KR100824807B1 - 리튬 2차전지의 일체형 탭 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블루투스용 초소형 2차 전지를 구성하는 양극과 음극의 전극단자인 탭(tap) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 복수개의 전극 탭을 1개의 절연성 실링필름으로 일체화할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 단자를 구성하는 복수개의 금속 띠(41)를 동시에 공급하는 과정에서 일정 간격으로 절연성 실링필름(17)을 위치시켜 가 접합 한 다음 온도를 점진적으로 높이면서 1, 2차 본 접합을 실시하므로 인해 절연성 실링필름(17)의 접합 불량을 미연에 방지함은 물론이고 두께가 두꺼운 금속 띠(41)에도 절연성 실링필름(17)을 정밀하게 융착 고정시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
리튬 2차 전지, 블루투스, 일체형 전극단자, 절연성 실링필름

Description

리튬 2차전지의 일체형 탭 및 그 제조방법{Method for preparing of integrated electrode tab for secondary battery}
도 1은 일반적인 리튬 2차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도
도 2는 도 1에서 어느 하나의 탭을 발췌하여 나타낸 사시도
도 3은 종래의 금속 띠에 일정 간격으로 절연성 실링필름이 융착된 상태의 평면도
도 4는 종래의 2차 전지가 완성된 상태의 평면도
도 5는 본 발명에서 음극 및 양극에 일정 간격으로 절연성 실링필름이 융착되어 이들을 일체화시킨 상태의 평면도
도 6은 본 발명의 2차 전지가 완성된 상태의 평면도
도 7은 본 발명에서 일체형 탭의 제조과정을 설명하기 위한 플로우챠트
도 8은 본 발명에서 일체형 탭을 제조하는 메카트로닉스 장비를 나타낸 개략도
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
14 : 음극 탭 15 : 양극 탭
16 : 양극 그리드 17 : 절연성 실링필름
18 : 음극 그리드 41 : 금속 띠
50 : 공급부 60 : 이송부
70 : 권취부
본 발명은 리튬 이온이나 리튬 폴리머 배터리에 사용되는 2차 전지에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 블루투스용 초소형 2차 전지를 구성하는 양극과 음극 의 전극단자인 탭(tap) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 핸드폰, 노트북, 휴대용 개인정보 단말기(PDA : Personal Digital Assistants) 등의 휴대용 단말기는 충, 방전이 가능한 2차 전지인 축전지가 포함된 배터리팩을 단말기 일 측면에 탈, 부착 가능하도록 결합하여 사용하기 때문에 이동성이 보장되고 휴대가 간편하여 널리 사용되고 있다.
이러한 휴대용 단말기의 경우, 일정 시간 동안 사용하게 되면 단말기에 결합된 축전지가 방전되어 상기 축전지로부터 단말기 측으로 충분한 전원공급이 이루어지지 않게 되어 단말기를 사용하지 못하게 된다.
따라서 상기 휴대용 단말기를 재사용하기 위해서는 충전기를 이용하여 상기 방전된 축전지를 충전하여 사용하거나, 여분의 충전된 다른 축전지로 교체한 후 사용하게 된다.
최근 들어 이러한 휴대용 단말기들은 블루투스(Blue tooth) 산업의 발달로 인해 저용량이면서 충전하는 방식을 채택하고 있어 전원인 배터리의 크기 또한 경 량화 및 소형화되고 있는 추세이다.
블루투스란 근거리에 놓여 있는 컴퓨터와 이동단말기 또는 가전제품 등을 무선으로 연결하여 쌍방향으로 실시간 통신을 가능하게 해주는 규격을 일컫거나, 그 규격에 알맞은 제품을 의미하는 용어로서, 1994년 스웨덴의 에릭슨(Ericsson)사가 처음으로 연구를 시작하였으며, 1998년 2월 에릭슨사가 주축이 되어 IBM, 인텔, 노키아 및 도시바 등이 공동으로 참여하여 결성한 블루투스 SIG(Special Interest Group)에 의해 연구가 본격화되었다.
