KR100686857B1 - Can type secondary battery and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 캔형 이차 전지의 일 예로 각형 구조를 가지는 리튬 이온 전지의 예를 나타내는 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating an example of a lithium ion battery having a rectangular structure as an example of a conventional can type secondary battery.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 조립 상태를 나타내는 상부 정단면도이다.2 is a top cross-sectional view illustrating an assembled state of a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 캔형 이차 전지의 캡 플레이트에 형성된 전해액 주입구를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole formed in a cap plate of the can type secondary battery of FIG. 2.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5a 내지 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 제조 방법 중 전해액 주입구를 밀폐하는 방법을 설명하기 위한 캡 플레이트의 부분 단면도들이다.5A to 5E are partial cross-sectional views of a cap plate for explaining a method of sealing an electrolyte injection hole in a method of manufacturing a can type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11,21: 캔 12, 22: 전극 조립체11, 21 can 12, 22 electrode assembly
13, 23: 양극 14, 24: 세퍼레이터13, 23:
15, 25: 음극 16, 26: 양극탭15, 25:
17, 27: 음극탭 18, 28: 절연 테이프17, 27:
110,210: 캡 플레이트 112, 212: 전해액 주입구 110, 210:
120, 220: 가스켓 130, 230: 전극 단자 120, 220:
140, 240: 절연 플레이트 150, 250: 단자 플레이트 140, 240:
190, 290:절연 케이스 191, 291: 음극탭용 홀190, 290:
192, 292: 전해액 통과공 160, 260: 마개 192, 292: electrolyte
211: 피막 214: 단턱면211: film 214: step surface
300: 적하기300: loading
302: 액체 용제 302: liquid solvent
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 주입구에 피막을 형성하고 볼을 압착하여 전해액 주입구를 밀폐하는 캔형 이차 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a can-type secondary battery and a method of manufacturing the same, forming a film in the electrolyte injection hole and compressing the ball to seal the electrolyte injection hole.
이차 전지는 재충전이 가능하여 근래에 휴대용 전기, 통신 기기 등의 전원으로 많이 사용되고 있다. 특히, 니켈 수소(Ni-MH)전지와 리튬 이온(Li-ion)전지 등은 소형 및 대용량화가 가능하여 그 이용이 늘고 있다. 이들 이차 전지로는 캔형 이차 전지가 통상적으로 사용된다. 캔형 이차 전지는 대략 두 전극과 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극 조립체를 금속 캔에 전해액과 함께 수용하고, 입구를 밀봉한 구조를 가진다. 전극의 탭은 물론 외부 전기 접속을 위해 금속 캔 외부로 인출된다.Secondary batteries are rechargeable and thus are widely used as power sources for portable electric and communication devices. In particular, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries and lithium-ion (Li-ion) batteries and the like are capable of miniaturization and large capacity, and their use is increasing. As these secondary batteries, canned secondary batteries are usually used. The can-type secondary battery has a structure in which an electrode assembly obtained by stacking approximately two electrodes and a separator is stacked together with an electrolyte solution in a metal can, and the inlet is sealed. The tab of the electrode is of course drawn out of the metal can for external electrical connection.
이하, 캔형 이차 전지의 예로써 리튬 이온 전지의 경우를 설명한다.Hereinafter, the case of a lithium ion battery is demonstrated as an example of a can type secondary battery.
리튬은 높은 활성과 낮은 원자량으로 인하여 전지의 전극 재료로 높은 가치를 지닌다. 한편, 리튬 이온 전지에서는 액상 전해질을 사용하는 경우에도 리튬과 수분(H2O)의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 비수성 전해질을 사용함에 따라 리튬 이온 전지는 충전시 물의 분해전압의 제한을 받지 않으므로 상대적으로 높은 전지 전압을 가질 수 있다. Lithium is of high value as an electrode material for batteries due to its high activity and low atomic weight. On the other hand, even in the case of using a liquid electrolyte, a lithium ion battery uses a nonaqueous electrolyte due to the reactivity of lithium and water (H 2 O). As the non-aqueous electrolyte is used, the lithium ion battery may have a relatively high battery voltage because it is not limited by the decomposition voltage of water during charging.
