KR100740568B1 - Improved method for manufacturing multi-layered electrode module and unit cell and multi-layered electrode module and unit cell manufactured by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 다층 전극체를 제조하는 방법을 도시한 도면이다. 1A and 1B illustrate a method of manufacturing a multilayer electrode body according to the prior art.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 따른 새로운 다층 전극체 및 유닛 셀의 제조 방법을 도시한 도면이다. 2A to 2G illustrate a method of manufacturing a new multilayer electrode body and a unit cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 개선된 다층 전극체 및 유닛 셀 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 다층 전극체 및 유닛 셀에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 성형 장치(mold)를 이용하여 하나의 다층 전극체의 양극 및 음극과 대응하는 다층 전극체의 양극 및 음극을 멀어지는 방향으로 이격한 다음 소정의 용접을 행함으로써 더욱 짧은 시간에 용이하게 다층 전극체 및 유닛 셀을 제조하는 다층 전극체 및 유닛 셀 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 다층 전극체 및 유닛 셀에 관한 것이다. The present invention relates to an improved method for manufacturing a multilayer electrode body and a unit cell, and a multilayer electrode body and a unit cell manufactured using the same. More specifically, the present invention provides a shorter time by separating the positive and negative electrodes of one multilayer electrode body and the positive and negative electrodes of the corresponding multilayer electrode body in a direction away from each other using a molding device and then performing a predetermined welding. The present invention relates to a multilayer electrode body and a unit cell manufacturing method for easily manufacturing a multilayer electrode body and a unit cell, and a multilayer electrode body and a unit cell manufactured using the same.
일반적으로 니켈 수소 전지와 같은 이차 전지는 권취형(winding type) 또는 스택형(stacking type)으로 구분되며, 권취형은 양극, 부직포(separator), 음극을 감아서 만든 젤리롤을 사용하여 다층 전극체를 형성하여 사용하고 있으며, 스택형은 양극, 부직포, 음극을 차례로 적층하여 만든 다층 전극체를 형성하여 사용하고 있다. 이러한 다층 전극체를 형성하기 위해서는 인출부가 형성된 복수의 양극, 인출부가 형성된 복수의 음극, 및 이들 복수의 양극과 복수의 음극 사이에 삽입할 부직포를 준비한다. 이 후, 상기 복수의 양극, 복수의 음극 및 복수의 부직포를 양극, 부직포, 음극 또는 음극, 부직포, 양극의 순서대로 적층한 후, 양극 인출부와 음극 인출부를 각각 상부 및 하부에서 열을 이용하여 가압 용접하면 다층 전극체가 완성된다. In general, secondary batteries such as nickel-metal hydride batteries are divided into a winding type or a stacking type, and the winding type is a multilayer electrode body using a jelly roll made by winding a cathode, a separator, and a cathode. The stacked type is used to form a multilayer electrode body made by stacking an anode, a nonwoven fabric, and a cathode in this order. In order to form such a multilayer electrode body, a plurality of anodes with lead portions, a plurality of cathodes with lead portions, and a nonwoven fabric to be inserted between the plurality of anodes and the plurality of cathodes are prepared. Thereafter, the plurality of anodes, the plurality of cathodes, and the plurality of nonwoven fabrics are stacked in the order of the anode, the nonwoven fabric, the cathode, or the cathode, the nonwoven fabric, and the anode, and then the anode lead portion and the cathode lead portion are respectively heated using heat from the top and the bottom thereof. The pressure welding completes the multilayer electrode body.
통상적으로, 상술한 종래 기술의 다층 전극체에 초음파 용접, 스폿(spot) 용접, 레이저 용접, 아크 용접 또는 티그(TIG: Tungsten insert gas) 용접을 사용하여 다층 전극체의 양극 및 음극을 용접함으로써 다층 전극체를 제조하였다. 또한, 다층 전극체에 외부 접속 단자를 접속하여 유닛 셀(unit cell)을 제조하였다. Typically, the multilayer electrode body of the prior art described above is welded by welding the positive electrode and the negative electrode of the multilayer electrode body using ultrasonic welding, spot welding, laser welding, arc welding or TIG (tungsten insert gas) welding. An electrode body was manufactured. In addition, an external connection terminal was connected to the multilayer electrode body to prepare a unit cell.
