JP2024501340A - 電極タップとメタルリードの接合方法及びリチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
本発明はリチウム電極タップの成形枠を使用するリチウム電極タップとメタルリードの接合方法及び前記方法によって製造されたリチウム電極タップとメタルリードの接合構造を含むリチウム二次電池を提供する。
Description
本出願は2021年6月21日付韓国特許出願第10‐2021‐0079944号及び2022年6月20日付韓国特許出願第10‐2022‐0074655号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は本明細書の一部として組み込む。
本発明は電極タップとメタルリードの接合方法及びリチウム二次電池に関する。
エネルギー貯蔵技術に対する関心がますます高くなるにつれ、携帯電話、タブレット(tablet)、ラップトップ(laptop)及びカムコーダー、ひいては電気自動車(EV)及びハイブリッド電気自動車(HEV)のエネルギーまで適用分野が拡大され、電気化学素子に対する研究及び開発が段々増大されている。
前記電気化学素子の中でも充・放電が可能なリチウム二次電池、さらにはリチウム二次電池の開発は関心の的になっていて、最近は、このような電池を開発するにあたり、容量密度及び比エネルギーを向上させるために、新しい電極と電池の設計に対する研究開発が活発に行われている。
このような成り行きによって次世代電池として開発されているリチウムメタル電池は負極がリチウムのみからなっている。しかし、前記リチウムは他の金属に比べて融点が低く、容易く切れて、空気中に露出された時、爆発の危険性などが潜在し、電池として開発することが難しいものとして知られている。
特に、前記リチウム負極のリチウム電極タップとメタルリードを接合することは、リチウム電極タップの柔らかい性質のため、とても難しい作業として知られている。
すなわち、従来のリチウムイオン電池の場合、タップ溶接の際に、負極(銅)または正極(アルミニウム)タップとリード(銅、ニッケルなど)の間を超音波溶接、レーザー溶接または抵抗溶接方式で溶接しているが、前記リチウム負極のリチウム電極タップとメタルリードの溶接にはこのような技術を適用しがたい。
そのため、従来技術では、図1に示すように、メタルリードとリチウム電極タップを積層した状態で押圧することで、これらを接合する技術が利用されている。しかし、このような方法を使用する場合、リチウム電極タップの性質が柔らかいため、押圧圧力の大きさと押圧時間によってリチウム電極タップが押されて広がる程度が違うので、接合強度と接合部の規格を調節することが難しかった。すなわち、リチウム電極タップの外周部の形態が作業の時ごとに異に形成され、外周部の末端も出入りが多く形成されて均一な形状で接合部を形成しにくかった。また、リチウム電極タップの厚さ及び接合部の面積を一定に形成することも難しかった。
さらに、前記のような従来の方法はリチウム電極タップを押圧する押圧装置にリチウムがくっついて接合不良を発生させ、これによって接合工程にかかる時間も増加させるので、電池の生産効率が低いという短所も持つ。
本発明は、従来技術の前記のような問題を解消するために案出されたものであって、
リチウム電極タップの外周部形態を均一に形成させ、リチウム電極タップの厚さを均一に形成させ、接合面積を信頼性があるように調節することが可能であるため、リチウム電極タップとメタルリードの接合強度と接合部の規格を容易に調節することができ、セルの間の抵抗偏差を最小化し、工程効率も大きく向上させる電極タップとメタルリードの接合方法、及び前記方法によって形成された接合構造を含むリチウム二次電池を提供することを目的とする。
リチウム電極タップの外周部形態を均一に形成させ、リチウム電極タップの厚さを均一に形成させ、接合面積を信頼性があるように調節することが可能であるため、リチウム電極タップとメタルリードの接合強度と接合部の規格を容易に調節することができ、セルの間の抵抗偏差を最小化し、工程効率も大きく向上させる電極タップとメタルリードの接合方法、及び前記方法によって形成された接合構造を含むリチウム二次電池を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、
(a)リチウム電極タップの成形枠を準備する段階;
(b)前記成形枠の成形溝にリチウム電極タップの一端部を位置させる段階;
(c)前記成形溝に位置されたリチウム電極タップの上部にメタルリードの一端部を積層させる段階;及び
(d)前記積層されたメタルリードの上部を押圧する段階;を含むリチウム電極タップとメタルリードの接合方法を提供する。
(a)リチウム電極タップの成形枠を準備する段階;
(b)前記成形枠の成形溝にリチウム電極タップの一端部を位置させる段階;
(c)前記成形溝に位置されたリチウム電極タップの上部にメタルリードの一端部を積層させる段階;及び
(d)前記積層されたメタルリードの上部を押圧する段階;を含むリチウム電極タップとメタルリードの接合方法を提供する。
また、本発明は、
リチウム電極タップとメタルリードの電極接合構造を含むリチウム二次電池であって、
前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの長手方向の両側面が平面で成形されたことを特徴とするリチウム二次電池を提供する。