현재 블루투스 산업은 시작의 단계로서, 관련업체에 의해 지속적인 연구가 활발하게 진행되고 있으며 전술한 바와 같은 무선으로 실시간 통신을 가능하게 해주는 장점을 갖고 있어 최근 들어 경박단소화를 추구하는 휴대용 단말기 등에 널리 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 리튬 2차 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1에서 어느 하나의 탭을 발췌하여 나타낸 사시도로서, 리튬 2차 전지(10)는 전지부(20), 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)으로 이루어진 탭 부와 전지부를 수납하는 포장재(30)로 구성되어 있다.
상기 전지부(20)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판의 순서로 배열된 단위 셀(Unit Cell) 또는 양극판, 세퍼레이터, 음극판, 세퍼레이터, 양극판, 세퍼레이터, 음극판의 순서로 배열된 바이 셀(Bi-Cell)을 전지 용량에 맞게 복수 개 적층시킨 구조를 갖는데, 상기 양극판 및 음극판은 일 측 가장자리로부터 양극 그리드(16) 및 음극 그리드(18)가 각각 인출되어 금속재질인 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)과 용접 등의 방법으로 각각 연결되어 있다.
상기한 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)은 외부와 통전이 가능하도록 소정길이를 갖으며 상기 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)의 양면에는 포장재(30) 내의 전해액이 누설되지 않도록 실링(sealing)하는 절연성 실링필름(17)이 각 전극 탭의 양측으로 소정길이 연장되게 각각 부착되어 도 2와 같은 양극 탭 부착체 또는 음극 탭 부착체(21)를 구성하도록 되어 있다.
통상적인 2차 전지 제조공정에 있어서, 양극 탭 부착체 또는 음극 탭 부착체(21)는 도 3에 나타낸 바와 같이 양극재료인 Al 및 음극재료인 Ni재질로 이루어진 금속 띠(19)의 양면에 일정 간격으로 절연성 실링필름(17)을 위치시킨 다음 히터 등의 열원에 의해 1번의 접합 공정으로 융착 고정한 후 별도의 공정에서 필요한 길이로 절단하여 이를 양극 그리드(16) 및 음극 그리드(18)에 용접 등의 방법을 고정하게 된다.
상기한 바와 같은 방법으로 각각의 양극 그리드(16) 및 음극 그리드(18)에 양극 탭 부착체 및 음극 탭 부착체(21)를 용접 고정한 다음 전지부(20)가 수납되는 수납부(32)에 전해액(도시는 생략함)을 주입한 후 포장재(30)를 진공 실링하면 실링부(34)에서 열융착이 이루어지게 되므로 수납부(32)의 기밀을 유지하게 된다.
이 때, 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)이 실링부(34)와 만나는 접점부위에는 절연성 실링필름(17)이 개재되어 열융착 되므로 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)이 위치된 지점을 통해 수납부(32)로부터 전해액이 누출되는 현상을 방지하는 것은 물론이고 외부의 습기가 수납부의 내부로 유입되는 현상 또한 차단하게 되고, 이에 따라 전극 탭 부위에서 발생될 수 있는 단락(short)을 미연에 방지하게 된다.
그러나 이러한 종래의 전극 탭은 음극 탭 및 양극 탭을 제조하는 과정에서 각각의 금속 띠에 일정 간격으로 절연성 실링필름을 부착한 다음 일정 길이로 절단하여 양극 그리드 및 음극 그리드에 용접 고정하므로 인해 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다.
첫째, 배터리가 소형화되고 있는 추세에서, 도 4와 같이 좁은 공간에 음극 탭과 양극 탭을 실링 하는 작업이 불가피하며, 좁은 두 전극 사이의 공간을 통해 수납부 내의 전해액이 누출되거나, 수납부의 내부로 외부의 습기가 침투하는 치명적인 결함이 발생된다.
둘째, 음극 탭과 양극 탭을 음극 그리드 및 양극 그리드에 용접 등의 방법으로 고정하는 과정에서 전극 사이의 간격이 좁아 그 작업이 번거롭게 된다.