상술한 종래 기술의 다층 전극체(100)를 제조하는 방법이 도 1에 구체적으로 도시되어 있다. 도 1a를 참조하면, 복수의 양극(110,130,150,170...), 복수의 음극(120,140,160,180,...) 및 상기 복수의 양극(110,130,150,170...), 복수의 음극(120,140,160,180,...) 사이에 삽입되는 복수의 부직포(115,135,155,...)가 적층되어 형성되는 다층 전극체(100)가 도시되어 있다. 또한, 도 1b를 참조하면, 도 1a에 도시된 다층 전극체(100)에서 양극(110,130,150,170...)은 양극끼리, 그리고 음극 (120,140,160,180,...)은 음극끼리 정렬시킨다. 그 후, 상술한 다층 전극체(100)를 외부 접속 단자와 접속한 유닛 셀을 제조하기 위해서는 다층 전극체(100)의 중간 부분에서 양극 인출부(102) 및 음극 인출부(106)를 소정의 바(bar: 105)를 이용하여 서로 멀어지는 방향으로 벌린 후, 제 1 양극 인출부(101)와 제 2 양극 인출부(103) 사이에는 양극 외부 접속 단자(미도시)를 그리고 제 1 음극 인출부(107)와 제 2 음극 인출부(109) 사이에는 음극 외부 접속 단자(미도시)를 각각 삽입한 후, 양극 인출부(101,103)와 양극 외부 접속 단자, 및 음극 인출부(107,109)와 음극 외부 접속 단자를 상술한 초음파 용접, 스폿 용접, 레이저 용접, 아크 용접 또는 티그 용접 등의 다양한 용접 방법을 사용하여 화살표 방향으로 인출부(102,106)의 상부 및 하부에서 양극 및 음극을 각각 가압한 상태로 용접하여야 한다. 도 1b에서는 설명 목적상, 다층 전극체(100)의 중간 부분의 간격이 이격되어 있는 것으로 도시되었지만, 실제로는 중간 부분의 간격이 각각의 인출부의 간격과 동일하다.A method of manufacturing the above-described
상술한 바와 같이 종래 기술에서는 다층 전극체(100)를 외부 접속 단자와 접속하기 위해 양극 인출부(102) 및 음극 인출부(106)를 바(105)를 이용하여 서로 멀어지는 방향으로 벌려야 한다. 그러나, 다층 전극체(100)의 양극 인출부(102)의 양극 간의 간격(gap) 및 음극 인출부(106)의 음극 간의 간격은 대략 0.2mm로 매우 좁으며, 그 결과 바(105)를 양극 인출부(102) 및 음극 인출부(106) 사이에 동시에 삽입하는 것은 용이하지 않다. 따라서, 다층 전극체 및 최종 제품인 유닛 셀의 생산성이 현저히 낮아진다는 문제가 있었다. As described above, in order to connect the
또한, 바(105)를 양극 인출부(101,103) 및 음극 인출부(107,109) 사이에 삽 입하는 경우, 바(105)와 양극 인출부(101,103) 및/또는 음극 인출부(107,109) 간의 접촉으로 인하여 양극 인출부(101,103) 및/또는 음극 인출부(107,109) 중의 일부가 구부러지거나 휘어지거나 또는 심한 경우 망가져서 바(105)의 삽입이 불가능하거나, 용접시 양극 인출부(101,103) 간 및/또는 음극 인출부(107,109) 간의 일부 접속 불량이 발생하거나, 또는 일부 양극 인출부(101,103) 및/또는 일부 음극 인출부(107,109)와 외부 접속 단자 간의 접속 불량이 발생하여 최종 제품인 유닛 셀의 불량이 발생할 가능성이 존재한다. In addition, when the
나아가, 상술한 문제점으로 인해 제품의 전체 제조 공정 시간(tact time)이 상당히 길어지는 문제점이 있었다. Furthermore, there has been a problem in that the overall manufacturing process time (tact time) of the product is considerably long due to the above-described problems.
