CN113285109A - 袋状电池单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及袋状电池单元及其制造方法，其中，袋状电池单元制造方法包括电极组装体准备步骤(S10)、电极引线准备步骤(S20)、第一焊接步骤(S30)、第二焊接步骤(S40)、膜粘接步骤(S50)、封装步骤(S60)、电解液注入步骤(S70)、以及密封步骤(S80)，并且袋状电池单元通过该袋状电池单元制造方法制造。根据本发明，不仅能够通过大幅减小电极引线的重量而具有改善轻量化，并且能够通过保持层叠为多层的电极片与电极引线的坚固的接合性而具有耐物理冲击的优秀的耐久性的效果，而且具有能够实现具有高输出和容量的袋状电池单元的效果。

Description

袋状电池单元及其制造方法
技术领域
本发明涉及袋状电池单元及其制造方法，并且更具体地，涉及通过由摩擦焊接的包覆金属形成金属引线从而能够与电极片进行激光焊接，能够改善生产性和耐久性并且实现高输出和容量的袋状电池单元及其制造方法。
背景技术
最近，半导体、显示装置以及作为IT设备的核心部件的二次电池产业受到瞩目。
与一次电池不同，二次电池能够进行充电和放电，因此其广泛地适用并使用于数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏机、电动工具和电动自行车等小型电子产品、以及诸如电动汽车或混动汽车要求高输出大型产品和存储发电电力或可再生能量的电力存储装置和备用电力存储装置等的多种领域中。
一般二次电池的种类具有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、氢化镍电池、镍锌电池等，并且虽然具有预定电压的单位二次电池(即，电池单元)根据形态具有角状、圆筒状、袋状等，然而与角状或圆筒状相比，袋状电池单元不仅具有薄的厚度且轻的重量并且能够制造成多种形状和形态，而且单位体积面积的效率和散热性优秀且易于叠层为多层，因此袋状电池单元的使用比重逐渐增加。
一般的袋状电池单元由电极组装体、袋状壳和电极引线构成。
电极组装体配置成包括在一侧突出地形成有阳极片的阳极板、在一侧突出地形成有阴极片的阴极板、以及位于阳极板与阴极板之间的分离膜，并且电极组装体根据电池单元中所需的输出电压或充放电容量而层叠地形成为堆叠型或折叠型结构。
此时，阳极板和阴极板通过冲孔(Punching)加工或开槽(Notching)加工使阳极片突出地形成在阳极板上，并且使阴极片突出地形成在阴极板上。
袋状壳配置成收纳电极组装体，其中，其制造成铝层压膜以满足用于防止注入到内部的电解液的液体泄漏的耐电解液性和优秀的成型性。
电极引线由阳极引线和阴极引线构成，其中，阳极引线的一端部在袋状壳内部接触到阳极片并且一侧突出到袋状壳外部，并且阴极引线的一端部在袋状壳内部接触到阴极片并且一侧突出到袋状壳外部。
另外，分别接触到层叠为多层的电极组装体的阳极片和阴极片上的阳极引线和阴极引线与阳极片和阴极片电气连接以将在电极组装体中产生的电输出到外部。
在袋状电池单元的开发初期，其有焊接方式的电气连接构成，并且因为传统的阴极引线使用镍或镀金有镍的铜，因此容易实现与阴极片的焊接，然而随着使用昂贵的镍，存在着制造成本上升的缺陷。
此外，传统的阳极引线因为是铝材质的，因此无法实现坚固的焊接，并且存在着焊接部容易被盐水腐蚀的问题。
相应地，近年来，为了电气连接电极片和电极引线会使用焊接方式，然而阳极引线由铝材料制成，因此通过因在材料特性上具有高导热率和高反射率而具有能量密度的超声波焊接方式构成焊接，从而不仅具有频繁地发生配置成多层的电极片的未焊接不良的缺陷，而且由于接合部的耐久性降低而导致容易因外部震动或冲击而受损，进而存在着难以稳定地实现高输出和容量的缺陷。
此外，因为超声波焊接具有低的能量密度，因此在层叠为多层的电极片的数量增加时，电极片的表面积需要形成得更宽，因此还存在着引起制造上的问题的缺陷。
现有技术文献
专利文献
(专利文献0001)韩国公开专利公报第10-2009-0114126号
发明内容
技术问题
为了解决如上所述的传统的缺陷，本发明的目的在于提供通过由摩擦焊接的包覆金属形成金属引线从而能够与电极片进行激光焊接来改善与电极片的焊接性的袋状电池单元及其制造方法。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的袋状电池单元制造方法包括以下步骤：