リチウム電極タップとメタルリードの電極接合構造を含むリチウム二次電池であって、
前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの長手方向の両側面が平面で成形されたことを特徴とするリチウム二次電池を提供する。
本発明のリチウム電極タップとメタルリードの接合方法はリチウム電極タップの外周部の形態を均一に形成させ、リチウム電極タップの厚さを均一に形成させ、接合面積を信頼性あるように調節することが可能であるため、リチウム電極タップとメタルリードの接合強度と接合部の規格を容易に調節することを可能とする。
また、本発明の電極タップとメタルリードの接合方法は、工程効率を著しく改善させ、接合不良を最小化する効果を提供し、セルの間の抵抗偏差を最小化する効果を提供する。
本発明のリチウム二次電池は、接合強度に優れるリチウム電極タップとメタルリードの接合構造を含むので、改善された品質を提供する。
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付の図面を参照して詳しく説明する。しかし、本発明はいくつか異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。明細書全体にわたって類似な部分に対しては同一な図面符号を付けた。
本発明のリチウム電極タップとメタルリードの接合方法は、図2、図3及び図5に示すように、
(a)リチウム電極タップの成形枠10を準備する段階;
(b)前記成形枠の成形溝12にリチウム電極タップ22の一端部を位置させる段階;
(c)前記成形溝12に位置されたリチウム電極タップ22の上部にメタルリード30の一端部を積層させる段階;及び
(d)前記積層されたメタルリード30の上部を押圧する段階;を含むことを特徴とする。
(a)リチウム電極タップの成形枠10を準備する段階;
(b)前記成形枠の成形溝12にリチウム電極タップ22の一端部を位置させる段階;
(c)前記成形溝12に位置されたリチウム電極タップ22の上部にメタルリード30の一端部を積層させる段階;及び
(d)前記積層されたメタルリード30の上部を押圧する段階;を含むことを特徴とする。
従来技術は図1に示すように、成形枠を使用せず、リチウム電極タップ22の一端部とメタルリード30の一端部を積層させた後、押圧してリチウム電極タップとメタルリードを接合させた。
しかし、このような方法を利用する場合、リチウム電極タップの性質が柔らかいため、押圧圧力の大きさと押圧時間によってリチウム電極タップが押されて広がる度合いが違って、接合強度と接合部の規格を調節することが難しかった。すなわち、リチウム電極タップの外周部の形態が作業する度に異なって形成され、外周部の末端もデコボコに形成され、均一な形状で接合部を形成することが難しかった。また、リチウム電極タップの厚さ及び接合部の面積を一定に形成することも難しかった。
また、このような方法によって形成されたリチウム電極タップとメタルリードの接合部は、厚さ及び面積が一定しないため、セルの間の抵抗偏差が大きくなる問題があって、接合面積が足りない場合は、接合部が容易に切れてセルの組み立て中に不良がたくさん発生した。
一方、前記のような従来の方法はリチウム電極タップを押圧する押圧装置にリチウムがくっついて接合不良を発生させ、なお、接合工程にかかる時間も増加させるので電池の生産効率を低下させる原因として作用した。
本発明は成形枠10を利用してリチウム電極タップ22とメタルリード30を接合させることで、接合強度と接合部の規格を容易に調節することを特徴とする。すなわち、本発明の接合方法は、前記成形枠10を使用することで、リチウム電極タップ22の外周部の形態を成形枠10に形成された成形溝12の形状で均一に形成させることができ、また、このような効果によってリチウム電極タップとメタルリードの接合面積を信頼性あるように調節することが可能である。また、前記成形枠10の作用によってリチウム電極タップ22の厚さも均一に形成させることができる。すなわち、前記成形枠10で成形溝12を形成する壁体が押圧の際にストッパとして機能するので、押圧の際にメタルリード30に対する圧力を繊細に調節しなくても電極タップ22の厚さを均一に形成することができる。
また、本発明の接合方法でリチウム電極タップ22は押圧装置と直接的に接触せず、成形枠の成形溝12のみに接触されるので、押圧装置にリチウムがくっついて接合不良が発生する問題が発生されず、押圧装置にリチウムがくっついて接合工程にかかる時間が長くなる問題も発生されない効果を提供する。
本発明の一実施形態において、前記(a)段階の成形溝12は図2及び図4の(a)に示すように、成形枠10のメタルリード30方向の先端部から末端部まで連続した形態で形成されることができる。
このような形態の成形溝12は、リチウム電極タップ22の長手方向の両側面部の形状を均一に制御することが可能であるため好ましい。
本発明の一実施形態において、前記(a)段階の成形溝12は、図3及び図4の(b)に示すように、成形溝12は四角形の溝で一辺がオープンされた形態であってもよい。この時、前記オープンされた一辺がリチウム電極タップ22と結合された電極20の方に位置することができる。
このような形態の成形溝12は、リチウム電極タップ22の長手方向の両側面部だけでなく末端部の形状も均一に制御することが可能であるため好ましい。