액체 전해질에서는 리튬염이 유기 용매에 해리된 상태로 존재한다. 리튬염이 용해되는 용매로는 대개 에틸렌 카보네이트 또는 다른 알킬기 함유 카보네이트나 이와 유사한 유기 화합물이 사용된다.In the liquid electrolyte, the lithium salt is present in the dissociated state in the organic solvent. As the solvent in which the lithium salt is dissolved, ethylene carbonate or other alkyl group-containing carbonate or similar organic compound is used.
액상의 전해질을 사용하는 캔형 리튬 이온 전지의 경우, 누액을 방지하는 것은 화학 전지 일반의 경우와 같이 중요한 문제가 되고 있다. 리튬 이온 전지의 누액은 전해질 용매가 인화성이고, 리튬 이온 전지로의 수분이나 공기의 침투와도 동시에 관련되어 화재 발생 등의 안전성 문제를 유발할 수 있다. 특히, 리튬 이온 전지가 전원으로 사용되는 휴대용 전화기, 컴퓨터, 개인 정보 단말기, 캠코더 등이 고가 정밀 기기임을 감안할 때 이들 기기의 보호를 위해 누액 방지의 문제는 더욱 중요해 진다.In the case of a can-type lithium ion battery using a liquid electrolyte, preventing leakage is an important problem as in the case of a general chemical battery. The leakage of a lithium ion battery is associated with the penetration of moisture or air into the lithium ion battery because the electrolyte solvent is flammable and may cause safety problems such as a fire. In particular, considering that mobile phones, computers, personal digital assistants, camcorders, etc., in which lithium ion batteries are used as power sources, are expensive and precision devices, the problem of leakage prevention becomes more important for the protection of these devices.
누액을 방지하기 위해 캡 플레이트 주변부와 캔 상단 사이의 밀봉과 전해액 주입구 및 주변의 캡 플레이트 부분 사이의 밀봉이 정밀하고 신뢰성 있게 이루어질 필요가 있다. 통상의 캔형 이차전지의 구조를 참조하면서 설명한다.To prevent leakage, the sealing between the cap plate periphery and the top of the can and the sealing between the electrolyte inlet and the surrounding cap plate portion need to be made precisely and reliably. It demonstrates, referring the structure of a normal can type secondary battery.
도 1은 종래의 이차 전지의 일 예로 각형 구조를 가지는 리튬 이온 전지의 예를 나타내는 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing an example of a lithium ion battery having a rectangular structure as an example of a conventional secondary battery.
도 1을 참조하면, 종래의 각형의 리튬 이온 전지는 양극(13), 세퍼레이터(14), 음극(15)으로 구성되는 전극 조립체(12), 전극 조립체를 수용하는 캔(11)과, 캔(11)가 결합되는 캡 조립체를 포함한다. 전극 조립체(12)에는 각 전극과 연결된 양극 및 음극 탭(16, 17)이 인출되어 있다. 캔(11)에는 도시된 바와 같은 각형 리튬 이온 전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이다. 전극 조립체(12)가 투입되도록 개방된 위쪽은 캡 조립체에 의해 봉해진다.Referring to FIG. 1, a conventional rectangular lithium ion battery includes an
캡 조립체에는 캡 플레이트(110)가 구비되고, 캡 플레이트(110)의 중공(111)에는 가스켓(120)을 개재하여 전극 단자(130)가 장착되어 있다. 캡 플레이트(110)의 일측에는 전극 조립체를 캔에 넣고 캡 조립체로 입구를 봉한 상태에서 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(112)가 형성되어 있다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구보다 직경이 큰 보올(ball)을 전해액 주입구에 놓고 기계적으로 전해액 주입구로 압입하여 마개(160)를 형성하면 전해액 주입구가 밀봉된다.The cap assembly is provided with a
캡 플레이트(110)에는 양극 탭(16)이 용접 등의 방법으로 전기적으로 접속되며, 가스켓(120)에 의하여 캡 플레이트(110)와 절연된 전극 단자(130)에는 음극 탭 (17)이 역시 전기 용접 등의 방법으로 전기적으로 접속된다. 양극 및 음극 탭(16, 17)는 도시되지 않은 PTC(positive temperature coefficient)와 보호회로부에 각각 극성 따라 전기적으로 접속된다.The
