전지 케이스(300)에 수납되고 용접봉이 삽입된 상태에서, xy 평면을 따라 자른 단면일 수 있다.10 is a partial perspective view illustrating a lower surface of the electrode assembly of FIG. 8 . 11 is a cross-sectional view of a lower portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 12 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion “C” of FIG. 11 . Specifically, FIG. 10 illustrates a state in which the lower surface 200L is turned over with respect to the electrode assembly 200 of FIG. 8 . Also, FIG. 11 may be a cross-sectional view taken along the xy plane in a state in which the electrode assembly 200 of FIG. 5 is accommodated in the battery case 300 and a welding electrode is inserted.

도 10 내지 도 12를 참고하면, 본 실시예에 따른 금속 부재(400)는 전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 용접 접합된다.10 to 12 , the metal member 400 according to the present embodiment is welded to the bottom 310 of the battery case 300 .

구체적으로, 상술한 바 대로, 전극 조립체(200)는, 전지 케이스(300)의 바닥부(310)가 위치한 방향으로 돌출된 제1 전극탭(210t)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 전극탭(210t)이 전지 케이스(300)의 바닥부(310)에 용접 접합되어 전지 케이스(300)가 전극 단자로 기능할 수 있다. Specifically, as described above, the electrode assembly 200 may include the first electrode tab 210t protruding in the direction in which the bottom portion 310 of the battery case 300 is located. The first electrode tab 210t is welded to the bottom 310 of the battery case 300 so that the battery case 300 can function as an electrode terminal.

이때, 도 10에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 금속 부재(400)는, 젤리롤 형태의 전극 조립체(200)의 하부면(200L)으로부터 돌출될 수 있다. 금속 부재(400)의 돌출된 부분이 전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 접합될 수 있는데, 구체적으로 금속 부재(400)가 제1 전극탭(210t)을 매개로 전지 케이스(300)의 바닥부(310)에 용접 접합될 수 있다. 즉, 금속 부재(400)와 제1 전극탭(210t)의 일면 간의 용접 접합이 이루어지고, 전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 제1 전극탭(210t)의 타면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있다.At this time, as shown in FIG. 10 , the metal member 400 according to the present embodiment may protrude from the lower surface 200L of the electrode assembly 200 in the form of a jelly roll. The protruding portion of the metal member 400 may be bonded to the bottom portion 310 of the battery case 300 . Specifically, the metal member 400 is connected to the battery case 300 via the first electrode tab 210t. It may be welded to the bottom 310 of the . That is, a welded connection is made between the metal member 400 and one surface of the first electrode tab 210t, and a welded joint is formed between the bottom 310 of the battery case 300 and the other surface of the first electrode tab 210t. can

금속 부재(400)와 제1 전극탭(210t) 간의 용접 접합이 수월하도록, 금속 부재(400)와 제1 전극탭(210t)은 동일한 금속 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 소재는 니켈(Ni) 및 클래드(Clad) 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. To facilitate welding bonding between the metal member 400 and the first electrode tab 210t, the metal member 400 and the first electrode tab 210t may include the same metal material. For example, the metal material may include at least one of nickel (Ni) and a clad metal.

전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 제1 전극탭(210t) 간의 용접 접합을 위해 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 용접봉(W)이 삽입될 수 있다. 용접 접합이 완료된 이후에 용접봉(W)을 회수할 때 본 실시예에 따른 분리막(230)은 금속 부재(400)에 의해 전지 케이스(300)의 바닥부(310)에 고정되어 있기 때문에 도 3에 나타난 바와 같은 분리막 이탈이 발생하는 것을 방지할 수 있다.A welding rod W may be inserted into the center 200C of the electrode assembly 200 for welding bonding between the bottom 310 of the battery case 300 and the first electrode tab 210t. When the welding rod W is recovered after welding is completed, the separator 230 according to this embodiment is fixed to the bottom 310 of the battery case 300 by the metal member 400, so it is shown in FIG. Separation of the separation membrane as shown can be prevented from occurring.