셋째, 각 단자를 제조하는 과정에서 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 대고 1번의 접합 공정으로 열융착 고정할 때, 두께가 두꺼운 금속 띠에의 경우, 절연성 실링필름을 열융착 고정하는데 한계가 있다.
즉, 두께가 두꺼운 금속 띠에 절연성 실링필름을 위치시키고 1번의 접합 공정으로 열융착 고정하는 과정에서 열융착 온도가 낮으면 접합 불량이 발생하여 전해액이 누출되거나, 습기가 침투하는 현상이 발생되고, 이와는 반대로 열융착 온도가 과도하게 높으면 절연성 실링필름이 녹는 열융착 불량이 발생하게 된다.
넷째, 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 대고 1번의 접합 공정으로 열융 착 고정하므로 인해 슬립(slip)현상이 발생되어 어느 일 측의 절연성 실링필름의 위치가 어긋나는 외관 불량이 발생되었다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 음극 및 양극 단자를 한 쌍으로 하여 이들을 1개의 절연성 실링필름으로 일체화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 일정 간격으로 이격된 복수개의 음극 탭 또는 양극 탭을 1개의 절연성 실링 필름으로 일체화할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 단자를 구성하는 2개의 금속 띠를 동시에 공급하는 과정에서 일정 간격으로 절연성 실링필름을 위치시킨 다음 접합 공정을 다단으로 실시하여 절연성 실링필름의 접합 불량을 미연에 방지함은 물론이고 두께가 두꺼운 금속 띠에도 절연성 실링필름을 융착 고정할 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 2차 전지에서 전지부에 고정된 각각의 양극 그리드 및 음극 그리드에 외부와 통전이 가능하도록 양극 탭 및 음극 탭을 각각 용접 고정하되, 상기 전지부를 포장재의 수납부에 넣을 시 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 양극 탭 및 음극 탭에 절연성 실링필름을 실링한 전극 탭에 있어서, 복수개의 전극 탭이 1개의 절연성 실링필름에 의해 일정 간격으로 이격되어 일체화된 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭이 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 복수개의 금속 띠를 공급부에 로딩하는 단계와, 상기 공급부에 로딩된 복수개의 금속 띠를 이송부의 구동에 따라 일정 길이만 큼 일정 간격으로 이격된 복수개의 금속 띠를 순차적으로 이송시키는 단계와, 상기 금속 띠의 양면에 뭍은 이물질을 제거하는 세척단계와, 상기 세척단계에서 금속 띠에 뭍은 세척액을 건조하는 건조단계와, 이송되어 온 각 금속 띠의 상, 하면에 절연성 실링필름을 공급하면서 180 - 200℃의 온도로 가압하여 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 가(假) 접합함과 동시에 절연성 실링필름을 절단하는 가 접합단계와, 각 금속 띠의 양면에 가 접합된 절연성 실링필름을 150 - 180℃의 온도로 가압하는 1차 본 접합단계와, 상기 1차 본 접합이 이루어지고 난 다음 공정에서 180 - 220℃로 가압하여 금속 띠에 절연성 실링필름을 완전히 열융착 고정시키는 2차 본 접합단계와, 상기 2개의 금속 띠가 절연성 실링필름에 의해 일체화된 일체형 탭을 권취부에 롤 형태로 감는 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명을 일 실시예로 나타낸 도 5 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 이때, 본 발명에서 사용하는 전극 탭은 음극 탭 및 양극 탭 모두를 지칭한다.
도 5는 본 발명에서 음극 및 양극에 일정 간격으로 절연성 실링필름이 열융착 되어 이들을 일체화시킨 상태의 평면도이고 도 6은 본 발명의 2차 전지가 완성된 상태의 평면도로서, 본 발명은 각각의 양극 그리드(16) 및 음극 그리드(18)에 용접 고정되는 양극 탭(15) 및 음극 탭(14)이 1개의 절연성 실링필름(17)에 의해 일체화된 것을 특징으로 한다.
