JP7341585B2 - 二次電池及びその二次電池の製造方法 - Google Patents

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Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、2017年4月14日付韓国特許出願第10-2017-0048645号及び2018年4月13日付韓国特許出願第10-2018-0043191号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、二次電池及びその二次電池の製造方法に関し、より詳しくは、電極タブの機械的強度を高めることができる二次電池及びその二次電池の製造方法に関する。
物質の物理的反応や化学的反応を介して電気エネルギーを生成させて外部へ電源を供給するようになる電池(cell、battery)は、各種電気電子機器で取り囲まれている生活環境によって、建物に供給される交流電源を獲得することができない場合や直流電源が必要な場合に用いることになる。
このような電池のうち、化学的反応を用いる化学電池である一次電池と二次電池が一般的に多く使用されているが、一次電池は乾電池と通称されるものであって消耗性電池である。また、二次電池は電流と物質との間の酸化還元過程が多数回繰り返し可能な素材を使用して製造される再充電式電池であって、電流によって素材に対する還元反応が行われると電源が充電され、素材に対する酸化反応が行われると電源が放電されるところ、このような充電-放電が繰り返し的に行われつつ電気が生成されるようになる。
一方、二次電池のうちリチウムイオン電池は、正極導電ホイルと負極導電ホイルにそれぞれ活物質を一定の厚さでコーティングし、前記両導電ホイルの間には分離膜が介在されるようにして、略ゼリーロール(jelly roll)あるいは円筒状に多数回巻き取って製作した電極組立体を円筒状または角型缶、パウチなどに収納してこれを密封処理して製作される。
韓国公開特許第10-2012-0006389号公報には、従来の電極組立体及びこれを含む二次電池が開示されている。
従来の二次電池は、低抵抗セルの開発のために負極タブに抵抗が低い金属を適用するか、電極タブの数を増やす技術を適用することが必要である。
このような必要性に応じて開発された負極マルチタブ構造は、コアと外側にそれぞれ電極タブを付着する2タブ構造、またはコアと外側部に電極タブを付着して中間側にミドルタブを付着する3タブ構造であった。
ところが、ゼリーロールの特性上、ミドルタブの付着のためには電極中間の一定の位置に無地部を形成しなければならず、この際、無地部の増加による電池容量の低下の問題点があった。
したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の課題は、無地部を最小化しながらもマルチタブを形成することができる二次電池及びその二次電池の製造方法を提供することである。
また、本発明の課題は、電極ホイルをノッチングして電極タブを形成するとともに機械的強度を高めることができる二次電池及びその二次電池の製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態による二次電池は、電極集電体上に活物質が塗布された有地部と、前記電極集電体上に活物質が塗布されていない無地部とを、前記電極集電体の長さ方向に沿って備える電極、および前記電極集電体の幅方向に前記活物質が塗布されないように前記有地部から延長され、前記電極が巻き取られると二重以上重なるように形成されるノッチングタブ部を含むことを特徴とする。
前記ノッチングタブ部は、前記有地部全長の1/3以上から連続されるように延長されてよい。
前記電極が巻き取られた状態で前記ノッチングタブ部はカッティングされ、複数個のノッチングタブを形成してよい。
前記ノッチングタブの幅は、4mm~5mmであってよい。
前記電極は缶部材に収容され、前記ノッチングタブは折り曲げられて前記缶部材に連結されてよい。
前記ノッチングタブが折り曲げられて形成された折曲部は、前記缶部材に接合されてよい。
前記折曲部と前記電極の端部との間に形成された絶縁部材を含んでよい。
前記無地部に付着される電極タブを含んでよい。
前記電極が巻き取られた状態で、前記ノッチングタブ部はノッチングされて複数個のノッチングタブを形成し、前記電極は缶部材に収容され、前記複数個のノッチングタブは折り曲げられて前記電極タブに重なるように連結されてよい。
前記電極タブ、及び前記電極タブと重なるように連結された前記複数個のノッチングタブは、共に前記缶部材に接合されてよい。
前記複数個のノッチングタブのノッチングの長さは、8mm~11mmであってよい。
前記複数個のノッチングタブのノッチングの長さは、9mm~10mmであってよい。
前記電極は、負極であってよい。
本発明の一実施形態による二次電池の製造方法は、電極集電体上に活物質が塗布された有地部と活物質が塗布されていない無地部とを、前記電極集電体の長さ方向に沿って備える電極を準備する準備段階、前記電極で有地部の長さ1/3以上に、前記電極集電体の幅方向に活物質のない状態で延長されたノッチングタブ部が形成されるように前記電極をノッチングするノッチングタブ部の形成段階、前記ノッチングタブ部が形成された前記電極を、分離膜と、前記電極と反対の他の電極とに積層した後、巻き取って電極組立体を形成する巻取り段階、前記電極組立体で前記ノッチングタブ部をカッティングして複数個のノッチングタブを形成するノッチングタブの形成段階、及び前記電極組立体を缶部材に収容して前記ノッチングタブを前記缶部材に接合する設置段階を含む。