电极组装体准备步骤S10，准备由阳极板101、分离膜102和阴极板103构成的电极组装体；
电极引线准备步骤S20，准备分别待焊接到形成在所述阳极板101上的阳极片101a和形成在阴极板103上的阴极片103a的由包覆金属制成的电极引线；
第一焊接步骤S30，对阳极片101a和由包覆金属制成的阳极引线201的一端部进行激光焊接；
第二焊接步骤S40，对阴极片103a和由包覆金属制成的阴极引线202的一端部进行激光焊接；
膜粘接步骤S50，将密封膜30分别粘接到所述阳极引线201和阴极引线202上；
在完成所述密封膜30的粘接之后将电极组装体10收纳在袋状壳40中的封装步骤S60；
电解液注入步骤S70，将电解液注入到封装有电极组装体10的袋状壳40内部；以及
密封步骤S80，对注入有电解液的袋状壳40进行密封。
所述电极引线准备步骤S20包括以下步骤：
摩擦焊接步骤S201铜棒材和铝棒材安装在摩擦焊接机上进行焊接；
轧制步骤S202，将摩擦焊接的接合体加工成薄板形状；以及
切割步骤S203，以使铜和铝被布置在经轧制的接合体的两端部的方式，按照电极引线20的大小进行切割。
所述摩擦焊接步骤S201包括以下步骤：
材料准备步骤S201a，将铜棒材和铝棒材分别安装在摩擦焊接机的托盘上；
第一旋转步骤S201b，使安装在摩擦焊接机上的铜棒材和铝棒材朝向相反方向以1600至2200rpm的旋转速度进行旋转；以及
接合步骤S201c，在使朝向相反方向进行旋转的铜棒材和铝棒材的彼此对置的表面紧贴，同时在朝向接触面的方向上以预定时间施加7至20吨的压力，以将铜棒材和铝棒材接合。
在一实施方式中，所述摩擦焊接步骤S201还包括以下步骤：
第二旋转步骤S201d，使接合有铜棒材和铝棒材的接合体朝向一方向进行旋转；以及
珠去除步骤S201e，在使珠去除刃紧贴于进行旋转的接合体的一侧外周面上并使其移动到接合体的另一侧，以去除接合部的焊珠。
所述轧制步骤S202包括以下步骤：
第一轧制步骤S202a，将铜棒材和铝棒材被摩擦焊接的接合体投入到轧制机中，以轧制成均匀的预定厚度的薄板；以及
第二轧制步骤S202b，将所述经第一轧制步骤的薄板的铜部分轧制得比铝部分薄。
本发明的袋状电池单元通过上述的袋状电池单元制造方法制造。
有益效果
根据本发明，通过使用对具有优秀的导电性的铜与具有轻的重量的铝进行摩擦焊接而形成的包覆金属来形成电极引线，从而能够大幅减小电极引线的重量，因此具有轻量化得到改善的效果。
此外，随着电极片和电极引线的焊接性得到很大的改善，能够实现具有高能量密度的激光焊接，从而能够保持层叠为多层的电极片和电极引线的坚固的接合性，因此具有耐物理冲击的优秀的耐久性的效果。
此外，即使不使用昂贵的镍，也能够使用对具有优秀的导电性的铜与具有轻的重量的铝进行摩擦焊接而形成的包覆金属来形成电极引线，从而随着具有耐高输出电力的可靠性和安全性，具有能够实现具有高输出和容量的袋状电池单元的效果。
附图说明
图1是示出本发明的袋状电池单元的立体图。
图2是示出本发明的袋状电池单元的分解立体图。
图3是示出本发明的袋状电池单元的主要部分的侧剖面图。
图4是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的一实施方式的制造工艺的框图。
图5是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的第二实施方式的制造工艺的框图。
图6是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的第三实施方式的制造工艺的框图。
图7是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的第四实施方式的制造工艺的框图。
图8是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的第五实施方式的制造工艺的框图。
10：电极组装体 101：阳极板
101a：阳极片 102：分离膜
103：阴极板 103a：阴极片
20：电极引线 201：阳极引线
202：阴极引线 30：密封膜
40：袋状壳 S10：电极组装体准备步骤
S20：电极引线准备步骤 S201：摩擦焊接步骤
S201a：材料准备步骤 S201b：第一旋转步骤
S201c：接合步骤 S201d：第二旋转步骤
S201e：珠去除步骤 S202：轧制步骤
S202a：第一轧制步骤 S202b：第二轧制步骤
S203：切割步骤 S30：第一焊接步骤