본 발명은 외부 접속 단자와 접속할 다층 전극체를 2개의 제 1 다층 전극체 및 제 2 다층 전극체로 제조하고, 제 1 다층 전극체의 제 1 양극 인출부 및 제 1 음극 인출부는 제 1 방향으로 그리고 제 2 다층 전극체의 제 2 양극 인출부 및 제 2 음극 인출부는 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지도록 성형한 다음, 제 1 다층 전극체의 제 1 양극 인출부 및 제 2 다층 전극체의 제 2 양극 인출부 사이에 양극 외부 접속 단자를 용접하여 접속하고, 제 1 다층 전극체의 제 1 음극 인출부 및 제 2 다층 전극체의 제 2 음극 인출부 사이에 음극 외부 접속 단자를 용접에 의해 접속함으로써 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다. The present invention manufactures a multilayer electrode body to be connected to an external connection terminal with two first multilayer electrode bodies and a second multilayer electrode body, wherein the first anode lead portion and the first cathode lead portion of the first multilayer electrode body are in the first direction and The second anode lead portion and the second cathode lead portion of the second multilayer electrode body are molded to bend in a second direction away from the first direction, and then the first anode lead portion and the second multilayer electrode body of the first multilayer electrode body are formed. A positive electrode external connection terminal is welded and connected between the 2nd positive electrode lead-out of the said, and a negative electrode external connection terminal is welded between the 1st negative electrode lead part of a 1st multilayer electrode body, and the 2nd negative electrode lead part of a 2nd multilayer electrode body to weld. This is for solving the above-described problems of the prior art.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 제 1 특징은 다층 전극체를 제조하는 방법에 있어서, 복수개의 양극으로 이루어진 제 1 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루 어진 제 1 음극 인출부를 구비한 제 1 다층 전극체 및 복수개의 양극으로 이루어진 제 2 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 2 음극 인출부를 구비한 제 2 다층 전극체를 준비하는 단계; 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체를 각각 소정의 성형 장치에 삽입하는 단계; 및 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부를 제 1 방향으로 휘어지게 하고, 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부를 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지게 하여, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이 및 상기 제 1 음극 인출부와 상기 제 2 음극 인출부 사이에 소정의 공간을 형성하는 단계를 포함하는 다층 전극체 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.More specifically, the first feature of the present invention is a method of manufacturing a multilayer electrode body, the first multilayer electrode having a first anode lead portion consisting of a plurality of anodes and a first cathode lead portion composed of a plurality of cathodes Preparing a second multilayer electrode body having a sieve, a second anode withdrawing portion consisting of a plurality of anodes and a second cathode drawing portion consisting of a plurality of cathodes; Inserting the first multilayer electrode body and the second multilayer electrode body into a predetermined molding apparatus, respectively; And bending the first positive electrode drawing part and the first negative electrode drawing part in a first direction, and causing the second positive electrode drawing part and the second negative electrode drawing part to be bent in a second direction away from the first direction. It is to provide a method for producing a multi-layer electrode body comprising the step of forming a predetermined space between the first anode lead portion and the second anode lead portion and between the first cathode lead portion and the second cathode lead portion.
본 발명의 제 2 특징은 유닛 셀을 제조하는 방법에 있어서, a) 복수개의 양극으로 이루어진 제 1 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 1 음극 인출부를 구비한 제 1 다층 전극체 및 복수개의 양극으로 이루어진 제 2 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 2 음극 인출부를 구비한 제 2 다층 전극체를 준비하는 단계; b) 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체를 각각 소정의 성형 장치에 삽입하는 단계; c) 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부를 제 1 방향으로 휘어지게 하고, 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부를 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지게 하여, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이 및 상기 제 1 음극 인출부와 상기 제 2 음극 인출부 사이에 소정의 공간을 형성하는 단계; d) 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체를 수직 방향으로 배열한 다음 소정의 고정 장치를 사용하여 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체가 서로 정렬 상태를 유지하도록 고정시키는 단계; e) 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부의 단부의 경사 부분과 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부의 단부의 경사 부분을 용접에 의해 평탄화하는 단계; f) 