KR101124964B1 - 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법 - Google Patents

이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양극판/분리막/음극판 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체;
상기 전극조립체를 구성하는 각각의 양극판 및 음극판에 전기적으로 연결된 양극탭 및 음극탭;
상기 양극탭 및 음극탭이 각각 적층되어 전기적으로 연결된 양극리드 및 음극리드; 및
상기 양극리드 및 음극리드의 일부가 외부로 돌출하도록 상기 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하여 이루어진 이차전지의 상기 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 있어서,
상기 양극리드 또는 음극리드와 상기 외부 부재는 SEAM 용접방식으로 연결되는 것인 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법을 제공한다.

Description

이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법{METHOD FOR CONNECTING BETWEEN CATHOD LEAD OR ANODE LEAD OF SECONDARY BATTERY AND EXTERNAL ELEMENT}
본 발명은 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하여 이루어진 이차전지의 양극리드 또는 음극리드와 외부 부재가 SEAM 용접 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과 각형, 파우치형을 들 수 있다.
이 중 파우치형 이차전지는 전극조립체와, 이 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하여 이루어진다. 상기 전극조립체는 전기를 발생하는 전지부와, 이 전지부의 양극 및 음극과 각각 전기적으로 연결된 양극탭과 음극탭 및 이 탭들이 적층되어 각각 전기적으로 연결되고 그 일부가 상기 케이스 외부로 돌출된 양극리드와 음극리드를 구비한다. 외부로 돌출된 양극리드 및 음극리드는 보호 회로 기판 같은 외부 소자의 양극 및 음극 단자와 각각 전기적으로 결합하여 상기 전지부에서 발생한 전기를 외부로 인출하는 역할을 한다.
그런데, 종래의 이차전지의 음극리드는 통상 니켈 또는 니켈을 도금한 구리를 사용하여 납땜이 용이하지만, 기존의 양극리드는 알루미늄 재질로서 납땜이 불가능하고 염수에 잘 부식되는 문제가 있었다.
이에 따라, 양극리드와 외부 부재의 양극 단자를 직접 납땜하지 못하고, 알루미늄과 니켈을 압연하여 만든 알루미늄-니켈 클래드를 매개로 하여 양극리드와 외부 부재의 양극 단자를 연결하고 있다. 따라서, 별도의 부품을 제조하여 부품들을 서로 연결하여야 하므로, 전지의 제조 시간 및 제조 단가가 상승하는 문제가 있었다.
나아가, 필요로 하는 전지의 용량이 커져 여러 개의 전지를 직렬 혹은 병렬 구조로 연결하여 사용하여야 할 경우, 상기 양극탭의 비효율적인 접합 문제는 생산성과 직결되는 사항이 된다. 더욱이, 최근에는 전기 자동차의 전원으로서 고출력의 전지가 사용되는 경우나 기타 다양한 환경에서 전극 리드의 내식성이 더욱 요구되는 실정이다.
이에 고출력이 요구되는 전지의 집전 방법으로서 적합한 방법으로 융접(融接)인 용접이 주목받고 있다. 용접은 압력이나 용가재를 사용하거나 사용 없이 적정 온도로 열을 가하여 2개 이상의 금속 재료를 접합시키는 기술로, 용접 방법으로는 종래부터 레이저 용접법, 초음파 용접법, 저항 용접법의 방법이 알려져 있다. 3 종류의 용접 방법에는 일장일단이 있지만, 생산성 및 경제성을 고려하면 금속간 용접법으로 널리 사용되고 있는 저항 용접법이 가장 뛰어나다.
저항 용접법은 접합에 필요한 열이 접합부의 전기저항으로 접촉면에 발생하게 하는 용접법으로, 용접은 양쪽에 1개씩 있는 두 전극 로울러를 통해 접합부에 가해지는 힘과 함께 저전압?고전류 전원을 사용하여 비교적 짧은 시간(보통 0.2초) 사이에 이루어진다.
저항 용접법은 다시 4가지로 분류되는데, 그 중 점 용접(spot welding)은 겹쳐진 박판 위에 일정한 간격으로 점을 형성하며, 접합강도는 용접의 횟수와 크기에 따라 결정된다. 심 용접(seam welding)은 일련의 겹침점이나 연속이음매를 만들기 위해 접합부에 연속적으로 전류 펄스를 가하는 연속용접이다. 이 방법은 점 용접으로는 불충분한 컨테이너나 구조물에 사용된다. 이 밖에 모재의 한쪽 또는 양쪽에 작은 돌기를 만들어 이 부분에 대전류와 압력을 가하는 프로젝션 용접(projection welding), 용접할 부분을 고정시키고 양끝을 서서히 접근시킨 뒤 이를 분리시키면서 아크나 불꽃을 일으키는 플래시 용접(flash welding) 등이 있다.
기존 단위 전지 내에서 양극 및 음극리드의 전기적 연결은 점 용접(spot welding) 방식을 사용하는 것이 일반적이었다. 그런데 점 용접 방법을 사용하여 접합할 경우, 접합부의 내구성이 떨어져 외부의 진동 또는 충격에 의하여 쉽게 파손되고, 접합성이 약하여 고율 방전에서 열이 발생하여 고출력이 불가능하다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 양극리드 또는 음극리드와 외부 부재를 SEAM 용접 방식으로 접합하는 방식으로 저항을 최소화하여 고출력을 가능하게 하고, 외부의 진동 또는 충격 하에서도 접합성을 유지하여 고신뢰성 및 고안전성을 구비하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법은
양극판/분리막/음극판 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체;
상기 전극조립체를 구성하는 각각의 양극판 및 음극판에 전기적으로 연결된 양극탭 및 음극탭;
상기 양극탭 및 음극탭이 각각 적층되어 전기적으로 연결된 양극리드 및 음극리드; 및