S301：阳极片焊接步骤 S302：第一施压步骤
S40：第二焊接步骤 S401：阴极片焊接步骤
S402：第二施压步骤 S50：膜粘接步骤
S60：封装步骤 S70：电解液注入步骤
S80：密封步骤
具体实施方式
在下文中将参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。然而，对于本发明的说明仅为用于结构性或功能性说明的实施方式，本发明的保护范围并不应解释为受限于本文中说明的实施方式。即，因为实施方式能够进行多种变型并且可具有各种形态，因此本发明的保护范围应理解为包括能够实现技术思想的等同物。此外，本发明中提出的目的或效果并不意味着特定实施方式应包括它们中的所有或者仅包括这些效果，因此本发明的范围不应理解为限于此。
本发明中叙述的措辞应理解为如下含义。
“第一”、“第二”等的措辞用于将一个构成元件与其它构成元件区分开，并且保护范围并不由这些措辞限定。例如，第一构成元件可命名为第二构成元件，相似地，第二构成元件也可命名为第一构成元件。应理解，当某一构成元件被称为“连接到”另一构成元件时，其不仅可直接连接到该另一构成元件，而且它们中间也可存在有其它构成元件。相反，应理解，当某一构成元件被称为“直接连接到”另一构成元件时，则它们中间不存在有其它构成元件。另外，对构成元件之间的关系进行说明的其它表述，即，“在…之间”和“直接在…之间”或者“与…相邻”和“与…直接相邻”等也应以相同的方式进行解释。
除非上下文中另有明确不同的限定，否则单数的表述应理解为包括复数表述，并且“包括”或“具有”等的措辞应理解为指定所列举的特征、数字、步骤、动作、构成元件、部件或它们的组合的存在，而不是提前排除一个或多个其它特征、数字、步骤、动作、构成元件、部件、或他们的组合的存在或附加可能性。
除非另有不同的限定，否则在本文中使用的所有措辞具有本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。限定在常用词典中的措辞应解释为具有相关技术的上下文中所具有的含义一致的含义，并且除非本发明中明确地限定，否则不应解释为具有理想化或过度形式性的含义。
图1是示出本发明的袋状电池单元的立体图，图2是示出本发明的袋状电池单元的分解立体图，图3是示出本发明的袋状电池单元的主要部分的侧剖面图，并且图4是示出根据本发明的袋状电池单元制造方法的一实施方式的制造工艺的框图。
参照图1至图4进行说明。
为了电极引线20由摩擦焊接的包覆金属形成以便能够与电极片进行激光焊接，本发明的袋状电池单元制造方法包括电极组装体准备步骤S10、电极引线准备步骤S20、第一焊接步骤S30、第二焊接步骤S40、膜粘接步骤S50、封装步骤S60、电解液注入步骤S70以及密封步骤S80。
所述电极组装体准备步骤S10准备由阳极板101、分离膜102和阴极板103构成的电极组装体10。
所述阳极板101通过冲孔或开槽而在一侧处突出地形成有阳极片101a，所述阴极板103通过冲孔或开槽而在一侧处突出地形成有阴极片103a，并且阳极板101与阴极板103之间介入有分离膜102以构成电极组装体10，其中，电极组装体10根据电池单元中所需的输出电压或充放电容量而以堆叠型或折叠型结构反复地堆叠而成。
此时，优选地，阳极板101形成为具有10μm的厚度的铝薄板，并且阴极板103形成为具有5μm的厚度的铜薄板，然而不限定于此。
所述电极引线准备步骤S20包括摩擦焊接步骤S201、轧制步骤S202和切割步骤S203。
为了对铜棒材和铝棒材进行摩擦焊接，所述摩擦焊接步骤S201包括材料准备步骤S201a、第一旋转步骤S201b和接合步骤S201c。
在所述材料准备步骤S201a中，将铜(或者，铜合金)棒材和铝(或者，铝合金)棒材分别安装在摩擦焊接机的托盘上。
在所述第一旋转步骤S201b中，使安装在摩擦焊接机上的铜棒材和铝棒材朝向相反方向以1600至2200rpm的旋转速度进行旋转。
在所述接合步骤S201c中，在使朝向相反方向进行旋转的铜棒材和铝棒材的彼此对置的表面紧贴期间在朝向接触面的方向上以预定时间施加7至20吨(ton)的压力以使铜棒材和铝棒材接合。
即，在使铜棒材和铝棒材分别以高速旋转的同时施加压力期间，接触面上会产生400至700℃的摩擦热。
此时，摩擦热可根据被接触的铜棒材和铝棒材的接触面的大小而不同。
相应地，当达到铜棒材和铝棒材的接合所需的温度时，在停止铜棒材和铝棒材的旋转之后，在朝向接触面的方向上施加7至20吨的压力持续预定时间时，铜棒材和铝棒材根据摩擦热和压力而接合并且形成由双重金属接合为一体的包覆金属。