캡 플레이트(110)의 일측에 형성된 종래의 전해액 주입구(112)는 전해액이 주입된 후 기계적으로 연성 금속 소재의 볼로 압입된 후 볼과 전해액 주입구(112)간의 밀착을 위해 전해액 주입구(112)의 주변이 용접된다. 그런데 전해액 주입구(112)가 기계적으로 힘에 의해 볼로 압입될 때 발생하는 외부 압력이 전해액 주입구(112)를 가지는 캡 플레이트(110)에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 이에, 전해액 주입구(112)가 용접되기 전에 캔(11) 내부에 주입된 전해액이 전해액 주입구(112)를 통해 외부로 누수되는 현상이 발생되거나, 누수 전해액으로 인하여 용접시 과도한 스파크가 발생되어 핀홀이 형성되어 전해액 주입구(112)의 밀폐성이 보장되기 어렵다. 또한, 전해액 주입구(112)를 용접할때 용접 부위는 온도가 상승하기 때문에 전해액 주입구(112)의 하부에 위치하는 전해액이 일부 증발하여 전해액 주입구(112)의 측벽부와 볼이 접촉하는 면을 따라 전해액 증기가 스며들 수 있어 전해액이 누출될 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위해서 상기 용접 부위를 광 경화 수지로 코팅을 한다. 그러나, 이 경우에도 용접 부위에 광 경화 수지를 떨어뜨릴때 원하는 위치에 떨어지지 않을 수 있고 원하는 위치에 떨어져 경화된 후에도 경미한 외부 충격에 의해 경화제가 떨어져 나갈 위험이 있다. 따라서, 이 경우에도 전해액의 누출을 방지하기 어렵다.The conventional
이와 같이, 캡 플레이트의 전해액 주입구를 밀폐하기 위해 용접방식을 이용 하는 종래의 이차 전지는 용접시 전해액의 누액 발생 가능성이 크고, 광 경화 수지를 코팅하는 공정을 추가해야하므로 공정이 복잡한 문제점이 있다.As described above, the conventional secondary battery using the welding method to close the electrolyte injection hole of the cap plate has a high possibility of leakage of electrolyte during welding, and a process of coating a photocurable resin has to be added.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전해액의 주입구에 피막을 형성하고 볼을 압착하여 전해액 주입구를 밀폐함으로써 전해액의 누액을 방지할 수 있고, 전해액 주입구 밀폐시 용접 공정과 추가로 실시되었던 광 경화 수지 도포 공정을 생략하여 공정수를 줄여 작업의 효율성을 높일 수 있는 캔형 이차 전지 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, by forming a coating on the injection hole of the electrolyte solution and by pressing the ball to seal the electrolyte injection port to prevent leakage of the electrolyte solution, in addition to the welding process when the electrolyte injection hole is closed It is an object of the present invention to provide a can-type secondary battery and a method of manufacturing the same, which can reduce the number of steps by omitting the photocured resin coating step that has been performed to increase the work efficiency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캔형 이차 전지는 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전해액을 함께 수납하는 캔; 및 상기 캔의 개구부를 마감하며, 일측에 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비함에 있어서, 상기 전해액 주입구와 상기 전해액 주입구를 막는 마개 사이에 탄성 피막이 구비됨을 특징으로 한다.The can-type secondary battery of the present invention for achieving the above object comprises an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator; A can for accommodating the electrode assembly and the electrolyte solution together; And a cap plate closing the opening of the can and having an electrolyte injection hole formed on one side thereof, wherein an elastic coating is provided between the electrolyte injection hole and a stopper for blocking the electrolyte injection hole.