前記準備段階で負極の電極を準備することができる。
前記準備段階は、電極集電体上に活物質が塗布された有地部と活物質が塗布されていない無地部とを前記電極集電体の幅方向を基準として並列に配列することができる。
前記ノッチングタブ部の形成段階は、前記並列に配列された前記有地部と無地部を前記電極集電体の長さ方向にカッティングしながら、前記有地部の幅方向に活物質が塗布されていない前記ノッチングタブ部をノッチングすることができる。
前記ノッチングタブ部の形成段階は、前記電極をカッティングしながら、前記有地部の幅方向に活物質が塗布されていない前記ノッチングタブ部が形成されるようにノッチングすることができる。
前記ノッチングタブの形成段階において、前記ノッチングタブ部をレーザでカッティングすることができる。
前記設置段階は、前記ノッチングタブを折り曲げた状態で前記電極組立体を缶部材に収容し、前記ノッチングタブで折り曲げられた部分を前記缶部材に接合することができる。
前記設置段階において、前記ノッチングタブの折り曲げられた部分を溶接によって前記缶部材に接合することができる。
前記設置段階において、複数個の前記ノッチングタブの折り曲げられた部分を互いに重なるようにして前記缶部材に同時に接合することができる。
前記巻取り段階は、前記ノッチングタブ部を二重以上に重なるように形成することができる。
本発明によれば、無地部の形成を最小化しながらマルチタブを形成するという効果がある。
本発明によれば、マルチタブを形成して電気抵抗を最小化するという効果がある。
本発明によれば、無地部の形成を最小化して電池の容量を確保するという効果がある。
本発明によれば、電極ホイルからホイルタブであるノッチングタブを形成するとともに、ノッチングタブが二重以上重なるようにすることで、機械的強度を高めるという効果がある。
本発明によれば、ホイルタブであるノッチングタブの機械的強度を強化してノッチングタブが折り曲げられた状態で切れないようにすることにより、ノッチングタブを折り曲げた状態で缶部材に接合することができるので、電気的連結の信頼性を確保しながらも接合力を高めるという効果がある。
本発明によれば、ノッチングタブと電極タブを同時に缶部材に接合することができるので、溶接工程性を確保するという効果がある。
本発明によれば、複数個のノッチングタブを電極組立体の外側に形成して複数個のノッチングタブと電極組立体の端部との間に絶縁部材を設けることができるようにすることにより、ノッチングタブと電極組立体の接触を防止して安全性を向上するという効果がある。
本発明の一実施形態による電極を展開した状態で示した展開図である。 図1を巻き取った状態で示した斜視図である。 図2でノッチングタブ部をカッティングしてノッチングタブを形成したことを示した斜視図である。 本発明の一実施形態による電極組立体を缶部材に設けた状態で、缶部材を透視して示した透視斜視図である。 図4で電極組立体のみを底面から示した底面図である。 本発明の一実施形態による二次電池の製造方法を順次示したフローチャートである。 本発明の一実施形態によって、電極集電体の長さ方向を基準に形成された有地部と無地部が、電極集電体の幅方向を基準として並列に配列されたことを示した平面図である。 本発明の他の実施形態によって、ノッチングタブと電極タブを接合したことを底面から示した底面図である。 図8を側面から示した側面図である。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態による二次電池及びその二次電池の製造方法に対して詳しく説明する。
本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に適合する意味と概念に解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願の時点においてこれらを代替することができる多様な均等物があり得ることを理解しなければならない。
図面で各構成要素、またはその構成要素をなす特定の部分の大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたり省略されたり、または概略的に示された。したがって、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。関連の公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要にぼやかし得ると判断される場合、そのような説明は略する。
図1は、本発明の一実施形態による電極を展開した状態で示した展開図であり、図2は、図1を巻き取った状態で示した斜視図である。
図1から図2に示すように、本発明の一実施形態による二次電池は、電極集電体上に活物質aが塗布された有地部110と、前記電極集電体上に活物質aが塗布されていない無地部120とを前記電極集電体の長さ方向に沿って備える電極100、及び前記電極集電体の幅方向に前記活物質が塗布されないように前記有地部110から延長され、前記電極100が巻き取られると二重以上重なるように形成されるノッチングタブ部111を含む(図2において、二重に重なったノッチングタブ部111が示されている。)。
電極集電体の電極ホイルからホイルタブであるノッチングタブ部を形成しながらホイルタブが二重以上重なるようにして、機械的強度を高めることができる。