在所述轧制步骤S202中，将铜棒材和铝棒材被摩擦焊接的接合体投入到轧制机中以加工为薄板形状。
此时，应理解，轧制机优选地使用以预定间隔设置有多个轧辊的辊轧制机，然而并不限定于此。
应理解，所述接合体通过轧制机来轧制，而接合体可在长度方向上轧制或者在宽度方向上轧制，并且经轧制的薄板的厚度优选地形成为0.05至50mm，然而并不限定于此。
在所述切割步骤S203中，以电极引线20的大小进行切割以使得铜和铝布置在轧制成薄板形状的接合体的两端部处。
此时，应理解，当在平面上观察时，经切割的接合体可切割成使铜部分和铝部分以前后布置的形态，或者可切割成使铜部分和铝部分以左右布置的形态。
在所述第一焊接步骤S30中，对阳极片101a和由包覆金属制成的阳极引线201的一端部进行激光焊接。
即，为了将由包覆金属制成的阳极引线201的一端部焊接到阳极片101a，在首先将阳极引线201的铝部分与阳极片101a的一侧紧贴地供给之后，对由铝制成的阳极片101a和阳极引线201的铝部分进行激光焊接。
此时，应理解，阳极片101a和阳极引线201优选地布置成彼此重叠，然而并不限定于此，并且激光焊接可构成为使阳极片101a的端部和阳极引线201的端部彼此抵靠的形态。
另外，因为激光焊接具有高的能量密度，因此层叠为多层的多个阳极片101a与阳极引线201紧密且坚固地焊接，从而能够保持间隔的接合性，并且具有耐物理冲击的优秀的耐久性。
在所述第二焊接步骤S40中，对阴极片103a和由包覆金属制成的阴极引线202的一端部进行激光焊接。
即，为了将由包覆金属制成的阴极引线202的一端部焊接到阴极片103a，在首先将阴极引线202的铜部分与阴极片103a的一侧紧贴地供给之后，对由铜制成的阴极片103a和阴极引线202的铜部分进行激光焊接。
此时，应理解，阴极片103a和阴极引线202优选地布置成彼此重叠，然而并不限定于此，并且激光焊接可构成为使阳极片101a的端部和阴极引线202的端部彼此抵靠的形态。
在所述膜粘接步骤S50中，将密封膜30分别粘接到阳极引线201和阴极引线202上。
此时，应理解，密封膜30的粘接优选地在分别在阳极引线201和阴极引线202的上下方向上供给密封膜30之后，对分别围绕阳极引线201和阴极引线202并彼此紧贴的密封膜30进行施压熔接，然而并不限定于此。
另外，密封膜的粘接位置优选地将密封膜30粘接为完全围绕由包覆金属制成的阳极引线201和阴极引线202的材料接合部。
因此，能够防止由包覆金属制成的阳极引线201和阴极引线202的各个接合部与袋状壳40内的铝层进行反应并且通过相互作用而引起短路等的电冲击或者腐蚀等的物理损伤的产生。
在所述封装步骤S60中，在将构成袋状壳的第一袋状膜401成型为预定形状以使电极组装体10安置在内部之后，将电极组装体10安置在经成型的第一袋状膜401上，并且也将第二袋状膜402供给到其上，以沿着第一袋状膜401和第二袋状膜402的边缘进行熔接，从而将电极组装体10收纳在袋状壳40内部。
此时，第二袋状膜402也能够成型为与第一袋状膜401对称的预定形状。
另外，当对第一袋状膜401和第二袋状膜402进行熔接时，阳极引线201和阴极引线202的外侧端部优选朝着经熔接的袋状壳40的一侧突出形成。
此时，分别粘接在阳极引线201和阴极引线202上的密封膜30在介于彼此熔接的第一袋状膜401与第二袋状膜402之间的状态下构成熔接，从而不仅能够在防止与阳极端子和阴极端子由铝层压材料制成的袋状壳40的直接接触的同时防止短路等的电冲击或腐蚀等的物理损伤的产生，而且还能够通过由合成竖直制成的密封膜30而使得密封更加紧密。
另外，为了电解液的注入，对第一袋状膜401和第二袋状膜402进行熔接而成型的袋状壳40的一侧边缘优选地形成开口部，而不被熔接。
在所述电解液注入步骤S70中，将电解液注入到在将电极组装体10封装到袋状壳40的步骤中形成的袋状壳40的开口部。
在所述密封步骤S80中，对注入有电解液的袋状壳40的开口部进行熔接并密封，从而使得袋状壳40的所有边缘部分被完全密封，由此在使收纳在袋状壳40内部的电极组装体10被固定的同时防止注入到袋状壳40内部的电解液的液体泄漏。
图5是示出根据本发明的袋状电池单元及其制造方法的第二实施方式的制造工艺的框图。
将参照图5进行说明，并且对于与上述实施方式重复的配置和具有相同附图标记的配置的详细说明将被省略。
所述摩擦焊接步骤S201还可包括第二旋转步骤S201d和珠去除步骤S201e。