本発明の一実施形態において、前記成形溝12はメタルリード30の幅と対比して0.5倍ないし1倍の幅を持つことができる。成形溝の幅がメタルリードの幅より大きい場合、接合の際にリチウム電極タップ22の中でメタルリード30と接合しない部分が形成されることができ、押圧の際にメタルリード30が存在しない部分でリチウム電極タップ22が持ち上がってセルの間の抵抗偏差を発生させる原因になり得るので好ましくない。
本発明の一実施形態において、前記成形溝12の深さはリチウム電極タップ22の厚さより浅く形成されることが好ましい。なぜなら、メタルリード30とリチウム電極タップ22を接合させるためにメタルリード30を押圧する場合、性質が柔らかくなったリチウム電極タップ22の厚さが薄くなって横方向に広がるようになるが、リチウム電極タップ22の厚さを均一に形成するためには、図5の(a)に示すように、成形枠10で成形溝12を形成する壁体がメタルリード30の押圧を中止させるストッパとして作用するものが必要なためである。
本発明の一実施形態において、前記成形溝12はリチウム電極タップ22の幅より広く形成されることが好ましい。なぜなら、リチウム電極タップ22は厚さ方向への押圧の際に横方向に伸びるようになるので、このように伸びた部分が収容されることができる空間が成形溝に存在しなければならないためである。
本発明の一実施形態において、前記(d)段階後にリチウム電極タップとメタルリードを溶接させる段階がさらに含まれることができる。しかし、前記溶接段階は必須的に要求する段階ではない。すなわち、メタルリードとリチウム電極タップは多様な結合構造によって溶接せずに接合させることも可能なので、前記溶接段階は選択的に実施されることができる。
本発明の一実施形態において、前記(b)段階で成形枠10の成形溝12にリチウム電極タップ22の一端部を位置させる段階前に前記成形溝12に離型剤を塗布する段階、又は、前記成形溝12に離型フィルムを覆う段階をさらに含むことができる。
本発明のリチウム電極タップとメタルリードの接合方法の接合メカニズムを図5に例示した。図5の(a)図面はリチウム電極タップ22とメタルリード30の爆方向(横方向)の切断面を接合前と接合後に分けて示すものである。図5の(a)に示すように、メタルリード30及び成形枠10のいずれか一方向以上で圧力が加えられる場合、柔らかい性質を持つリチウム電極タップ22は横方向に膨脹しながら成形溝12の形態で成形されると同時にメタルリード30と接合される。
図5の(b)図面はリチウム電極タップ22とメタルリード30の長手方向(縦方向)の切断面を接合前と接合後に分けて示すものである。図5の(b)に示すように、メタルリード30及び成形枠10のいずれか一方向以上で圧力が加えられる場合、柔らかい性質を持つリチウム電極タップ22は、上記(a)に示すように、横方向に膨脹すると同時に、(b)に示すように厚さが薄くなって成形溝12の形態で成形される。また、このようなメカニズムによってメタルリード30と接合される。
図5の(c)図面は押圧によるリチウム電極タップ22の変形挙動をリチウム電極タップ22の上方で示すものである。図5の(c)に示すように、メタルリード30及び成形枠10のいずれか一方向以上で圧力が加えられる場合、柔らかい性質を持つリチウム電極タップ22は横方向に膨脹しながら成形溝12の形態で成形される。
本発明は、また、
リチウム電極タップとメタルリードの積層接合構造を含むリチウム二次電池であって、
前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの長手方向の両側面が平面で成形された形態のリチウム二次電池に関する。
リチウム電極タップとメタルリードの積層接合構造を含むリチウム二次電池であって、
前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの長手方向の両側面が平面で成形された形態のリチウム二次電池に関する。
前記平面は成形枠によって成形された面であってもよい。
前記電極タップとメタルリードの接合方法で説明された内容は、前記リチウム二次電池に関して同様に適用されることができる。よって、前述した内容と重なる内容は省略する。
本発明の一実施形態において、前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップのメタルリード方向の末端面は平面で成形された形態であってもよい。
前記均一な面は成形枠によって成形された面であってもよい。
本発明の一実施形態において、前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの上部面と下部面が均一な厚さの平面で成形された形態であってもよい。
本発明の一実施形態において、前記積層接合構造は、図5の(b)に示すように、段差が形成されたリチウム電極タップ22と前記段差の下段にメタルリード30が積層された状態で接合された形態を含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記積層接合構造は、図5の(b)に示すように、段差が形成されたリチウム電極タップ22と前記段差の下段にメタルリード30が積層された状態で接合された形態を含み、前記リチウム電極タップ22のメタルリード30積層の反対面も段差を含む形態を含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記段差は、図5の(b)に示すように、リチウム電極タップの成形枠10の成形溝12にリチウム電極タップ22の一端部を位置させ、前記リチウム電極タップ22の上部にメタルリード30の一端部を積層させ、前記積層されたメタルリード30の上部を押圧する過程によって形成されたものであってもよい。