하지만, 본 발명은 상기 일체화된 양극 탭 및 음극 탭뿐만 아니라 복수개의 양극 탭 또는 복수개의 음극 탭에 절연성 실링 필름을 실링하여 일체화할 수 있다(미도시).
또한, 상술한 바와 같이 2개 이상의 전극 탭을 절연성 실링 필름으로 실링하여 일체화할 수 있는데(미도시), 2 내지 10 개의 전극 탭을 실링 필름으로 일체화하는 것이 바람직하다. 이는 10 개 이상의 전극 탭을 일체화하면 전극 탭의 폭이 지나치게 넓어져서 실링 필름이 모든 전극 탭에 일시에 융착되어 고정되는 것이 곤란해서 불량률이 증가할 수 있기 때문이다. 그러나, 상기 전극 탭 수에 국한되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명에서 일체형 탭의 제조과정을 설명하기 위한 전개도이고 도 8은 본 발명에서 일체형 탭을 제조하는 메카트로닉스 장비를 나타낸 개략도로서, 서로 다른 재질, 즉 양극은 알루미늄(Al)재질 그리고 음극은 니켈(Ni)재질로 이루어거나 동일한 재질, 즉 양극 또는 음극으로 이루어지는 복수개의 금속 띠(41)를 공급부(50)에 위치하는 각각의 고정판(51)에 로딩(loading)하여 재료의 이탈을 막으며 이송부(60)의 구동에 따른 피치(pitch)만큼 상, 하 리미트 센서(52)의 신호를 받아 풀어 주는데, 2개의 고정판(51)에 각각 권회된 금속 띠(41)를 1개의 스피드 컨트롤 모터로 제어하여 풀어주면 각 고정판에 금속 띠가 원주율이 틀리게(양이 다르게) 감겨져 있어 리미트 센서(52)에서 에러를 발생시키게 되므로 2개의 스피드 컨트롤 모터(54)를 각각 설치하여 고정판(51)에 각각 권회된 금속 띠를 개별적으로 풀어주도록 한다.(S101)
상기 고정판(51)과 리미트 센서(52)사이에 위치하는 가이드 로울러(53)에는 금속 띠(41)의 원활한 이송 및 이송되는 과정에서 얽히지 않도록 방지 턱을 설치하였고, 상기 리미트 센서(52)는 고정판(51)에 권회되어 있던 금속 띠(41)가 전부 공급되고 나면 에러를 발생시켜 작업자에게 이를 신속하게 알려 필요한 조치를 취할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 공급부(50)에 로딩된 2개의 금속 띠(41)를 이송부(60)의 구동에 따라 일정 길이만큼씩 순차적으로 풀어 이송시키는데, 상기 이송부(60)는 금속 띠의 유동을 방지하는 고정용 그리퍼(61)와, 금속 띠(41)의 이송되는 양(피치)을 결정하는 피딩 실린더(62)로 구성하고 상기 피딩 실린더의 끝단에는 스토퍼(도시는 생략함)를 고정하여 피딩 실린더(62)가 금속 띠(41)를 홀딩하여 1피치만큼 이송시킬 때에는 고정용 그리퍼(61)가 금속 띠(41)를 홀딩상태를 해제하고, 피딩 실린더(62)의 이송이 스토퍼에 의해 중단된 상태에서는 금속 띠(41)를 홀딩하여 금속 띠의 이송에 따른 피치 변화가 발생되지 않도록 한다.(S102)
상기 이송부(60)의 구동으로 공급부(50)에서 1 피치만큼의 금속 띠(41)가 풀려 이송되고 나면 절연성 실링필름(17)을 융착 고정하기 전에 금속 띠(41)의 양면에 뭍은 이물질을 제거하는 세척단계를 거쳐야 한다.(S103)