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이에 형성된 상기 소정의 공간 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부 사이에 형성된 소정의 공간 내에 각각 양극 외부 접속 단자 및 음극 외부 접속 단자를 삽입하는 단계; 및 g) 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부와 상기 양극 외부 접속 단자, 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부와 상기 음극 외부 접속 단자를 접속하는 단계를 포함하는 유닛 셀 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a unit cell, comprising: a) a first multilayer electrode body having a plurality of positive electrodes and a plurality of positive electrodes; Preparing a second multilayer electrode body having a second anode lead portion consisting of and a second cathode lead portion consisting of a plurality of cathodes; b) inserting the first multi-layer electrode body and the second multi-layer electrode body into a predetermined molding apparatus, respectively; c) bending the first positive electrode drawing part and the first negative electrode drawing part in a first direction, and causing the second positive electrode drawing part and the second negative electrode drawing part to be bent in a second direction away from the first direction, Forming a predetermined space between the first cathode lead portion and the second anode lead portion and between the first cathode lead portion and the second cathode lead portion; d) arranging the first multi-layer electrode body and the second multi-layer electrode body in a vertical direction, and then fixing the first multi-layer electrode body and the second multi-layer electrode body to be aligned with each other using a predetermined fixing device. step; e) planarizing the inclined portions of the end portions of the first anode lead-out portion and the first cathode lead-out portion and the inclined portions of the end portions of the second anode lead-out portion and the second cathode lead-out portion by welding; f) the positive electrode external connection terminal and the negative electrode respectively in the predetermined space formed between the first positive electrode lead-out portion and the second positive electrode lead-out portion and the predetermined space formed between the first negative electrode lead-out portion and the second negative electrode lead-out portion; Inserting an external connection terminal; And g) connecting the first positive electrode lead-out part and the second positive electrode lead-out part and the positive electrode external contact terminal, and the first negative electrode lead-out part and the second negative electrode lead-out part to the negative electrode external contact terminal. It is for providing a unit cell manufacturing method.
본 발명의 제 3 특징은 다층 전극체에 있어서, 복수개의 양극으로 이루어진 제 1 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 1 음극 인출부를 구비한 제 1 다층 전극체; 및 복수개의 양극으로 이루어진 제 2 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 2 음극 인출부를 구비한 제 2 다층 전극체를 포함하고, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이 및 상기 제 1 음극 인출부와 상기 제 2 음극 인출부 사이에 각각 외부 접속 단자가 수용될 소정의 공간이 형성되도록, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부는 소정의 성형 장치에 의해 제 1 방향으로 휘어지고, 또한 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부는 상기 소정의 성형 장치에 의해 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지는 다층 전극체를 제공하기 위한 것이다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-layered electrode body comprising: a first multilayer electrode body having a first anode withdrawing portion made up of a plurality of anodes and a first cathode withdrawing portion made up of a plurality of cathodes; And a second multilayer electrode body having a second anode withdrawing portion consisting of a plurality of anodes and a second cathode drawing portion consisting of a plurality of cathodes, between the first anode drawing portion and the second anode drawing portion, and between the second anode drawing portion. The first cathode lead portion and the first cathode lead portion are formed in a first direction by a predetermined molding apparatus so that a predetermined space is formed between the first cathode lead portion and the second cathode lead portion, respectively, to accommodate an external connection terminal. It is for providing the multilayer electrode body which bends, and the said 2nd positive electrode lead-out part and the said 2nd negative electrode lead-out part are bent in the 2nd direction away from the said 1st direction by the said predetermined shaping | molding apparatus.