상기 피막은 상기 마개의 외측벽을 연속적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다.The coating may be formed to continuously surround the outer wall of the stopper.
상기 전해액 주입구는 상부와 하부로 이루어지며, 상부와 하부 사이에 단차가 지도록 상기 상부 내경이 상기 하부 내경보다 크게 형성될 수 있다.The electrolyte injection hole may be formed of an upper portion and a lower portion, and the upper inner diameter may be larger than the lower inner diameter so that there is a step between the upper and lower portions.
상기 피막은 상기 전해액 주입구 상부의 내측면과, 상기 전해액 주입구 상부와 하부사이에 단차를 이루는 단턱면에 형성될 수 있다.The coating may be formed on an inner surface of the upper portion of the electrolyte injection hole and a stepped surface forming a step between the upper and lower portions of the electrolyte injection hole.
상기 피막은 불소계 수지 또는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지 등으로 이루어질 수 있고, 상기 피막은 불소계 고무, 부타디엔 고무(Butadiene rubber) 및 부틸 고무(Isobutylene-Isoprene rubber)로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.The coating may be made of fluorine resin or polyolefin resin, and the coating may be made of any one selected from the group consisting of fluorine rubber, butadiene rubber, and butyl rubber (Isobutylene-Isoprene rubber). .
본 발명의 캔형 이차 전지 제조 방법은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어지는 전극 조립체를 형성하는 단계; 상기 전극 조립체를 캔의 개구부에 수납하고, 일측에 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체를 상기 캔의 개구부에 결합시키는 단계; 상기 전해액 주입구에 피막을 형성하는 단계; 상기 피막이 형성된 전해액 주입구를 통해 전해액을 상기 캔의 내부에 주입하는 단계; 및 볼(ball)을 상기 피막이 형성된 상기 전해액 주입구에 압입하여 상기 전해액 주입구를 밀폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The can-type secondary battery manufacturing method of the present invention comprises the steps of forming an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator; Accommodating the electrode assembly in an opening of the can, and coupling a cap assembly including a cap plate having an electrolyte injection hole formed at one side thereof to the opening of the can; Forming a film in the electrolyte injection hole; Injecting electrolyte into the can through the electrolyte injection hole in which the film is formed; And sealing the electrolyte injection hole by inserting a ball into the electrolyte injection hole in which the film is formed.
상기 전해액 주입구에 피막을 형성하는 단계는 적하시킬 액체 용제 가지고 있는 적하기를 준비하는 단계; 상부와 하부로 이루어진 상기 전해액 주입구 상부의 일측 끝단에 상기 적하기의 초점을 맞추는 단계; 상기 적하기의 초점에 대응되는 상기 전해액 주입구 상부의 일측 끝단에 상기 적하기로부터 소정의 상기 액체 용제를 떨어뜨리는 단계; 상기 적하기를 상기 전해액 주입구 상부의 가장자리를 따라 이동시켜가며 상기 액체 용제를 떨어뜨리는 단계; 및 상기 전해액 주입구 상부에 도포된 액체 용제를 건조시켜 상기 피막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the film on the electrolyte injection hole may include preparing a dropper having a liquid solvent to be dropped; Focusing the dropper on one end of an upper portion of the electrolyte injection hole formed in an upper portion and a lower portion; Dropping the predetermined liquid solvent from the dropper at one end of the upper portion of the electrolyte injection hole corresponding to the focal point of the dropper; Dropping the liquid solvent while moving the dropping along an edge of the upper portion of the electrolyte injection hole; And drying the liquid solvent applied on the electrolyte injection hole to form the film.