한편, 금속 부재(400)를 분리막(230)의 일면(230a)에 부착하는 방식에 특별한 제한은 없다. 금속과 세라믹 간의 접합이므로, 예를들어, 기계적 접합, 열박음, 점착제, 은 소부, 브레이징, 메탈라이징 등의 방법이 적용될 수 있다. 여기서 열박음 공정은 열을 인가해서 금속 부재를 분리막에 붙이는 방식을 의미한다. 메탈라이징은 금속 부재(400)와 세라믹의 분리막(230) 사이에 유체화된 금속을 넣고 부착하는 방식을 의미한다. 은 소부 공정은 은 페이스트(Ag Paste)를 세라믹의 분리막(230)에 인쇄하고 고온에서 열처리 하는 공정을 의미한다. 금속 부재(400)가 니켈 또는 클래드 금속을 포함할 경우, 열박음 또는 메탈 라이징 방법이 바람직할 수 있다. Meanwhile, there is no particular limitation on a method of attaching the metal member 400 to the one surface 230a of the separator 230 . Since it is a bonding between a metal and a ceramic, for example, methods such as mechanical bonding, shrink fit, adhesive, silver baking, brazing, and metallizing may be applied. Here, the shrink fit process refers to a method of attaching a metal member to a separator by applying heat. Metallizing refers to a method of inserting and attaching a fluidized metal between the metal member 400 and the ceramic separator 230 . The silver baking process refers to a process of printing silver paste (Ag paste) on the ceramic separator 230 and heat-treating it at a high temperature. When the metal member 400 includes nickel or a clad metal, a shrink fit or metal rise method may be preferable.

한편, 도 5를 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 전지 케이스(300)의 개방된 상부에 결합되는 캡 조립체(700)를 포함할 수 있다. Meanwhile, referring again to FIG. 5 , the secondary battery 100 according to the present embodiment may include a cap assembly 700 coupled to an open upper portion of the battery case 300 .

캡 조립체(700)는 상단 캡(710)과 안전 벤트(720)를 포함할 수 있다. 상단 캡(710)은 안전 벤트(720) 상에 위치하며, 안전 벤트(720)와 상호 밀착된 구조를 형성하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상단 캡(710)은 중앙이 상향 돌출되고, 제2 전극탭(220t)등을 통해 전극 조립체(200)의 제2 전극시트(220)과 간접적으로 연결되어, 외부 회로와의 접속에 의한 전극 단자로서의 기능을 수행할 수 있다.The cap assembly 700 may include an upper cap 710 and a safety vent 720 . The upper cap 710 may be positioned on the safety vent 720 and may be electrically connected to each other by forming a structure in close contact with the safety vent 720 . The upper cap 710 has a center that protrudes upward, and is indirectly connected to the second electrode sheet 220 of the electrode assembly 200 through a second electrode tab 220t, etc., so that the electrode terminal is connected to an external circuit. can function as

한편, 전지 케이스(300)와 캡 조립체(700) 사이에 밀봉을 위한 가스켓(800)이 위치할 수 있다. 구체적으로, 전지 케이스(300)와 캡 조립체(700) 사이에 가스켓(800)을 위치시키고, 전지 케이스(300)의 단부를 구부림으로써 크림핑 결합을 형성할 수 있다. 이를 통해 캡 조립체(700)의 장착 및 이차전지의 밀봉이 이루어질 수 있다.Meanwhile, a gasket 800 for sealing may be positioned between the battery case 300 and the cap assembly 700 . Specifically, a crimping connection may be formed by positioning the gasket 800 between the battery case 300 and the cap assembly 700 and bending the end of the battery case 300 . Through this, the cap assembly 700 can be mounted and the secondary battery can be sealed.

이하에서는, 도 5, 도 6, 도 11 및 도 12를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다. 다만, 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분에 대해서는 설명의 반복을 피하기 위해 생략하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5, 6, 11 and 12 . However, in order to avoid repetition of the description, the parts overlapping with the above description will be omitted.