電極100は、正極活物質が塗布された正極と負極活物質が塗布された負極とのうちいずれか一つであってよく、正極と負極との間に分離膜が介在されるように正極、負極及び分離膜を複数回積層して電極組立体1を製作することができる。
そして、電極組立体1は、正極と分離膜及び負極を積層した積層体をゼリーロール状に巻き取って製作することができる。
正極は、アルミニウム電極集電体であってよく、正極活物質が塗布された正極有地部と、正極活物質が塗布されていない正極無地部とを含むことができる。
正極活物質は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMnOのようなリチウム含有遷移金属酸化物またはリチウムカルコゲナイド化合物であってよい。
正極有地部は、例えば、アルミニウム電極集電体の少なくともいずれか一面の一部に正極活物質を塗布して形成し、正極活物質が塗布されていないアルミニウム電極集電体の残り部分が正極無地部となり得る。
負極は、銅電極集電体であってよく、負極活物質が塗布された負極有地部と、負極活物質が塗布されていない負極無地部とを含むことができる。
負極活物質は、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素繊維のような炭素材料、リチウム金属またはリチウム合金などであってよい。
負極有地部は、例えば、銅電極集電体の少なくともいずれか一面の一部に負極活物質を塗布して形成し、負極活物質が塗布されていない銅電極集電体の残り部分が負極無地部となり得る。
分離膜は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、及びポリエチレン(PE)とポリプロピレン(PP)の共重合体(co-polymer)からなる群より選択されるいずれか一つの基材に、ポリビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HFP co-polymer)をコーティングすることにより製造されてよい。
このように本発明の電極100は、電極組立体1を形成する正極、負極のうちいずれか一つ以上であってよく、特に正極または負極のうち抵抗の減少がさらに必要ないずれか一つであってよい。
本発明では、負極を一実施形態として説明する。
電極100は、一端部に無地部120が形成されてよく、電極100の一端部に形成された無地部120には電極タブ121が付着されてよい。
ノッチングタブ部111は、電極100の有地部110から幅方向に延長されるように電極100をノッチング(notching)することによって形成されてよく、この際、電極100の有地部110全長の1/3以上に該当する領域で電極集電体のみ延長されるように形成され、活物質aは塗布されないこともある。
このようなノッチングタブ部111は、電極100から延長された有地部110から活物質aのみを除去して形成してよく、または、電極100の有地部110領域で活物質aが塗布されないまま電極ホイルのみ延長して形成してもよい。
したがって、無地部の形成を最少化しながらマルチタブを形成するという効果があり、無地部の形成を最少化して電池の容量を確保し得る。
図3は、図2においてノッチングタブ部をカッティングしてノッチングタブを形成したことを示した斜視図である。
図3に示すように、ノッチングタブ部111は、巻き取られた状態でカッティングされ、複数個のノッチングタブ111aを形成することができる。ノッチングタブ111aの数が多くなると、全体電極タブの抵抗は減ることになる。
このとき、一つのノッチングタブ111aの幅は4mm~5mmを形成するのがよく、このような理由は、ノッチングタブ111aの幅が4mm未満であれば機械的強度が弱いことがあり、ノッチングタブ111aの幅が5mmを超過すれば、缶部材との電気的連結のための接合の過程で変形が困難となり得るからである。
ホイルタブであるノッチングタブ111aの機械的強度を強化してノッチングタブ111aが折り曲げられた状態で切れないようにすることにより、ノッチングタブ111aを折り曲げた状態で缶部材に接合することができるので、電気的連結の信頼性を確保しながらも接合力を高めることができる。
図4は、本発明の一実施形態による電極組立体を缶部材に設けた状態で、缶部材を透視して示した透視斜視図であり、図5は、図4において電極組立体のみを底面から示した底面図である。
図4及び図5に示すように、本発明の二次電池による電極組立体1は、缶部材10に収容しながらノッチングタブ111aを折り曲げた状態で缶部材10と電気的に連結されるように、缶部材10にノッチングタブ111aの折曲部を溶接結合することができる。
ノッチングタブ111aを折り曲げてノッチングタブ111aの末端が缶部材10の底面の中心側に結合されるようにすることで、電気的連結を円滑にするとともに複数個のノッチングタブ111aが電気的に連結されるので、電気抵抗を最小化することができる。
図8は、本発明の他の実施形態によってノッチングタブと電極タブを接合したことを底面から示した底面図であり、図9は、図8を側面から示した側面図である。
図8及び図9に示すように、本発明の他の実施形態による二次電池は、電極100が巻き取られた電極組立体1において、ノッチングタブ部111はカッティングされて複数個のノッチングタブ111aを形成し、複数個のノッチングタブ111aは折り曲げられて電極組立体1の端部の中央部に形成された電極タブ121に重なるように連結されてよい。