前記でリチウム電極タップ22に接合されたメタルリードの末端面は、リチウム電極タップの段差の形成面と隙間なく接合された形態で積層接合構造を形成することができる。ここで隙間がないという意味は実質的に隙間がないことを意味する。
本発明の一実施形態において、前記リチウム二次電池はフリースタンディングリチウム電極を含むものであってもよい。
本発明の一実施形態において、前記リチウム二次電池はフリースタンディングリチウム電極である負極、正極、前記負極と正極との間に介在される電解質及び分離膜を含んで製造されることができる。
本発明のリチウム二次電池は、前記リチウム電極タップとメタルリードの接合構造を除いては、この分野に公知された構成によって公知の方法で製造されることができる。以下、正極、電解質及び分離膜に対する具体的な例を挙げて説明する。
正極
本発明のリチウム二次電池に含まれる正極は、正極活物質、バインダー及び導電材などを含むことができる。前記バインダーは、正極活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合に助力する成分であって、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン‐ポリヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF/HFP)、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、アルキル化ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリメチル(メト)アクリレート、ポリエチル(メト)アクリレート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、スチレン‐ブタジエンゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、スチレン‐ブチレンゴム、フッ素ゴム、カルボキシメチルセルロース(CMC)、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、及びこれらの混合物からなる群から選択される1種以上を使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。
本発明のリチウム二次電池に含まれる正極は、正極活物質、バインダー及び導電材などを含むことができる。前記バインダーは、正極活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合に助力する成分であって、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン‐ポリヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF/HFP)、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、アルキル化ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン、ポリメチル(メト)アクリレート、ポリエチル(メト)アクリレート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、スチレン‐ブタジエンゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、スチレン‐ブチレンゴム、フッ素ゴム、カルボキシメチルセルロース(CMC)、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、及びこれらの混合物からなる群から選択される1種以上を使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記バインダーは通常正極の総重量100重量部を基準にして1ないし50重量部、好ましくは3ないし15重量部が添加されることができる。
前記正極に含まれる導電材は、リチウム二次電池の内部環境で副反応を引き起こさずに、当該電池に化学的変化を引き起こすことなく優れる電気伝導性を持つものであれば特に制限されず、代表的には、黒鉛または導電性炭素を使用することができ、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛;アセチレンブラック、ケッチェンブラック、デンカブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック;結晶構造がグラフェンやグラファイトである炭素系物質;炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維;フッ化カーボン;アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末;酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー;酸化チタンなどの導電性酸化物;及びポリフェニレン誘導体などの導電性高分子;を単独で、または2種以上混合して使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記導電材は通常正極全体重量100重量部を基準にして0.5ないし50重量部、好ましくは1ないし30重量部で添加されることができる。