상기한 세척단계를 거치기 전에 버어 프레스(42)를 이용하여 금속 띠(41)의 표면이나 절단면에 형성된 버어(burr)를 제거하는 버어 프레싱단계를 더 실시하는 것이 보다 바람직하다.(S103-1)
상기 금속 띠(41)의 세척은 초음파 세척기(43)를 사용하여 금속 띠의 표면에 뭍은 유기물이나 불순물을 깨끗하게 제거한 다음 예열기(44)를 통해 초음파 세척 시 금속 띠(41)의 표면에 뭍은 알코올 등의 세정제를 건조시켜야 한다.(S104)
상기한 공정을 거쳐 절연성 실링필름(17)이 융착 고정되는 금속 띠(41)의 표면을 세척함과 동시에 건조된 상태로 이송되어 오면 에어 실린더(45)에 의해 각 금속 띠의 상, 하면에 금속 띠의 이송방향과 직교된 방향으로 절연성 실링필름(17)을 각각 공급하면서 가 접합 히터블록(46)(47)에 의해 180 - 200℃의 온도로 금속 띠(41)의 상, 하면에 위치된 절연성 실링필름(17)을 동시에 가압하여 금속 띠(41)의 양면에 가 접합한 다음 커터(48)(49)에 의해 절연성 실링필름(17)을 절단한다.(S105)
이 때, 절연성 실링필름(17)이 융착 고정되는 금속 띠(41)의 폭(width)이 변함에 따라 가 접합되는 중심이 변화되므로 가 접합 스페이서(55)를 교체하여야 한다.
상기 가 접합온도가 180℃ 이하이면 절연성 실링필름(17)의 접합 불량이 발생되고, 200℃ 이상이 되면 절연성 실링필름(17)의 접합면에 기포가 발생되는 문제가 발생한다.
상기 절연성 실링필름(17)이 금속 띠(41)의 양면에 가 접합되어 이송되어 오면 각 금속 띠의 양면에 가 접합된 절연성 실링필름(17)을 1차 본 접합블록(56)에 의해 150 - 180℃의 온도로 가압하는 1차 본 접합단계를 실시하는데, 상기 1차 본 접합온도가 150℃이하이면 절연성 실링필름(17)의 접합 불량이 발생되고, 이와는 반대로 180℃이상이면 금속 띠(41)의 측면과 절연성 실링필름(17)의 접합면에서 틈 새가 매꿔지지 않고 틈새가 발생되므로 주의를 요한다.(S106)
설정된 온도로 1차 본 접합이 이루어진 금속 띠(41)가 다음 공정으로 이송되면 2차 본 접합블록(57)에 의해 180 - 220℃로 가압하여 금속 띠(41)에 절연성 실링필름(17)을 완전히 열융착 고정시킨다.(S107)
이에 따라, 금속 띠(41)의 상, 하면은 물론이고 측면에서 틈새가 발생되지 않고 절연성 실링필름(17)이 완벽하게 열융착 고정된다.
이와 같이 금속 띠(41)의 양면에 절연성 실링필름(17)을 가 접합한 다음 1, 2차 본 접합을 실시하는 이유는 절연성 실링필름(17)이 열융착 고정되는 금속 띠(41)의 두께가 200㎛ 이상이 되면 2차 본 접합으로는 전극 탭의 외관이 규격을 벗어나게 되며, 온도를 220℃ 이상으로 높일 경우에는 고열에 의해 절연성 실링필름(17)이 녹아 버려 외관 불량이 발생되기 때문이다.
따라서 본 발명에서는 1차 본 접합 시 저온으로 열융착 한 다음 2차 본 접합에서 고온으로 재 열융착 하여 금속 띠(41)의 양면에 절연성 실링필름(17)이 완벽하게 고정되도록 한다.
상기한 2차 본 접합 시 고온에서의 열융착은 절연성 실링필름(17)의 변형을 일으키므로 레귤레이터(regulator)(58)를 설치하여 압력을 0.01Mpa~1Mpa로 설정한다.