そして、電極組立体1は缶部材10に収容され、電極タブ121と重なるように連結された複数個のノッチングタブ111aは、電極タブ121と共に缶部材10に溶接などにより接合されてよい。
前述したように、本発明の他の実施形態による二次電池は、複数個のノッチングタブ111aと電極タブ121を互いに重なるように連結した状態で缶部材10に共に溶接接合するため、溶接工程性の確保が容易になり得る。
本発明の他の実施形態による二次電池は、電極組立体1の端部の直径の長さが16mm~21mmであるとき、複数個のノッチングタブ111aのノッチングの長さが8mm~11mmの範囲であってよい。このような理由は、ノッチングタブ111aのノッチングの長さが8mm未満であれば、ノッチングタブ111aの長さが短いため、ノッチングタブ111aが折り曲げられて電極組立体1の端部の中央部に形成された電極タブ121に重なり難いことがある。また、ノッチングタブ111aのノッチングの長さが11mmを超過すれば、ノッチングタブ111aの長さが必要以上に長くなるため、材料の無駄使いによる費用の増加と、ノッチングタブ111aが缶部材10の内部で占める空間が大きくなって、缶部材10の内部に満たされる電解液の量が減ることによる容量の低下との原因になり得る。好ましくは、ノッチングタブ111aのノッチングの長さは9mm~10mmであるのがよい。
本発明の他の実施形態による二次電池は、ノッチングタブ111aの折曲部と電極100が巻き取られた電極組立体1の端部との間に絶縁部材130を形成することができる。
絶縁部材130は、ノッチングタブ111aと電極組立体1の端部との間を絶縁してノッチングタブ111aと電極組立体1との間の接触を防止することができる。
複数個のノッチングタブ111aは、電極組立体1の端部の外側部に形成されるため、絶縁部材130を電極組立体1の端部に設けることを妨害しないようにすることができる。
複数個のノッチングタブ111aを電極組立体の外側に形成して複数個のノッチングタブ111aと電極組立体1の端部との間に絶縁部材130を設けることができるようにすることにより、ノッチングタブ111aと電極組立体1の接触を防止して安全性を向上することができる。
図を参照して、本発明の一実施形態による二次電池の製造方法を詳しく説明する。
図6は、本発明の一実施形態による二次電池の製造方法を順次示したフローチャートである。
図6に示すように、本発明の一実施形態による二次電池の製造方法は、準備段階(S1)、ノッチングタブ部の形成段階(S2)、巻取り段階(S3)、ノッチングタブの形成段階(S4)及び設置段階(S5)を含む。
前記準備段階(S1)は、電極集電体上に活物質aが塗布された有地部110と活物質aが塗布されていない無地部120とを電極集電体の長さ方向に沿って備える電極100を準備する段階である。
このとき、電極100は負極であってよい。
図7は、本発明の一実施形態によって電極集電体の長さ方向を基準に形成された有地部と無地部が、電極集電体の幅方向を基準として並列に配列されたことを示した平面図である。
図7に示すように、準備段階(S1)において、電極集電体の長さ方向Lを基準に形成された有地部110と無地部120は、電極集電体の幅方向Wを基準として並列に配列することができる。
前記ノッチングタブ部の形成段階(S2)は、電極100で有地部110の長さ1/3以上に、有地部110の幅方向Wに活物質のない状態で延長されたノッチングタブ部111が形成されるように電極100をノッチングする段階である。
このように、電極100でノッチングタブ部111をノッチングすることは、電極集電体で電極100をカッティングしながら、有地部110の幅方向Wに形成された活物質aが塗布されていない無地部の一部をノッチングして、ノッチングタブ部111を形成することであってよい。
また、電極集電体の長さ方向Lを基準に形成された有地部100と無地部120が、電極集電体の幅方向Wを基準として並列に配列された場合、並列に配列された有地部110と無地部120を電極集電体の長さ方向Lにカッティングしながら、一つの有地部110と幅方向Wを基準として並列に配列された他の一つの有地部110との間に形成された活物質が塗布されていない無地部領域をノッチングして、有地部110の幅方向Wにノッチングタブ部111が形成されるようにしてよい。
前記巻取り段階(S3)は、ノッチングタブ部111が形成された電極100を、分離膜と、前記電極100と反対の他の電極とに積層した後、巻き取って電極組立体1を形成する段階であってよい。
電極100が巻き取られる過程でノッチングタブ部111は、二重以上に重なるように形成されてよい。
前記ノッチングタブの形成段階(S4)は、電極組立体1でノッチングタブ部111をカッティングして複数個のノッチングタブ111aを形成する段階であってよい。
ノッチングタブ部111がカッティングされて形成されたノッチングタブ111aは、ノッチングタブ部111と同様に二重以上に重なった状態を形成することができる。
このとき、ノッチングタブ部111のカッティングは、レーザを使用して作業の効率を最大化することができる。
前記設置段階(S5)は、電極組立体1を缶部材10に収容してノッチングタブ111aを缶部材10に接合する段階である。
設置段階(S5)において、ノッチングタブ111aが缶部材10に電気的に連結されながら溶接接合が容易になるようにノッチングタブ111aを折り曲げ、ノッチングタブ111aが折り曲げられた状態で電極組立体1が缶部材10に収容されるようにしてよい。