도 5, 도 6, 도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법은, 분리막(230)의 일면(230a)에 금속 부재(400)를 부착하는 단계; 분리막(230)을 전극시트들(210, 220)과 함께 권취하여 젤리롤 형태의 전극 조립체(200)를 제조하는 단계; 전극 조립체(200)를 상부가 개방된 전지 케이스(300)에 수납하는 단계; 및 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 용접봉(W)을 삽입하여 용접을 실시하는 용접 단계를 포함한다.5, 6, 11 and 12 , a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes attaching a metal member 400 to one surface 230a of a separator 230; manufacturing the electrode assembly 200 in the form of a jelly roll by winding the separator 230 together with the electrode sheets 210 and 220; accommodating the electrode assembly 200 in the battery case 300 with an open top; and a welding step of inserting the welding rod W into the central portion 200C of the electrode assembly 200 to perform welding.

이때, 분리막(230)의 일면(230a)에 금속 부재(400)를 부착하는 단계는, 앞서 설명한, 기계적 접합, 열박음, 점착제, 은 소부, 브레이징 또는 메탈라이징 방법으로 이루어질 수 있다.In this case, the step of attaching the metal member 400 to the one surface 230a of the separator 230 may be performed by the aforementioned mechanical bonding, shrink fit, adhesive, silver baking, brazing, or metallizing method.

도 6 및 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 금속 부재(400)를 부착하는 단계에서, 금속 부재(400)는 분리막(230)의 권취 시작 부분에 부착되어, 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 위치한다. As shown in FIGS. 6 and 9 , in the step of attaching the metal member 400 , the metal member 400 is attached to the winding start portion of the separator 230 , and the central portion 200C of the electrode assembly 200 . is located in

또한, 도 7 및 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 젤리롤 형태의 전극 조립체(200)를 제조하는 단계에서, 금속 부재(400)가 부착된 분리막(230)의 일면(230a)이, 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 금속 부재(400)가 전극 조립체(200)의 중심부(200C) 중에서도 최내측에 위치할 수 있다In addition, as shown in FIGS. 7 and 9 , in the manufacturing of the electrode assembly 200 in the form of a jelly roll, one surface 230a of the separator 230 to which the metal member 400 is attached is formed in the form of a jelly roll. The metal member 400 may be positioned inside the center 200C of the electrode assembly 200 by being wound inward based on the

상기 용접 단계에서, 금속 부재(400)와 전지 케이스(300)의 바닥부(310) 간의 용접이 이루어진다. 전극 조립체(200)는, 전지 케이스(300)의 바닥부(310)가 위치한 방향으로 돌출된 제1 전극탭(210t)을 포함할 수 있다. 상기 용접 단계에서, 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 삽입된 용접봉(W)에 의해 제1 전극탭(210t)과 전지 케이스(300)의 바닥부(310)간의 용접이 이루어질 수 있다. 이때, 금속 부재(400)의 돌출된 부분이 전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 접합될 수 있는데, 구체적으로 금속 부재(400)가 제1 전극탭(210t)을 매개로 전지 케이스(300)의 바닥부(310)에 용접 접합될 수 있다. 즉, 도 12에 나타난 바와 같이, 상기 용접 단계에서, 금속 부재(400)와 제1 전극탭(210t)의 일면 간의 용접 접합이 이루어지고, 전지 케이스(300)의 바닥부(310)와 제1 전극탭(210t)의 타면 간의 용접 접합이 이루어질 수 있다.In the welding step, welding is performed between the metal member 400 and the bottom 310 of the battery case 300 . The electrode assembly 200 may include a first electrode tab 210t protruding in a direction in which the bottom portion 310 of the battery case 300 is located. In the welding step, welding may be performed between the first electrode tab 210t and the bottom portion 310 of the battery case 300 by the welding rod W inserted into the central portion 200C of the electrode assembly 200 . At this time, the protruding portion of the metal member 400 may be joined to the bottom 310 of the battery case 300 , and specifically, the metal member 400 is connected to the battery case via the first electrode tab 210t. It may be welded to the bottom 310 of the 300 . That is, as shown in FIG. 12 , in the welding step, a welding junction is made between the metal member 400 and one surface of the first electrode tab 210t, and the bottom 310 and the first of the battery case 300 are A welding connection may be made between the other surfaces of the electrode tabs 210t.