본 발명의 제 4 특징은 유닛 셀에 있어서, 복수개의 양극으로 이루어진 제 1 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 1 음극 인출부를 구비한 제 1 다층 전극체; 복수개의 양극으로 이루어진 제 2 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 2 음극 인출부를 구비한 제 2 다층 전극체; 및 양극 외부 접속 단자 및 음극 접속 단자를 포함하고, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이 및 상기 제 1 음극 인출부와 상기 제 2 음극 인출부 사이에 각각 외부 접속 단자가 수용될 소정의 공간이 형성되도록, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부는 소정의 성형 장치에 의해 제 1 방향으로 휘어지고, 또한 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부는 상기 소정의 성형 장치에 의해 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지며, 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체는 서로 정렬 상태를 유지하도록 소정의 고정 장치에 의해 고정되고, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부의 단부의 경사 부분과 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부의 단부의 경사 부분은 용접에 의해 평탄화되고, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이에 형성된 상기 소정의 공간 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부 사이에 형성된 소정의 공간 내에 각각 상기 양극 외부 접속 단자 및 상기 음극 외부 접속 단자가 삽입되며, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부는 상기 양극 외부 접속 단자와 접속되고, 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부는 상기 음극 외부 접속 단자와 접속되는 유닛 셀을 제공하기 위한 것이다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a unit cell comprising: a first multi-layer electrode body having a first anode lead portion formed of a plurality of anodes and a first cathode lead portion composed of a plurality of cathodes; A second multilayer electrode body having a second anode withdrawing portion consisting of a plurality of anodes and a second cathode drawing portion consisting of a plurality of cathodes; And an anode external connection terminal and a cathode connection terminal, wherein an external connection terminal is accommodated between the first positive electrode lead-out part and the second positive electrode lead-out part and between the first negative electrode lead-out part and the second negative electrode lead-out part, respectively. The first positive electrode lead-out portion and the first negative electrode lead-out portion are bent in a first direction by a predetermined molding apparatus so that a predetermined space is formed, and the second positive lead portion and the second negative electrode lead-out portion are Bent in a second direction away from the first direction by a molding apparatus, wherein the first multilayer electrode body and the second multilayer electrode body are fixed by a predetermined fixing device to maintain alignment with each other, and the first anode The inclined portion of the lead portion and the end portion of the first cathode lead portion and the inclined portion of the end portion of the second anode lead portion and the second cathode lead portion are flattened by welding, The external positive connection terminal and the external external cathode in the predetermined space formed between the first positive electrode lead-out part and the second positive electrode lead-out part and the predetermined space formed between the first negative electrode lead-out part and the second negative electrode lead-out part, respectively. A connection terminal is inserted, wherein the first positive electrode lead-out part and the second positive electrode lead-out part are connected to the positive electrode external contact terminal, and the first negative electrode lead-out part and the second negative electrode lead-out part are connected to the negative electrode external contact terminal; To provide a cell.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다. Further advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings in which like or like reference numerals designate like elements.