このとき、ノッチングタブ111aは二重以上に形成されているため、ノッチングタブ111aが折り曲げられても機械的強度を維持することができるので、簡単に切れないという効果がある。
折り曲げられたノッチングタブ111aは、端部が缶部材10の底面の中央に向かうようにすることができる。
缶部材10の底面とノッチングタブ111aの結合は、ノッチングタブ111aの折曲部が缶部材10の底面に溶接結合されるようにすることができる。
また、本発明の他の実施形態によれば、設置段階(S5)において、複数個のノッチングタブ111aの折り曲げられた部分を電極組立体1の端部の中央側で互いに重なるようにすることで、電極組立体1の端部の中央部に形成された電極タブ121と共に缶部材10に同時に溶接などにより接合することもできる。
以上のように、本発明による二次電池及びその二次電池の製造方法を例示された図を参考にして説明したが、本発明は、以上で説明された実施形態と図によって限定されず、特許請求の範囲内で、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者等によって多様な実施が可能である。

Claims (19)

  1. 電極集電体上に活物質が塗布された有地部と、前記電極集電体上に活物質が塗布されていない無地部とを、前記電極集電体の長さ方向に沿って備える電極;及び
    前記電極集電体の幅方向に前記活物質が塗布されないように前記有地部から延長され、前記電極が巻き取られると二重以上重なるように形成された、複数個のノッチングタブ;を含み、
    前記ノッチングタブは、その端部が前記電極が収容される缶部材の中央に向かうように折り曲げられ、前記ノッチングタブの端部同士が接合し、前記ノッチングタブの端部と前記缶部材とが接合され、
    複数個のノッチングタブが折り曲げられて電極組立体の端部の中央部に形成された電極タブに連結されている、二次電池。
  2. 前記電極集電体の幅方向に前記活物質が塗布されないように前記有地部から延長された部分は、前記有地部の全長の1/3以上から連続されるように延長される、請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記ノッチングタブの幅は、4mm~5mmである、請求項1または2に記載の二次電池。
  4. 前記電極は缶部材に収容され、前記ノッチングタブの折り曲げで形成された折曲部にて前記缶部材に連結される、請求項1または2に記載の二次電池。
  5. 前記折曲部と前記電極の端部との間に形成された絶縁部材を含む、請求項4に記載の二次電池。
  6. 前記無地部に付着される電極タブを含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の二次電池。
  7. 前記電極は缶部材に収容され、前記複数個のノッチングタブは折り曲げられて前記電極タブに重なるように連結される、請求項6に記載の二次電池。
  8. 前記電極タブ、及び前記電極タブと重なるように連結された前記複数個のノッチングタブは、共に前記缶部材に接合される、請求項7に記載の二次電池。
  9. 前記複数個のノッチングタブのノッチングの長さは、8mm~11mmである、請求項7または請求項8に記載の二次電池。
  10. 前記電極は、負極である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の二次電池。
  11. 電極集電体上に活物質が塗布された有地部と活物質が塗布されていない無地部とを、前記電極集電体の長さ方向に沿って備える電極を準備する準備段階;
    前記電極で有地部の長さ1/3以上に、前記電極集電体の幅方向に活物質のない状態で延長されたノッチングタブ部が形成されるように前記電極をノッチングするノッチングタブ部の形成段階;
    前記ノッチングタブ部が形成された前記電極を、分離膜と、前記電極と反対の他の電極とに積層した後、巻き取って電極組立体を形成する巻取り段階;
    前記電極組立体で前記ノッチングタブ部をカッティングして複数個のノッチングタブを形成するノッチングタブの形成段階;及び
    前記電極組立体を缶部材に収容して前記ノッチングタブを前記缶部材に接合する設置段階;を含み、
    前記ノッチングタブは、その端部が前記缶部材の中央に向かうように折り曲げられ、前記ノッチングタブの端部同士が接合し、前記ノッチングタブの端部と前記缶部材とが接合され、
    複数個のノッチングタブが折り曲げられて電極組立体の端部の中央部に形成された電極タブに連結されている、二次電池の製造方法。
  12. 前記準備段階において、負極の電極を準備する、請求項11に記載の二次電池の製造方法。
  13. 前記準備段階は、電極集電体上に活物質が塗布された有地部と活物質が塗布されていない無地部とを前記電極集電体の幅方向を基準として並列に配列する、請求項11または請求項12に記載の二次電池の製造方法。
  14. 前記ノッチングタブ部の形成段階は、前記並列に配列された前記有地部と無地部を前記電極集電体の長さ方向にカッティングしながら、前記有地部の幅方向に活物質が塗布されていない前記ノッチングタブ部をノッチングする、請求項13に記載の二次電池の製造方法。
  15. 前記ノッチングタブの形成段階において、前記ノッチングタブ部をレーザでカッティングする、請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