이후, 용접봉(W)을 회수한 뒤 전지 케이스(300) 내부로 전해액을 주입하고, 전지 케이스(300)의 개방된 상부에 캡 조립체(700)를 결합할 수 있다. 전지 케이스(300)와 캡 조립체(700)의 결합은 상술한 크림핑 결합이 적용될 수 있다. Thereafter, after recovering the welding rod W, an electrolyte may be injected into the battery case 300 , and the cap assembly 700 may be coupled to the open upper portion of the battery case 300 . The above-described crimping coupling may be applied to the coupling between the battery case 300 and the cap assembly 700 .

이러한 이차전지의 제조 방법에 따라 제조된 이차전지는, 소정의 강도를 갖는 금속 부재(400)가 전극 조립체(200)의 중심부(200C)에 위치하기 때문에 도 4에 나타난 바와 같은 중심부 붕괴(core collapse)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 용접 단계 이후 용접봉(W)을 회수하는 과정에서 분리막(230)은 금속 부재(400)에 의해 전지 케이스(300)의 바닥부(310)에 고정되어 있기 때문에 도 3에 나타난 바와 같은 분리막 이탈이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the secondary battery manufactured according to this secondary battery manufacturing method, since the metal member 400 having a predetermined strength is located in the central portion 200C of the electrode assembly 200, core collapse as shown in FIG. ) can be prevented from occurring. In addition, since the separator 230 is fixed to the bottom 310 of the battery case 300 by the metal member 400 in the process of recovering the welding rod W after the welding step, the separator as shown in FIG. 3 . Deviation can be prevented from occurring.

본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are for convenience of explanation only, and may vary depending on the location of the object or the position of the observer. .

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 이차전지가 다수로 모여 전지 모듈을 형성할 수 있다. 상기 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.A plurality of secondary batteries according to the present embodiment described above may be gathered to form a battery module. The battery module may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.

상기 이차전지, 상기 전지 모듈 또는 상기 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.The secondary battery, the battery module, or the battery pack may be applied to various devices. Specifically, it may be applied to transportation means such as electric bicycles, electric vehicles, hybrids, etc., but is not limited thereto, and may be applied to various devices capable of using a secondary battery.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

100: 이차전지
200: 전극 조립체
230: 분리막
300: 전지 케이스
310: 바닥부
400: 금속 부재100: secondary battery
200: electrode assembly
230: separator
300: battery case
310: bottom
400: metal member

Claims (13)