이하에서는 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and drawings of the present invention.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 따른 새로운 다층 전극체 및 유닛 셀의 제조 방법을 도시한 도면이다.2A to 2G illustrate a method of manufacturing a new multilayer electrode body and a unit cell according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명에서는 종래 기술과는 달리, 다층 전극체(200)를 2개의 제 1 다층 전극체(210) 및 제 2 다층 전극체(220)로 별개로 제조한다. 제 1 다층 전극체(210)는 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)를 구비하고, 제 2 다층 전극체(220)는 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)를 구비한다.Referring to FIG. 2A, unlike the prior art, the
도 2b를 참조하면, 도 2a에서 제조된 제 1 다층 전극체(210)의 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)는 상부 몰드(230) 및 하부 몰드(240)로 구성되는 성형 장치의 좌측(X방향)으로 삽입되고, 제 2 다층 전극체(220)의 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)는 성형 장치의 우측(Y방향)으로 삽입된다. 도 2 b에 도시된 성형 장치에서는 상부 몰드(230)의 좌측(L)이 오목 홈부(232)를 구비하고, 우측(R)이 볼록 돌출부(234)를 구비하며, 하부 몰드(240)의 좌측(L)이 볼록 돌출부(242)를 구비하고, 우측(R)이 오목 홈부(234)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도 2 b에 도시된 성형 장치는 예시적인 것으로 당업자라면 도 2b에 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 성형 장치에 있어서 상부 몰드(230)의 좌측(L)이 볼록 돌출부를 구비하고, 우측(R)이 오목 홈부를 구비하며, 하부 몰드 (240)의 좌측(L)이 오목 홈부를 구비하고, 우측(R)이 볼록 돌출부를 구비할 수 있으며, 또한 필요에 따라 평탄부(236,246)가 없이 상부 몰드(230)의 오목 홈부(232)와 볼록 돌출부(234) 및 하부 몰드(240)의 볼록 돌출부(242)와 오목 홈부(234)가 각각 인접하여 형성될 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 당업자라면, 본 발명의 상부 몰드(230) 및 하부 몰드(240)가 좌측(L) 부분과 우측(R) 부분이 분리되어 좌측 상부 몰드(230) 및 하부 몰드(240)로 이루어진 제 1 성형 장치 및 우측 상부 몰드(230) 및 하부 몰드(240)로 이루어진 제 2 성형 장치의 2개의 성형 장치로 구성되는 것도 가능하다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)는 제 1 성형 장치 및 제 2 성형 장치 중 어느 하나에 삽입되고, 제 2 다층 전극체(220)의 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)는 제 1 성형 장치 및 제 2 성형 장치 중 다른 하나에 삽입된다는 것은 자명하다.Referring to FIG. 2B, the first
다시 도 2b를 참조하면, 제 1 다층 전극체(210)의 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)는 하부 몰드(240)의 볼록 돌출부(242) 상에 위치되고, 제 2 다층 전극체(220)의 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)는 하부 몰드(240)의 오목 홈부(244) 상에 위치된다. 그 후, 상부 몰드(230)와 하부 몰드(240)를 서로 가압하면, 제 1 다층 전극체(210)의 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)는 상부 방향으로 휘어지고, 제 2 다층 전극체(220)의 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)는 하부방향으로 휘어진다. Referring again to FIG. 2B, the first
도 2c는 제 1 다층 전극체(210) 및 제 2 다층 전극체(220)가 도 2b에 도시된 성형 장치에 의해 성형된 후 서로 대향하여 배열한 측단면도를 도시한 도면이다. 도 2c에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 다층 전극체(210)의 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)는 전체적으로 상부 방향으로 휘어지고, 제 2 다층 전극체(220)의 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)는 하부 방향으로 휘어진다. 그 결과, 제 1 양극 인출부(212)와 제 2 양극 인출부(222) 사이 및 제 1 음극 인출부(214)와 제 2 음극 인출부(224) 사이에 외부 접속 단자를 수용할 소정의 공간(250)이 형성된다. 또한, 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부(edge)와 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부(edge)는 각각 외측 방향으로 경사를 갖는다. 도 2c에서는, 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)와 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)가 각각 겹쳐져서 하나의 인출부로 도시되어 있다는 점에 유의하여야 한다. FIG. 2C is a side sectional view in which the first
도 2d는 도 2c에 도시된 제 1 다층 전극체(210) 및 제 2 다층 전극체(220)를 수직 방향으로 배열한 다음 통상적인 테이프(260)를 이용하여 이들 전극체(210,220)가 서로 정렬 상태를 유지하도록 고정시킨 수직 측단면도를 도시한 도면이다. 도 2d에 도시된 테이프(260)는 예시적인 것으로, 당업자라면 본 발명의 제 1 다층 전극체(210) 및 제 2 다층 전극체(220)를 고정하기 위한 수단으로 테이프(260) 이외에 클램프 또는 집게(clipper) 등과 같은 고정 수단이 사용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. FIG. 2D shows that the first
도 2e는 도 2c에 도시된 다층 전극체(210,220)의 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분을 용접에 의해 평탄화하는 것을 도시한 도면이다. 즉, 도 2c에 도시된 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분은 외부 접속 단자와의 견고한 접속을 위해 제거되어야 한다. 이러한 경사 부분의 제거는 소정의 용접 장치(270)에 의해 이루어진다. 본 발명의 용접 장치(270)는 종래 기술에서 사용되는 초음파 용접 장치, 스폿(spot) 용접 장치, 레이저 용접 장치, 아크 용접 장치 또는 티그 용접 장치 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 용접 방법은 비접촉 방식의 레이저 용접이 가장 바람직하다. 또한, 용접은 4개의 위치(즉, 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분)에서 행해져야 한다. 따라서, 본 발명의 단부 경사 부분의 용접은 1) 하나의 용접장치(270)를 사용하여 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분 중 어느 하나를 먼저 순차적으로 용접한 다음 다른 하나를 순차적으로 용접하는 방법; 2) 2개의 용접장치를 사용하여 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분을 각각 동시에 순차적으로 용접하는 방법; 및 3) 4개의 용접장치를 사용하여 제 1 양극 인출부(212) 및 제 1 음극 인출부(214)의 단부의 경사 부분과 제 2 양극 인출부(222) 및 제 2 음극 인출부(224)의 단부의 경사 부분을 각각 동시에 용접하는 방법 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 용접 시에 용접면의 산화 피막의 형성을 방지하기 위해 측면에서 질소 가스(N2)를 노즐을 통하여 제공함으로써 불활성 분위기를 유지해주는 것이 바람직하다. FIG. 2E shows the inclined portions of the ends of the first