  16. 前記設置段階は、前記ノッチングタブを折り曲げた状態で前記電極組立体を缶部材に収容し、前記ノッチングタブで折り曲げられた部分を前記缶部材に接合する、請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
  17. 前記設置段階において、前記ノッチングタブの折り曲げられた部分を溶接によって前記缶部材に接合する、請求項16に記載の二次電池の製造方法。
  18. 前記設置段階において、複数個の前記ノッチングタブの折り曲げられた部分を互いに重なるようにして前記缶部材に同時に接合する、請求項16に記載の二次電池の製造方法。
  19. 前記巻取り段階は、前記ノッチングタブ部を二重以上に重なるように形成する、請求項11から請求項18のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3611781A4 (en) * 2017-04-14 2020-02-19 LG Chem, Ltd. SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY
EP4216323A1 (en) 2020-09-21 2023-07-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage device
KR102446351B1 (ko) * 2021-01-19 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CA3207443A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Min-Woo Kim Electrode assembly, battery, and battery pack and vehicle including the same
US20220271405A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Lg Energy Solution, Ltd. Riveting structure of electrode terminal, and cylindrical battery cell, battery pack and vehicle including the same
WO2022216143A1 (ko) * 2021-04-09 2022-10-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량
WO2022216078A1 (ko) * 2021-04-09 2022-10-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량
DE102021111821A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrode und elektrochemische Speicherzelle
CN113540400B (zh) * 2021-06-28 2022-08-02 大连中比动力电池有限公司 一种大尺寸圆柱锂离子二次电池及其正负极极片
CN218867340U (zh) * 2021-10-15 2023-04-14 株式会社Lg新能源 电极组件、圆筒形电池单元及包括其的电池组及汽车
WO2023063540A1 (ko) 2021-10-15 2023-04-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 제조방법
EP4290630A1 (en) 2021-10-22 2023-12-13 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly, battery, and battery pack and vehicle comprising same
WO2023085829A1 (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 주식회사 엘지에너지솔루션 커팅장치, 전극 조립체, 배터리 셀, 전극 조립체 가공 장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량, 배터리 셀의 제조방법
CA3219281A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 Jae-Eun Lee Electrode assembly, battery, and battery pack and vehicle including the same
JP2024503459A (ja) * 2021-11-24 2024-01-25 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電極組立体、その製造方法及び装置、電極組立体を含む円筒形バッテリー、それを含むバッテリーパック及び自動車
CN114171774B (zh) * 2021-11-30 2023-02-10 湖北亿纬动力有限公司 一种电芯加工方法及极耳预弯折装置
EP4329083A1 (de) * 2022-08-25 2024-02-28 VARTA Microbattery GmbH Elektrochemische energiespeicherzelle und verfahren zur herstellung