전술한 바와 같은 공정을 거쳐 금속 띠(41)에 일정 간격으로 절연성 실링필름(17)을 열융착 고정한 상태에서 공급된 절연성 실링필름(17)의 길이가 정확하면 양측으로 노출된 절연성 실링필름을 절단하지 않아도 되지만, 필요 이상으로 노출 된 경우에는 메인 커터(63)(64)에 의해 절연성 실링필름(17)의 양단을 규격에 맞게 절단하는데, 금속 띠(41)의 양측으로 노출된 절연성 실링필름(17)을 정확히 절단하기 위해 가이드 그리퍼(59)를 설치한다.(S107-1)
이 때, 절연성 실링필름(17)으로부터 절단된 잔여물을 제거하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 콤프레셔, 진공청소기 등의 집진장치(65)를 설치하여 잔여물을 흡입 제거하며, 절연성 실링필름(17)을 절단하는 메인 커터(63)(64)의 재질로는 절단면의 정밀도 및 커터의 수명을 고려하여 경도가 높은 초경이나 하이스를 사용하는 것이 보다 바람직하다.(S107-2)
상기 피딩 실린더(62)가 1 회(cycle)를 완료하면 스피드 컨트롤 모터(66)가 신호를 받아 절연성 실링필름(17)에 의해 2개의 금속 띠(41)가 일체화된 일체형 탭을 리와인드(rewind)하여 권취부(70)의 고정판(67)에 감아주는데, 권취부(70)의 전방에는 공급부(50)와 마찬가지로 상, 하 리미트 센서(68)를 설치하여 스피드 컨트롤 모터(66)의 오동작에 따른 에러를 감시하게 된다.(S108-1, S108)
이상에서와 같이 본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 자동화 라인에 의해 일체형 탭을 양산할 수 있어 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.
첫째, 음극 탭과 양극 탭이 절연성 실링필름에 의해 도 5 및 도 6과 같이 일체화되어 있어 두 전극사이에서 기밀을 유지할 수 있게 되므로 수납부 내의 전해액이 누출되거나, 수납부의 내부로 외부의 습기가 침투하는 현상을 근본적으로 해소할 수 있게 된다.
둘째, 음극 탭과 양극 탭을 음극 그리드 및 양극 그리드에 용접하는 과정에서 이들의 용접 위치가 자동으로 결정되므로 음극 탭 및 양극 탭의 위치를 별도로 조절할 필요가 없게 되고, 이에 따라 음극 탭 및 양극 탭의 용접 고정에 따른 작업이 편리해지게 된다.
셋째, 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 대고 가 접합한 다음 1, 2차 본 접합에 의해 완전 고정하게 되므로 두께가 두꺼운 금속 띠에도 절연성 실링필름을 정밀하게 융착 고정시킬 수 있게 된다.
넷째, 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 대고 가 접합한 다음 1, 2차 본 접합을 실시하므로 금속 띠로부터 절연성 실링필름이 미끄러지는 슬립(slip)현상을 미연에 방지하게 된다.
다섯째, 본 발명에 따라 일정 간격으로 이격된 채로 절연성 실링필름으로 일체화된 복수개의 전극 탭은 필요에 따라 전극 탭 부위이외의 실링 부위를 낱개로 절단하여 사용할 수 있기 때문에 다량의 전극 탭 보관이 용이하고 금속 띠 하나로 제조된 전극 탭보다 제조 원가를 절감한다.

Claims (11)

  1. 2차 전지에서 전지부에 고정된 각각의 양극 그리드 및 음극 그리드에 외부와 통전이 가능하도록 양극 탭 및 음극 탭을 각각 용접 고정하되, 상기 전지부를 포장재의 수납부에 넣을 시 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 양극 탭 및 음극 탭에 절연성 실링필름을 실링한 전극 탭에 있어서, 복수 개의 전극 탭이 1개의 절연성 실링필름에 의해 일정 간격으로 이격되어 일체화된 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 탭이 음극 탭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 탭이 양극 탭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 탭이 음극 탭 및 양극 탭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭.