도 2f는 평탄화된 전극 인출부(212,222; 214,224) 사이의 소정의 공간(250)에 외부 접속 단자(280)를 삽입하는 것을 도시한 측단면도이다. 도 2f에는 하나의 외부 접속 단자(280)만이 도시되어 있지만, 당업자라면 제 1 양극 인출부(212)와 제 2 양극 인출부(222) 사이의 빈 공간에는 양극 외부 접속 단부가, 제 1 음극 인출부(214)와 제 2 음극 인출부(224) 사이의 소정의 공간에는 음극 외부 접속 단자가 접속되어야 한다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 외부 접속 단자(280)를 소정의 공간(250)에 삽입하는 것을 예를 들어 로봇 암(robot arm: 미도시) 등을 이용하여 행해질 수 있다.FIG. 2F is a side cross-sectional view illustrating the insertion of the
도 2g는 전극 인출부(212,222; 214,224) 사이의 소정의 공간(250)에 삽입된 외부 접속 단자(280)의 하부 단자(282,284)와 전극 인출부(212,222; 214,224)를 용접에 의해 접속하는 것을 도시한 측단면도이다. 도 2g에 도시된 하부 단자(282,284)와 전극 인출부(212,222; 214,224) 간의 용접은 다층 전극체(210,220)는 각각 좌측 및 우측 방향에서 클램프 또는 집게(미도시) 등에 의해 클램핑된 후 질소 분위기 하에서 각각의 전극 인출부(212,222; 214,224)의 외측면을 용접함으로써 행해진다. 이 경우 용접 방법은 상술한 도 2e와 관련하여 기술한 용접 방법과 동일하다. FIG. 2G shows that the
상술한 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 기술한 본 발명의 구체적인 다층 전극 체 및 유닛 셀 제조 방법은 다음과 같다.Specific multi-layered electrode body and unit cell manufacturing method of the present invention described with reference to FIGS. 2A to 2G described above are as follows.
- 단계 1: 복수개의 양극으로 이루어진 제 1 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 1 음극 인출부를 구비한 제 1 다층 전극체 및 복수개의 양극으로 이루어진 제 2 양극 인출부 및 복수개의 음극으로 이루어진 제 2 음극 인출부를 구비한 제 2 다층 전극체를 준비한다. Step 1: a first multi-layer electrode body having a first anode withdrawal portion consisting of a plurality of anodes and a first cathode withdrawing portion consisting of a plurality of cathodes, a second anode withdrawing portion consisting of a plurality of anodes and a plurality of cathodes The 2nd multilayer electrode body provided with the 2nd cathode lead-out part is prepared.
- 단계 2: 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체를 각각 소정의 성형 장치에 삽입한다.Step 2: The first multilayer electrode body and the second multilayer electrode body are respectively inserted into a predetermined molding apparatus.
- 단계 3: 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부를 제 1 방향으로 휘어지게 하고, 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부를 상기 제 1 방향과 멀어지는 제 2 방향으로 휘어지게 하여, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이 및 상기 제 1 음극 인출부와 상기 제 2 음극 인출부 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한다. Step 3: bend the first positive electrode lead-out portion and the first negative electrode lead-out portion in a first direction, and bend the second positive lead portion and the second negative electrode lead-out portion in a second direction away from the first direction Thus, a predetermined space is formed between the first cathode lead portion and the second anode lead portion and between the first cathode lead portion and the second cathode lead portion.
- 단계 4: 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체를 수직 방향으로 배열한 다음 소정의 고정 장치를 사용하여 상기 제 1 다층 전극체 및 상기 제 2 다층 전극체가 서로 정렬 상태를 유지하도록 고정시킨다.Step 4: Arranging the first multi-layer electrode body and the second multi-layer electrode body in a vertical direction, and then using the predetermined fixing device to keep the first multi-layer electrode body and the second multi-layer electrode body aligned with each other. Fix it.
- 단계 5: 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 1 음극 인출부의 단부의 경사 부분과 상기 제 2 양극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부의 단부의 경사 부분을 용접에 의해 평탄화한다. Step 5: Flatten the inclined portions of the ends of the first anode lead-out portion and the first cathode lead-out portion and the inclined portions of the ends of the second anode lead-out portion and the second cathode lead-out portion by welding.