前記正極活物質、バインダー及び導電材などを分散媒(溶媒)に分散、混合させてスラリーを作って、これを正極集電体上に塗布した後、乾燥及び圧延することで、本発明の正極を製造することができる。前記分散媒としては、NMP(N‐methyl‐2‐pyrrolidone)、DMF(Dimethyl formamide)、DMSO(Dimethyl sulfoxide)、エタノール、イソプロパノール、水及びこれらの混合物を使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記正極集電体としては、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、銀(Ag)、ルテニウム(Ru)、ニッケル(Ni)、ステンレススチール(STS)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、カーボン(C)、チタン(Ti)、タングステン(W)、ITO(In doped SnO2)、FTO(F doped SnO2)、及びこれらの合金と、アルミニウム(Al)またはステンレススチールの表面にカーボン(C)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)または銀(Ag)を表面処理したものなどを使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。正極集電体の形態は、ホイル、フィルム、シート、打ち抜かれたもの、多孔質体、発泡体などの形態であってもよい。
分離膜
前記分離膜は正極と負極との間に介在され、これらの間の短絡を防止し、リチウムイオンの移動通路を提供する役割をする。前記分離膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなオレフィン系ポリマー、ガラス繊維などをシート、多重膜、微細多孔性フィルム、織布及び不織布などの形態で使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。一方、電解質としてポリマーなどの固体電解質(例えば、有機固体電解質、無機固体電解質など)が使用される場合は、前記固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。
前記分離膜は正極と負極との間に介在され、これらの間の短絡を防止し、リチウムイオンの移動通路を提供する役割をする。前記分離膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなオレフィン系ポリマー、ガラス繊維などをシート、多重膜、微細多孔性フィルム、織布及び不織布などの形態で使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。一方、電解質としてポリマーなどの固体電解質(例えば、有機固体電解質、無機固体電解質など)が使用される場合は、前記固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。
電解質
前記電解質としては固体電解質または液体電解質が使用されることができ、前記液体電解質としては、例えば、非水系電解液(非水系有機溶媒)が使用されることができる。前記非水系電解液としては、カーボネート、エステル、エーテルまたはケトンを単独で、または2種以上混合して使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ‐ブチルロラクトン、n‐メチルアセテート、n‐エチルアセテート、n‐プロピルアセテート、リン酸トリエステル、ジブチルエーテル、N‐メチル‐2‐ピロリジノン、1,2‐ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン(Franc)、2‐メチルテトラヒドロフランのようなテトラヒドロフラン誘導体、ジメチルスルホキシド、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン及びその誘導体、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、トリメトキシメタン、スルホラン、メチルスルホラン、1,3‐ジメチル‐2‐イミダゾリジノン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒が使用されることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記電解質としては固体電解質または液体電解質が使用されることができ、前記液体電解質としては、例えば、非水系電解液(非水系有機溶媒)が使用されることができる。