상기 볼(ball)을 상기 피막이 형성된 상기 전해액 주입구에 압입하여 상기 전해액 주입구를 밀폐하는 단계는 상기 피막이 형성된 전해액 주입구 안에 볼(ball)을 삽입하는 단계; 및 상기 전해액 주입구 안에 삽입된 볼(ball)을 압입하여 마개를 형성하여 상기 전해액 주입구를 밀폐시키는 단계를 포함할 수 있다.Pressing the ball into the electrolyte injection hole in which the coating is formed to seal the electrolyte injection hole may include inserting a ball into the electrolyte injection hole in which the coating is formed; And sealing the electrolyte inlet by forming a stopper by inserting a ball inserted into the electrolyte inlet.
상기 액체 용제는 탄성이 큰 수지 또는 고무 재질의 물질과, 그 물질을 용해하는 액체를 포함하여 이루어질 수 있다.The liquid solvent may include a material having a high elasticity resin or rubber and a liquid dissolving the material.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 조립 상태를 나타내는 상부 정단면도이다. 2 is a top cross-sectional view illustrating an assembled state of a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지는 캔(21)과, 이 캔(21)의 내부에 수용되는 전극 조립체(22)와, 캔(21)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비한다.As shown in FIG. 2, a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
캔(21)은 대략 직육면체 용기 형상을 가진 알루미늄, 알루미늄 합금, 철 등 금속재로 형성될 수 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. The
양극(23)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 양극(23)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(26)이 전기적으로 연결되어 있다. The
음극(25)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극(25)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(27)이 접속되어 있다.The
양극(23) 및 음극(25)과, 양극 탭 및 음극 탭(26, 27)은 극성을 달리하여 배 치될 수도 있으며, 양극 탭 및 음극 탭(26, 27)이 전극 조립체로부터 인출되는 경계부에는 두 전극(23, 25)간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(28)가 각각 감겨져 있다.The
세퍼레이터(24)는 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(24)는 양극 및 음극(23,25)보다 폭을 넓게 하여 형성하여 극판간의 단락을 방지하도록 한다.The
캡 조립체에는 캔(21)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(210)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(210)의 중앙부에는 전극 단자가 통과할 수 있도록 단자용 통공이 형성된다. 캡 플레이트(210)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(230) 외측에는 전극 단자(230)와 캡 플레이트(210)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(220)이 설치되어 있다. 캡 플레이트(210) 중앙부, 단자용 통공 근방에는 캡 플레이트 하면에 절연 플레이트(240)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(240)의 아랫면에는 단자 플레이트(250)가 설치되어 있다.The cap assembly is provided with a
전극 단자(230)는 가스켓(220)이 외주면을 감싼 상태에서 단자용 통공을 통하여 삽입되어 있다. 전극 단자(230)의 저면부는 절연 플레이트(240)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(250)와 전기적으로 연결되어 있다.The
캡 플레이트(210)의 하면에는 양극(23)으로부터 인출된 양극 탭(26)이 용접되어 있으며, 전극 단자(230)의 하단부에는 음극(25)으로부터 인출된 음극 탭(27)이 사행으로 접혀진 상태에서 용접되어 있다.The
한편, 전극 조립체(22)의 상면에는 전극 조립체(22)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 전극 조립체(22)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(290)가 설치되어 있다. 절연 케이스(290)는 절연성을 가지는 고분자 수지이며, 폴리 프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 전극 조립체(22)의 중앙부와 음극 탭(27)이 통과할 수 있도록 음극탭용 홀(291)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(292)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다.On the other hand, an insulating
캡 플레이트(210)의 일측에는 상부와 하부로 이루어지고, 상부와 하부 사이에 단차가 지도록 상부 내경이 하부 내경보다 큰 전해액 주입구(212)가 형성되어 있다. 이러한 전해액 주입구(212)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구를 밀폐시키기 위하여 마개(260)가 설치된다. 마개(260)는 통상 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼(ball)을 전해액 주입구 위에 놓고 전해액 주입구로 압입하여 형성한다.One side of the
도 3은 도 2의 캔형 이차 전지의 캡 플레이트에 형성된 전해액 주입구를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole formed in a cap plate of the can type secondary battery of FIG. 2.