WO2024091045A1 (ko) * 2022-10-26 2024-05-02 주식회사 엘지에너지솔루션 레이저 노칭 시스템
WO2024095902A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005276459A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2006128106A (ja) 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP2007227137A (ja) 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型蓄電池
JP2008066040A (ja) 2006-09-05 2008-03-21 Sony Corp 電池およびその製造方法
US20100190056A1 (en) 2009-01-28 2010-07-29 K2 Energy Solutions, Inc, Battery Tab Structure
US20100310926A1 (en) 2009-06-03 2010-12-09 Dongguan Amperex Technology Limited Battery cell of a cylindrical lithium ion battery
JP2011065981A (ja) 2009-09-18 2011-03-31 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池用電極組立体の製造方法
WO2012086690A1 (ja) 2010-12-24 2012-06-28 日立ビークルエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池
WO2014188501A1 (ja) 2013-05-21 2014-11-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 非水電解液二次電池

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2094491A5 (ja) 1970-06-23 1972-02-04 Accumulateurs Fixes
US4822377A (en) * 1988-02-18 1989-04-18 Energy Conversion Devices, Inc. Method for sealing an electrochemical cell employing an improved reinforced cover assembly
JP3692561B2 (ja) 1995-07-14 2005-09-07 株式会社デンソー 電池
JPH11339756A (ja) 1998-05-25 1999-12-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電極巻回型電池
KR100307452B1 (ko) 1999-01-26 2001-09-26 김순택 이차전지의 전극
FR2806532B1 (fr) * 2000-03-16 2002-05-31 Cit Alcatel Procede de raccordement des lamelles d'une electrode a une borne d'un generateur electrochimique et generateur en resultant
JP4023213B2 (ja) 2002-05-20 2007-12-19 松下電器産業株式会社 リチウムイオン二次電池
JP4401634B2 (ja) 2002-09-04 2010-01-20 パナソニック株式会社 蓄電池およびその製造方法
KR100515833B1 (ko) 2003-05-26 2005-09-21 삼성에스디아이 주식회사 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지
KR100599749B1 (ko) 2004-06-23 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR20050121914A (ko) 2004-06-23 2005-12-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR100599710B1 (ko) 2004-07-28 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 이차 전지제조 방법
KR100612236B1 (ko) * 2004-09-07 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
US8334071B2 (en) * 2008-09-29 2012-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery, electrode used for secondary battery, and method of manufacturing electrode
JP5299980B2 (ja) 2008-12-19 2013-09-25 エルジー ケム. エルティーディ. 高出力リチウム二次電池