- 단계 6: 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부 사이에 형성된 상기 소정의 공간 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부 사이에 형 성된 상기 소정의 공간 내에 각각 양극 외부 접속 단자 및 음극 외부 접속 단자를 삽입한다.Step 6: outside the anode in the predetermined space formed between the first anode lead and the second anode lead and the predetermined space formed between the first cathode lead and the second cathode lead, respectively. Insert the connection terminal and the negative external connection terminal.
- 단계 7: 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부의 외측면 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부의 외측면을 동시에 또는 순차적으로 용접함으로써, 상기 제 1 양극 인출부 및 상기 제 2 양극 인출부와 상기 양극 외부 접속 단자, 및 상기 제 1 음극 인출부 및 상기 제 2 음극 인출부와 상기 음극 외부 접속 단자를 동시에 또는 순차적으로 접속한다.Step 7: simultaneously welding the outer side surfaces of the first and second cathode lead-out portions and the outer side surfaces of the first and second cathode lead-out portions and the second cathode lead-out portion, simultaneously or sequentially The second positive electrode lead-out portion and the positive electrode external connective terminal, and the first negative lead-out portion and the second negative lead-out portion and the negative electrode external connective terminal are simultaneously or sequentially connected.
상술한 본 발명의 개선된 다층 전극체 및 유닛 셀 제조 방법에 따르면, 다층 전극체를 2개의 다층 전극체로 제조한 다음, 그 중 하나의 양극 인출부 및 음극 인출부와 다른 하나의 양극 인출부 및 음극 인출부를 성형 장치를 이용하여 서로 멀어지는 방향으로 휘어지도록 성형한 다음, 외부 접속 단자를 용접에 의해 접속함으로써, 전극체의 제 1 음극 인출부 및 제 2 다층 전극체의 제 2 음극 인출부 사이에 음극 외부 접속 단자를 용접에 의해 접속함으로써, 일부 양극 인출부 및/또는 일부 음극 인출부와 외부 접속 단자 간의 접속 불량이 방지되고, 따라서 최종 제품인 유닛 셀의 불량이 발생율이 현저하게 감소되며, 전체 제조 공정 시간(tact time)이 현저하게 줄어든다. According to the improved multilayer electrode body and unit cell manufacturing method of the present invention described above, the multilayer electrode body is made of two multilayer electrode bodies, and then one of the anode lead-out and the cathode lead-out and the other of the anode lead-out and The cathode lead-out portion is molded to bend in a direction away from each other by using a molding apparatus, and then the external connection terminals are connected by welding, thereby connecting the first cathode lead-out portion of the electrode body and the second cathode lead-out portion of the second multilayer electrode body. By connecting the negative electrode external connection terminal by welding, a poor connection between some positive electrode lead-out and / or some negative electrode lead-out part and the external connection terminal is prevented, and thus the occurrence rate of the defective unit cell which is the final product is remarkably reduced, and the whole manufacture The tact time is significantly reduced.
본 발명의 개선된 다층 전극체 및 유닛 셀 제조 방법을 사용하는 경우 다음과 같은 효과가 달성된다.When the improved multilayer electrode body and the unit cell manufacturing method of the present invention are used, the following effects are achieved.
1. 종래 기술에 비해 다층 전극체 및 최종 제품인 유닛 셀의 생산성이 현저 히 증가한다. 1. Compared with the prior art, the productivity of the multi-layer electrode body and the final unit cell is significantly increased.
2. 다층 전극체 및 최종 제품인 유닛 셀의 불량 발생 가능성이 현저히 줄어든다. 2. The possibility of failure of the multilayer electrode body and the unit cell as the final product is significantly reduced.
3. 다층 전극체 및 최종 제품인 유닛 셀의 전체 제조 공정 시간(tact time)이 현저히 감소된다. 3. The overall manufacturing process time of the multilayer electrode body and the final cell as a final product is significantly reduced.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.As various modifications may be made to the constructions and methods described and illustrated herein without departing from the scope of the invention, it is intended that all matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings be exemplary, and not intended to limit the invention. It is not. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.
Claims (22)
Priority Applications (1)
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KR1020060017327A KR100740568B1 (en) | 2006-02-22 | 2006-02-22 | Improved method for manufacturing multi-layered electrode module and unit cell and multi-layered electrode module and unit cell manufactured by using the same |
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2006
- 2006-02-22 KR KR1020060017327A patent/KR100740568B1/en not_active IP Right Cessation
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