도 3에 도시된 바와 같이, 캡 플레이트(210)의 일측에 위치한 전해액 주입구(212)는 소정의 위치에 피막을 가지며, 형성된 피막(211)에 볼(ball)이 압착되어 형성되는 마개(260)에 의해 밀폐된다. 피막(211)은 마개(260)의 외측벽을 연속적으로 둘러싸도록 전해액 주입구(212)의 상부의 내측면과, 전해액 주입구(212)의 상부와 하부 사이에 단차를 이루는 단턱면(214)에 형성된다. 여기서, 피막(211)은 수지 또는 고무 재질의 액체 용제의 용제를 건조시켜 형성된다. 액체 용제에 포함된 수지는 불소계 수지 또는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지 등으로 이루어지고, 액체 용제에 포함된 고무는 불소계 고무, 부타디엔 고무(Butadiene rubber) 또는 부틸 고무(Isobutylene-Isoprene rubber) 등으로 이루어진다. 이렇게 형성된 피막에 볼(ball)이 압입되어 전해액 주입구(212)를 밀폐시킨다.As shown in FIG. 3, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 제조방법은 다음과 같다.Referring to FIG. 4, a method of manufacturing a can type secondary battery according to an embodiment of the present invention is as follows.
우선, 전극 조립체를 형성하는 단계(S1)에서는 양극과, 세퍼레이터와, 음극을 순서대로 배치하고, 젤리롤형(jelly-roll type)으로 권취하여 전극 조립체를 형성한다.First, in the step (S1) of forming the electrode assembly, the positive electrode, the separator, and the negative electrode are arranged in this order, and wound in a jelly-roll type to form an electrode assembly.
이후, 이렇게 형성된 전극 조립체를 캔의 개구부에 수납한다.(S2)Thereafter, the electrode assembly thus formed is accommodated in the opening of the can (S2).
그리고 나서, 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체를 용접 방식으로 캔과 결합시킨다.(S3)Then, the cap assembly including the cap plate on which the electrolyte injection hole is formed is coupled with the can by welding (S3).
다음으로, 캡 플레이트에 형성되어 있는 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입한다.(S4)Next, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole formed in the cap plate. (S4)
마지막으로, 볼(ball)을 피막이 형성된 전해액 주입구에 압입하고 압착하여 전해액 주입구를 밀폐한다.(S5)Finally, the ball is pressed into the electrolyte injection hole where the film is formed and compressed to seal the electrolyte injection hole (S5).
도 5a 내지 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 제조 방법 중 전해액 주입구를 밀폐하는 방법을 설명하기 위한 캡 플레이트의 부분 단면도들이다5A to 5E are partial cross-sectional views of a cap plate for explaining a method of sealing an electrolyte injection hole in a method of manufacturing a can type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 5a에 도시된 바와 같이, 우선 적하물(302)을 담고 있는 적하기(300)를 준비하여 밀폐될 전해액 주입구(212)의 상부에 위치시킨다. 이때, 적하기(300)의 초점을 전해액 주입구(212)의 일측 끝단에 맞춘다. As shown in FIG. 5A, a
그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 전해액 주입구(212)의 일측 끝단에 초점을 맞춘 적하기(300)에서 적하물질(302)을 떨어뜨린다. 여기서 적하물(302)은 큰 탄성을 갖는 수지 또는 고무 재질의 물질과 그 물질을 용해하는 액체를 포함하는 액체 용제이다. 소정의 액체 용제(302)를 전해액 주입구(212)의 일측 끝단에 떨어뜨린 후, 하기될 마개의 외측벽을 연속적으로 둘러싸는 피막을 형성하기 위해 적하기(300)를 전해액 주입구(212) 상부의 가장자리를 따라 이동시켜가며 액체 용제(302)를 떨어뜨린다. 여기서, 액체 용제에 포함된 수지는 불소계 수지 또는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지 등으로 이루어지고, 고무는 불소계 고무, 부타디엔 고무(Butadiene rubber) 또는 부틸 고무(Isobutylene-Isoprene rubber) 등으로 이루어진다.Then, as shown in FIG. 5B, the dripping
다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 전해액 주입구(212)에 떨어진 액체 용제를 건조한다. 그럼, 액체 용제가 묻은 전해액 주입구(212) 상부의 내측면과, 전해액 주입구(212) 상부와 하부 사이에 단차를 이루는 단턱면(214)에 수지 또는 고무 재질의 물질만 잔존되어 피막(211)이 형성된다. Next, as shown in FIG. 5C, the liquid solvent dropped to the