US8871373B2 (en) * 2009-12-01 2014-10-28 A123 Systems Llc Electrical insulator for electrochemical cell
KR101147237B1 (ko) 2010-07-12 2012-05-18 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
JP6100165B2 (ja) * 2010-10-15 2017-03-22 エイ123・システムズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーA123 Systems, Llc 一体型バッテリタブ
KR101199161B1 (ko) 2011-02-11 2012-11-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR20130073329A (ko) 2011-12-23 2013-07-03 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지 전극 노칭시스템의 타발유 도포장치
JP5790576B2 (ja) 2012-04-05 2015-10-07 株式会社豊田自動織機 蓄電装置用電極体の製造方法
TW201407859A (zh) * 2012-08-15 2014-02-16 Dijiya Energy Saving Technology Inc 單卷芯、具有單卷芯之鋰電池及單卷芯之連續卷繞方法
DE112015000539T5 (de) * 2014-01-28 2016-11-03 A123 Systems, LLC Zylindrische elektrochemische zellen und verfahren zur herstellung
KR102234292B1 (ko) 2014-04-09 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
JP2016001575A (ja) 2014-06-12 2016-01-07 株式会社デンソー 電極の製造方法
CN204577523U (zh) 2015-05-19 2015-08-19 宁德时代新能源科技有限公司 一种电极极片及包括该电极极片的电芯
KR101995292B1 (ko) 2015-07-08 2019-07-02 주식회사 엘지화학 중심에 노칭부를 포함하는 전극 시트를 이용하여 전극판을 제조하는 방법
US10566598B2 (en) * 2015-07-10 2020-02-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery having separator protection provided to electrode
EP3611781A4 (en) * 2017-04-14 2020-02-19 LG Chem, Ltd. SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY
KR102316338B1 (ko) * 2017-04-14 2021-10-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전극조립체

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005276459A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2006128106A (ja) 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP2007227137A (ja) 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型蓄電池
JP2008066040A (ja) 2006-09-05 2008-03-21 Sony Corp 電池およびその製造方法
US20100190056A1 (en) 2009-01-28 2010-07-29 K2 Energy Solutions, Inc, Battery Tab Structure
US20100310926A1 (en) 2009-06-03 2010-12-09 Dongguan Amperex Technology Limited Battery cell of a cylindrical lithium ion battery
JP2011065981A (ja) 2009-09-18 2011-03-31 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池用電極組立体の製造方法
WO2012086690A1 (ja) 2010-12-24 2012-06-28 日立ビークルエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池
WO2014188501A1 (ja) 2013-05-21 2014-11-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 非水電解液二次電池

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