전극시트들 및 분리막이 권취된 젤리롤 형태의 전극 조립체;
상기 전극 조립체가 수납되는 전지 케이스; 및
상기 분리막의 일면에 부착된 금속 부재를 포함하고,
상기 금속 부재는, 상기 분리막의 권취 시작 부분에 부착되어, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치하며,
상기 금속 부재가 상기 전지 케이스의 바닥부와 용접 접합되는 이차전지.an electrode assembly in the form of a jelly roll in which electrode sheets and a separator are wound;
a battery case in which the electrode assembly is accommodated; and
It includes a metal member attached to one surface of the separation membrane,
The metal member is attached to a winding start part of the separator and is located in the center of the electrode assembly,
A secondary battery in which the metal member is welded to a bottom portion of the battery case. 제1항에서,
상기 전극 조립체는, 상기 전극시트와 연결되고 상기 전지 케이스의 상기 바닥부가 위치한 방향으로 돌출된 제1 전극탭을 포함하고,
상기 제1 전극탭이 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합된 이차전지.In claim 1,
The electrode assembly includes a first electrode tab connected to the electrode sheet and protruding in a direction in which the bottom of the battery case is located,
A secondary battery in which the first electrode tab is welded to the bottom of the battery case. 제2항에서,
상기 금속 부재가 상기 제1 전극탭을 매개로 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합된 이차전지.In claim 2,
A secondary battery in which the metal member is welded to the bottom of the battery case via the first electrode tab. 제3항에서,
상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭의 일면 간의 용접 접합이 이루어지고,
상기 전지 케이스의 상기 바닥부와 상기 제1 전극탭의 타면 간의 용접 접합이 이루어지는 이차전지.In claim 3,
A welding connection is made between the metal member and one surface of the first electrode tab,
A secondary battery in which a welding joint is formed between the bottom of the battery case and the other surface of the first electrode tab. 제2항에서,
상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭은 동일한 금속 소재를 포함하는 이차전지.In claim 2,
and the metal member and the first electrode tab include the same metal material. 제5항에서,
상기 금속 소재는 니켈(Ni) 및 클래드(Clad) 금속 중 적어도 하나를 포함하는 이차전지.In claim 5,
The metal material is a secondary battery comprising at least one of nickel (Ni) and clad (clad) metal. 제1항에서,
상기 금속 부재는, 상기 젤리롤 형태의 전극 조립체의 하부면으로부터 돌출되는 이차전지.In claim 1,
The metal member is a secondary battery that protrudes from a lower surface of the electrode assembly in the form of a jelly roll. 제1항에서,
상기 금속 부재가 부착된 상기 분리막의 상기 일면이, 상기 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 상기 금속 부재가 상기 전극 조립체의 최내측에 위치하는 이차전지.In claim 1,
A secondary battery in which the one surface of the separator to which the metal member is attached is wound to face inward with respect to the jelly roll shape, and the metal member is positioned inside the electrode assembly. 분리막의 일면에 금속 부재를 부착하는 단계;
상기 분리막을 전극시트들과 함께 권취하여 젤리롤 형태의 전극 조립체를 제조하는 단계;
상기 전극 조립체를 상부가 개방된 전지 케이스에 수납하는 단계; 및
상기 전극 조립체의 중심부에 용접봉을 삽입하여 용접을 실시하는 용접 단계를 포함하고,
상기 금속 부재는, 상기 분리막의 권취 시작 부분에 부착되어, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치하며,
상기 용접 단계에서, 상기 금속 부재와 상기 전지 케이스의 바닥부 간의 용접이 이루어지는 이차전지의 제조 방법.attaching a metal member to one surface of the separator;
manufacturing an electrode assembly in the form of a jelly roll by winding the separator together with electrode sheets;
accommodating the electrode assembly in a battery case having an open top; and
A welding step of inserting a welding rod into the center of the electrode assembly to perform welding,
The metal member is attached to a winding start part of the separator and is located in the center of the electrode assembly,
In the welding step, a method of manufacturing a secondary battery in which welding is performed between the metal member and the bottom of the battery case. 제9항에서,
상기 전극 조립체는, 상기 전극시트와 연결되고 상기 전지 케이스의 상기 바닥부를 향해 돌출된 제1 전극탭을 포함하고,
상기 용접 단계에서, 상기 제1 전극탭과 상기 전지 케이스의 상기 바닥부 간의 용접이 이루어지는 이차전지의 제조 방법.In claim 9,
The electrode assembly includes a first electrode tab connected to the electrode sheet and protruding toward the bottom of the battery case,
In the welding step, a method of manufacturing a secondary battery in which welding is performed between the first electrode tab and the bottom of the battery case. 제10항에서,
상기 금속 부재가 상기 제1 전극탭을 매개로 상기 전지 케이스의 상기 바닥부에 용접 접합되는 이차전지의 제조 방법.In claim 10,
A method of manufacturing a secondary battery in which the metal member is welded to the bottom of the battery case via the first electrode tab. 제10항에서,
상기 용접 단계에서,
상기 금속 부재와 상기 제1 전극탭의 일면 간의 용접 접합이 이루어지고,
상기 전지 케이스의 상기 바닥부와 상기 제1 전극탭의 타면 간의 용접 접합이 이루어지는 이차전지 이차전지의 제조 방법.In claim 10,
In the welding step,
A welding connection is made between the metal member and one surface of the first electrode tab,
A method of manufacturing a secondary battery in which a welding joint is formed between the bottom of the battery case and the other surface of the first electrode tab. 제10항에서,
상기 젤리롤 형태의 전극 조립체를 제조하는 단계에서,
상기 금속 부재가 부착된 상기 분리막의 상기 일면이, 상기 젤리롤 형태를 기준으로 내측을 향하도록 권취되어, 상기 금속 부재가 상기 전극 조립체의 최내측에 위치하는 이차전지의 제조 방법.

In claim 10,
In the step of manufacturing the electrode assembly in the form of jelly roll,
The method of manufacturing a secondary battery in which the one surface of the separator to which the metal member is attached is wound to face inward with respect to the jelly roll shape, and the metal member is located inside the electrode assembly.
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