이후, 전해액을 주입하고, 도 5d에 도시된 바와 같이,전해액 주입구(212)의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 볼(ball)을 전해액 주입구(212)에 삽입하여 압입한다. 그럼, 도 5e에 도시된 바와 같이, 피막(211)이 형성된 전해액 주입구(212)에 볼(ball)이 압착되어 마개(260)가 형성됨으로써 전해액 주입구(212)가 밀폐된다.Thereafter, the electrolyte is injected, and as shown in FIG. 5D, a ball having a diameter equal to or larger than the diameter of the
이렇게 전해액 주입구를 수지 또는 고무 재질의 물질을 포함하는 액체 용제를 이용하여 피막을 형성하고 볼(ball)을 압착하여 밀폐하는 방식은 종래의 볼(ball) 압입 후 용접하는 방식을 이용시 용접 불량으로 발생하였던 전해액의 누출을 방지할 수 있고, 또한 종래의 용접방식으로 인해 추가로 필요하였던 광 경화 수지 도포 공정을 생략할 수 있다.In this way, the electrolyte injection hole is formed by using a liquid solvent containing a resin or rubber material, and the method of sealing the ball by pressing the ball occurs due to a poor welding when using a conventional method of welding after injecting a ball. Leakage of the electrolyte solution can be prevented, and the photocuring resin coating step, which was additionally necessary due to the conventional welding method, can be omitted.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 캔형 이차 전지는 전해액 주입구에 수지 또는 고무 재질의 물질을 포함하는 액체 용제를 묻힌 후 용제를 건조시켜 형성된 피막을 구비하여 그 피막에 볼(ball)을 압입하여 잔존하는 피막을 압축함으로써 밀폐성을 확보한다. 이에 따라, 종래에서 볼(ball)을 압입 후 용접으로 전해액 주입구를 밀폐시켰을 때 용접 불량으로 발생하였던 전해액의 누출을 방지할 수 있다. As described above, the can-type secondary battery according to the present invention is provided with a film formed by drying a solvent after a liquid solvent containing a resin or rubber material is buried in an electrolyte inlet, and a ball is pressed into the film to remain. Sealing is ensured by compressing the coating film. Accordingly, leakage of the electrolyte solution, which has occurred due to poor welding, can be prevented when the electrolyte injection port is sealed by welding after pressing the ball.
또한, 본 발명에 따른 캔형 이차 전지는 전해액 주입구에 피막을 형성하고 볼을 압입하여 전해액 주입구를 밀폐함으로써, 종래에서 전해액 주입구를 밀폐시킬때 실시되는 볼압입 공정, 용접 공정, 광경화 수지 도포 공정 등의 복잡한 공정에서 용접, 광 경화 수지 도포 등의 공정을 생략하여 공정을 단순화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 캔형 이차 전지의 제조 방법은 작업의 효율성을 높일 수 있다.In addition, the can-type secondary battery according to the present invention forms a film in the electrolyte injection hole and press-fits the ball to seal the electrolyte injection hole, so that the ball injection process, welding process, photocuring resin coating process, etc., which are conventionally performed when the electrolyte injection hole is sealed. The process can be simplified by omitting a process such as welding or photocuring resin coating in a complicated process. Accordingly, the manufacturing method of the can type secondary battery of the present invention can increase the work efficiency.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실 시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
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