在所述第二旋转步骤S201d中，使接合有铜棒材和铝棒材的接合体在一方向上以1600至2200rpm的旋转速度进行旋转。
在所述珠去除步骤S201e中，在使珠去除刃紧贴于进行旋转的接合体的一侧外周面上的同时使珠去除刃朝向接合体的另一侧移动，从而抵靠合体的外周面进行车削加工，进而去除在接合体的外周面上朝向外侧突出地形成的接合部的焊珠。
图6是示出根据本发明的袋状电池单元及其制造方法的第三实施方式的制造工艺的框图。
将参照图6进行说明，并且对于与上述实施方式重复的配置和具有相同附图标记的配置的详细说明将被省略。
所述轧制步骤S202可包括第一轧制步骤S202a和第二轧制步骤S202b。
在所述第一轧制步骤S202a中，将铜棒材和铝棒材被摩擦焊接的接合体投入到轧制机中以轧制成均匀的预定厚度的薄板。
在所述第二轧制步骤S202b中，将经第一轧制步骤的薄板的铜部分轧制得比铝部分薄。
即，因为铜具有比铝高的导电率，因此对于由包覆金属制成的电极引线20而言，即使铜部分的厚度比铝部分的厚度薄，铜部分和铝部分也可具有相同的导电率。
因此，能够减少具有比铝的重量大的重量的铜的使用量，从而能够制造得比电极引线20的重量轻。
图7是示出根据本发明的袋状电池单元及其制造方法的第四实施方式的制造工艺的框图。
将参照图7进行说明，并且对于与上述实施方式重复的配置和具有相同附图标记的配置的详细说明将被省略。
所述第一焊接步骤S30还可包括阳极片焊接步骤S301。
在所述阳极片焊接步骤S301中，沿着层叠为多层的多个阳极片101a的边缘执行超声波焊接，从而防止构成层叠为多层的多个阳极片101a的各个阳极片101a之间的分隔，由此在第一焊接步骤S30中对阳极片101a和阳极引线201的紧贴部进行激光焊接时，能够防止层叠为多层的多个阳极片101a的未焊接不良。
所述第一焊接步骤S30还可包括第一施压步骤S302。
在所述第一施压步骤S302中，在对层叠为多层的多个阳极片101a的上表面和下表面夹持的状态下在垂直方向上施加压力，从而最大限度地减小构成层叠为多层的多个阳极片101a的各个阳极片101a之间的间隔，由此在第一焊接步骤S30中对阳极片101a和阳极引线201的紧贴部进行激光焊接时，能够防止层叠为多层的多个阳极片101a的未焊接不良。
图8是示出根据本发明的袋状电池单元及其制造方法的第五实施方式的制造工艺的框图。
将参照图8进行说明，并且对于与上述实施方式重复的配置和具有相同附图标记的配置的详细说明将被省略。
所述第二焊接步骤S40还可包括阴极片焊接步骤S401。
在所述阴极片焊接步骤S401中，沿着层叠为多层的多个阴极片103a的边缘执行超声波焊接，从而防止构成层叠为多层的多个阴极片103a的各个阴极片103a之间的分隔，由此在第二焊接步骤S40中对阴极片103a和阴极引线202的紧贴部进行激光焊接时，能够防止层叠为多层的多个阴极片103a的未焊接不良。
所述第二焊接步骤S40还可包括第二施压步骤S402。
在所述第二施压步骤S402中，在对层叠为多层的多个阴极片103a的上表面和下表面夹持的状态下在垂直方向上施加压力，从而最大限度地减小构成层叠为多层的多个阴极片103a的各个阴极片103a之间的间隔，由此在第二焊接步骤S40中对阴极片103a和阴极引线202的紧贴部进行激光焊接时，能够防止层叠为多层的多个阴极片103a的未焊接不良。
在上文中本发明的实施方式并不仅是通过上述的装置和/或运用方法来实现而，而是也能够通过用于实现与本发明的实施方式的配置对应的功能的程序、记录有该程序的记录介质等来实现，并且本发明所属领域技术人员能够从上文中说明的实施方式的记载中容易地实现。
此外，虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，然而本发明的保护范围并不限定于此，本发明所属领域技术人员使用随附的权利要求书中限定的本发明的基本概念进行各种变形和改良形态也属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种袋状电池单元制造方法，包括以下步骤：
电极组装体准备步骤(S10)，准备由阳极板(101)、分离膜(102)和阴极板(103)构成的电极组装体；
电极引线准备步骤(S20)，准备分别待焊接到形成在所述阳极板(101)上的阳极片(101a)和形成在阴极板(103)上的阴极片(103a)的由包覆金属制成的电极引线；