  5. 복수개의 금속 띠를 공급부에 로딩하는 단계와, 상기 공급부에 로딩된 복수 개의 금속 띠를 이송부의 구동에 따라 일정 길이만큼 일정 간격으로 이격된 복수개의 금속 띠를 순차적으로 이송시키는 단계와, 상기 금속 띠의 양면에 뭍은 이물질을 제거하는 세척단계와, 상기 세척단계에서 금속 띠에 뭍은 세척액을 건조하는 건조단계와, 이송되어 온 각 금속 띠의 상, 하면에 절연성 실링필름을 공급하면서 180 - 200℃의 온도로 가압하여 금속 띠의 양면에 절연성 실링필름을 가 접합함과 동시에 절연성 실링필름을 절단하는 가 접합단계와, 각 금속 띠의 양면에 가 접합된 절연성 실링필름을 150 - 180℃의 온도로 가압하는 1차 본 접합단계와, 상기 1차 본 접합이 이루어지고 난 다음 공정에서 180 - 220℃로 가압하여 금속 띠에 절연성 실링필름을 완전히 열융착 고정시키는 2차 본 접합단계와, 상기 2개의 금속 띠가 절연성 실링필름에 의해 일체화된 일체형 탭을 권취부에 롤 형태로 감는 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 띠의 세척은 초음파 세척기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 세척단계 전에 금속 띠의 표면이나 절단면에 형성된 버어를 제거하는 버어 프레싱 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 가 접합단계에서 금속 띠의 폭에 따라 가 접합블록을 교체하여 가 접합단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 2차 본 접합단계에서 레귤레이터를 설치하여 0.01Mpa~1Mpa의 압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 2차 본 접합단계를 거친 다음 단계에 절연성 실링필름의 부착여부를 검출하는 검출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 2 차 전지의 일체형 탭 제조방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 띠는 양극이나 음극으로만 이루어지거나 양극 및 음극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지의 일체형 탭 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101090076B1 (ko) * 2011-01-21 2011-12-07 주식회사 아이엠글로벌 2차 전지의 전극탭 필름 열융착장치
CN104588780A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 长兴荣力机械有限公司 一种可定位的极耳切割机
CN108767186A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 深圳市达俊宏科技股份有限公司 一种软包锂电池极耳金属带与绝缘片熔合工艺
US20220094001A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20240065934A (ko) 2022-11-07 2024-05-14 주식회사 에스엔티 전극메탈의 필름 융착을 위한 가열장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967164B1 (ko) * 2008-07-17 2010-07-05 주식회사 엘티케이 리튬 이차 전지용 전극단자의 절연필름 열부착장치
KR101539952B1 (ko) * 2013-06-04 2015-07-29 (주)탑전지 전극탭 테이핑 머신
KR101579781B1 (ko) * 2014-04-03 2015-12-28 주식회사 신화아이티 리튬 이온 폴리머 전지용 전극단자의 표면처리방법
KR102370744B1 (ko) * 2020-06-01 2022-03-07 주식회사 엘디케이 전류 차단 리드탭 및 이의 제조 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173641A (ja) 1998-11-30 2000-06-23 Sony Corp 非水電解質電池
JP2001102090A (ja) 1999-09-30 2001-04-13 Mitsubishi Electric Corp 板状電池の製造方法
JP2001155713A (ja) 1999-09-16 2001-06-08 Fujimori Kogyo Co Ltd 電極リード部材及び電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173641A (ja) 1998-11-30 2000-06-23 Sony Corp 非水電解質電池
JP2001155713A (ja) 1999-09-16 2001-06-08 Fujimori Kogyo Co Ltd 電極リード部材及び電池
JP2001102090A (ja) 1999-09-30 2001-04-13 Mitsubishi Electric Corp 板状電池の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101090076B1 (ko) * 2011-01-21 2011-12-07 주식회사 아이엠글로벌 2차 전지의 전극탭 필름 열융착장치
CN104588780A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 长兴荣力机械有限公司 一种可定位的极耳切割机
CN108767186A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 深圳市达俊宏科技股份有限公司 一种软包锂电池极耳金属带与绝缘片熔合工艺
US20220094001A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20240065934A (ko) 2022-11-07 2024-05-14 주식회사 에스엔티 전극메탈의 필름 융착을 위한 가열장치

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