前記非水系電解液としては、カーボネート、エステル、エーテルまたはケトンを単独で、または2種以上混合して使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ‐ブチルロラクトン、n‐メチルアセテート、n‐エチルアセテート、n‐プロピルアセテート、リン酸トリエステル、ジブチルエーテル、N‐メチル‐2‐ピロリジノン、1,2‐ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン(Franc)、2‐メチルテトラヒドロフランのようなテトラヒドロフラン誘導体、ジメチルスルホキシド、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン及びその誘導体、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、トリメトキシメタン、スルホラン、メチルスルホラン、1,3‐ジメチル‐2‐イミダゾリジノン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒が使用されることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記電解液にはリチウム塩をさらに添加して使用することができ(いわゆる、リチウム塩含有非水系電解液)、前記リチウム塩としては、非水系電解液に溶解されやすい公知のもの、例えば、LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiPF3(CF2CF3)3、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、4フェニルホウ酸リチウム、リチウムイミドなどを挙げることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
本発明のリチウム二次電池は当分野の通常の方法によって製造されることができる。例えば、正極と負極との間に多孔性分離膜を入れて、非水電解液を投入することで製造することができる。
たとえ本発明が前記言及された好ましい実施例と関わって説明されたが、発明の要旨と範囲から脱することがなく多様な修正や変形をすることが可能である。したがって、添付の特許請求範囲は本発明の要旨に属する限り、このような修正や変形を含む。
10:成形枠
12:成形溝
20:リチウム電極
22:リチウム電極タップ
30:メタルリード
40:電極リードフィルム
12:成形溝
20:リチウム電極
22:リチウム電極タップ
30:メタルリード
40:電極リードフィルム
Claims (14)
- (a)リチウム電極タップの成形枠を準備する段階;
(b)前記成形枠の成形溝にリチウム電極タップの一端部を位置させる段階;
(c)前記成形溝に位置されたリチウム電極タップの上部にメタルリードの一端部を積層させる段階;及び
(d)前記積層されたメタルリードの上部を押圧する段階;を含む、リチウム電極タップとメタルリードの接合方法。 - 前記(a)段階の成形溝は、成形枠のメタルリード方向の先端部から末端部まで連続された形態で形成されることを特徴とする、請求項1に記載のリチウム電極タップとメタルリードの接合方法。
- 前記(a)段階の成形溝は、四角形の溝で一辺がオープンされた形態であり、前記オープンされた一辺がリチウム電極タップと結合された電極の方に位置することを特徴とする、請求項1に記載の電極タップとメタルリードの接合方法。
- 前記成形溝はメタルリードの幅と対比して0.5倍ないし1倍の幅を持つことを特徴とする、請求項2または3に記載の電極タップとメタルリードの接合方法。
- 前記(d)段階後、リチウム電極タップとメタルリードを溶接させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電極タップとメタルリードの接合方法。
- 前記(b)段階前に前記成形溝に離型剤を塗布する段階、又は、前記成形溝に離型フィルムを覆う段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電極タップとメタルリードの接合方法。
- リチウム電極タップとメタルリードの積層接合構造を含むリチウム二次電池であって、
前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの長手方向の両側面が平面で成形されたことを特徴とする、リチウム二次電池。 - 前記積層接合構造は段差が形成されたリチウム電極タップと前記段差の下段にメタルリードが積層された状態で接合された形態を含むことを特徴とする、請求項7に記載のリチウム二次電池。
- 前記リチウム電極タップのメタルリード積層反対面も段差を含むことを特徴とする、請求項8に記載のリチウム二次電池。
- 前記段差はリチウム電極タップの成形枠の成形溝にリチウム電極タップの一端部を位置させ、前記リチウム電極タップの上部にメタルリードの一端部を積層させ、前記積層されたメタルリードの上部を押圧する過程によって形成されたことを特徴とする、請求項8または9に記載のリチウム二次電池。
- 前記リチウム電極タップに接合されたメタルリードの末端面は、リチウム電極タップの段差形成面と隙間なく接合された形態であることを特徴とする、請求項8に記載のリチウム二次電池。
- 前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップのメタルリード方向の末端面が平面で成形された、請求項7に記載のリチウム二次電池。
- 前記メタルリードと接合されたリチウム電極タップの上部面と下部面が均一な厚さの平面で成形された、請求項7に記載のリチウム二次電池。
- 前記リチウム二次電池はフリースタンディングリチウム電極を含むことを特徴とする、請求項7に記載のリチウム二次電池。
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