第一焊接步骤(S30)，对阳极片(101a)和由包覆金属制成的阳极引线(201)的一端部进行激光焊接；
第二焊接步骤(S40)，对阴极片(103a)和由包覆金属制成的阴极引线(202)的一端部进行激光焊接；
膜粘接步骤(S50)，将密封膜(30)分别粘接到所述阳极引线(201)和阴极引线(202)上；
封装步骤(S60)，在完成所述密封膜(30)的粘接之后，将电极组装体(10)收纳在袋状壳(40)中；
电解液注入步骤(S70)，将电解液注入到封装有电极组装体(10)的袋状壳(40)内部；以及
密封步骤(S80)，对注入有电解液的袋状壳(40)进行密封。
2.如权利要求1所述的袋状电池单元制造方法，其中，所述电极引线准备步骤(S20)包括以下步骤：
摩擦焊接步骤(S201)，将铜棒材和铝棒材安装在摩擦焊接机上进行焊接；
轧制步骤(S202)，将摩擦焊接的接合体加工成薄板形状；以及
切割步骤(S203)，以使铜和铝被布置在经轧制的接合体的两端部的方式，按照电极引线(20)的大小进行切割。
3.如权利要求2所述的袋状电池单元制造方法，其中，所述摩擦焊接步骤(S201)包括以下步骤：
材料准备步骤(S201a)，将铜棒材和铝棒材分别安装在摩擦焊接机的托盘上；
第一旋转步骤(S201b)，使安装在摩擦焊接机上的铜棒材和铝棒材朝向相反方向以1600至2200rpm的旋转速度进行旋转；以及
接合步骤(S201c)，使朝向相反方向进行旋转的铜棒材和铝棒材的彼此对置的表面紧贴，同时在朝向接触面的方向上以预定时间施加7至20吨的压力，从而将铜棒材和铝棒材接合。
4.如权利要求3所述的袋状电池单元制造方法，其中，所述摩擦焊接步骤(S201)还包括以下步骤：
第二旋转步骤(S201d)，使接合有铜棒材和铝棒材的接合体朝向一方向进行旋转；以及
珠去除步骤(S201e)，使珠去除刃紧贴于进行旋转的接合体的一侧外周面上并使其移动到接合体的另一侧，从而去除接合部的焊珠。
5.如权利要求2所述的袋状电池单元制造方法，其中，所述轧制步骤(S202)还包括以下步骤：
第一轧制步骤(S202a)，将铜棒材和铝棒材被摩擦焊接而成的接合体投入到轧制机中，以轧制成均匀的预定厚度的薄板；以及
第二轧制步骤(S202b)，将经过所述第一轧制步骤的薄板的铜部分轧制得比铝部分薄。
6.一种袋状电池单元，其中，所述袋状电池单元通过权利要求1至5中任一项所述的袋状电池单元制造方法制造。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115224453A (zh) * 2022-09-21 2022-10-21 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电装置以及焊接设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102582440B1 (ko) 2021-02-08 2023-09-22 서명호 배터리 충전장치
KR102310033B1 (ko) * 2021-03-03 2021-10-08 에이에프더블류 주식회사 전기차용 배터리 모듈 제조방법 및 이에 의해 제조된 전기차용 배터리 모듈

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076706A (ja) * 1999-09-08 2001-03-23 Hitachi Maxell Ltd ポリマー電解質電池
WO2014171250A1 (ja) * 2013-04-19 2014-10-23 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 電池の製造方法及び電池モジュール
JP2015079654A (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 住友電気工業株式会社 タブリード及び蓄電デバイス
US20170298493A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Ems Engineered Material Solutions, Llc Clad material for electrical terminal connectors and the method of making the same
CN207489929U (zh) * 2017-11-06 2018-06-12 惠州拓邦电气技术有限公司 动力电池盖板及使用该盖板的动力电池
KR102034011B1 (ko) * 2018-12-26 2019-10-18 에이에프더블류 주식회사 부스바 제조방법
WO2020017514A1 (ja) * 2018-07-18 2020-01-23 シチズン時計株式会社 工作機械

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6156452A (en) * 1997-10-07 2000-12-05 Matsushita Electric Indsutrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary cell
JP2002358945A (ja) * 2000-11-15 2002-12-13 Ngk Insulators Ltd リチウム二次単電池の接続構造体
JP4904539B2 (ja) * 2006-10-25 2012-03-28 住電朝日精工株式会社 リード部材とその接合方法及び非水電解質蓄電デバイス
KR20090114126A (ko) 2008-04-29 2009-11-03 (주)우리정도 음극용 리드탭 및 그 제조방법
JP6093874B2 (ja) * 2013-10-25 2017-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
KR102348679B1 (ko) * 2015-02-24 2022-01-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
WO2016195063A1 (ja) * 2015-06-03 2016-12-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続部材の製造方法、および接続部材
KR102157892B1 (ko) * 2016-08-26 2020-09-18 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
KR102444273B1 (ko) * 2017-04-25 2022-09-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076706A (ja) * 1999-09-08 2001-03-23 Hitachi Maxell Ltd ポリマー電解質電池
WO2014171250A1 (ja) * 2013-04-19 2014-10-23 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 電池の製造方法及び電池モジュール
JP2015079654A (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 住友電気工業株式会社 タブリード及び蓄電デバイス
US20170298493A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Ems Engineered Material Solutions, Llc Clad material for electrical terminal connectors and the method of making the same
CN207489929U (zh) * 2017-11-06 2018-06-12 惠州拓邦电气技术有限公司 动力电池盖板及使用该盖板的动力电池
WO2020017514A1 (ja) * 2018-07-18 2020-01-23 シチズン時計株式会社 工作機械
KR102034011B1 (ko) * 2018-12-26 2019-10-18 에이에프더블류 주식회사 부스바 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115224453A (zh) * 2022-09-21 2022-10-21 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电装置以及焊接设备

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