상기 양극리드 및 음극리드의 일부가 외부로 돌출하도록 상기 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하여 이루어진 이차전지의 상기 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 있어서,
상기 양극리드 또는 음극리드와 상기 외부 부재는 SEAM 용접방식으로 연결되는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 사용되는 인가 전류가 100A 내지 7000A인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 용접부의 폭은 0.5mm 내지 5mm이고, 용접부의 길이는 1mm 내지 300mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 용접부의 용접 오버랩이 30% 내지 90%인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 발생하는 열을 발산시키기 위하여 수냉식 또는 공냉식 칠러(Chiller)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 양극리드는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유하는 심재와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 음극리드는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리합금 중 어느 하나를 함유하는 심재와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 도금층은 니켈, 니켈 합금, 철 및 서스로 구성된 그룹으로부터 선택되는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 도금층의 두께가 1㎛ 내지 20㎛ 이고, 상기 금속 도금층을 포함하는 양극리드 또는 음극리드 전체의 두께는 10㎛ 내지 5mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 외부의 진동 또는 충격하에서도 접합성을 유지하여 고신뢰성 및 고안전성을 구비하며, 저항을 최소화하여 열 발생을 줄여 고출력을 가능하게 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 양극 또는 음극리드와 외부 부재가 연결된 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지와 외부 부재를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 양극 또는 음극리드와 외부 부재가 용접되는 부분을 나타내는 도면이다.
도 6은 실험예 1에 따른 인장 강도 측정 결과 (a)비교예 1, (b)비교예 2,3, (c)실시예 1,2,3을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실험예 2에 따른 방전 전류에 따른 온도 측정 결과 (a)온도 변화 1, (b)온도 변화 2, (c)온도 변화 3, (d)온도 변화 4를 나타내는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류될 수 있는바, 대표적으로 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체로 구분된다.
본 발명은 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 전극조립체(10), 전극조립체를 구성하는 각각의 양극판 및 음극판들로부터 연장되어 전기적으로 연결된 양극탭 및 음극탭(20), 상기 양극탭 및 음극탭이 적층되어 각각 전기적으로 연결된 양극리드 및 음극리드(30) 및 상기 양극리드 및 음극리드의 일부가 외부로 돌출하도록 상기 전극조립체를 수납하는 케이스(40)를 포함하여 이차전지 모듈이 이루어진다. 상기와 같은 이차전지는 외부로 양극 및 음극리드가 돌출되어 있는바, 상기 양극 및 음극리드가 외부 부재(50)와 전기적으로 연결되면서 전지부에서 발생한 전기를 외부로 인출한다.
본 발명은 상기와 같이 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 있어서, 상기 양극리드 또는 음극리드와 상기 외부 부재가 SEAM 용접 방식으로 연결되는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서 SEAM 용접은 원형의 전극 로울러를 회전시켜, 전극 로울러와 피용접물 간 발생하는 저항열에 의한 점용접을 연속적으로 행하는 용접법이다.
구체적으로, 양극리드 또는 음극리드와 외부 부재의 일측변을 서로 중첩한 후, 2개의 전극 로울러로 가압하여 로울러 사이로 전류를 흐르게 한다(가압통전). 이후 전극 로울러를 회전하여 중첩 부위를 따라 통과시키면서 그 때의 저항열에 의해 두 소재 사이에 너게트(nugget), 즉 용접금속을 형성시켜 연속적으로 점 용접을 행하는 방법으로, 측변부를 따라 하나의 연속된 선모양의 용접부가 나오게끔 한다.
이 때 사용되는 인가 전류는 100A 내지 7000A인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. SEAM 용접은 전극 로울러와 피용접물간 발생하는 저항열에 의하여 용접되는 것인 바, 전류가 너무 적으면 소재 간 겹침 부분에서 너게트(nugget)가 충분히 형성되지 않아 용접이 되지 않고, 전류가 너무 크면 불꽃이 심하게 발생되어 전극 로울러를 손상시키고 용접부가 취약하게 되어 용접부 파열의 우려가 있기 때문에 인가 전류를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 양극리드와 음극리드의 주를 이루는 심재는 통상 양극 및 음극리드에 사용되는 재료이면 어떤 것이라도 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이차전지 전극 리드의 재료로는 저 저항화를 실현하기 위해 통상 구리(구리합금) 또는 알루미늄 (알루미늄합금)이 사용되나, 구리(구리합금) 및 알루미늄(알루미늄합금)은 그 특성상 전기 저항이 작고 열전도율이 크기 때문에 용접하기 위해서는 매우 큰 에너지가 필요하게 된다. 따라서 본 발명에 있어서는 도 2에 도시된 바와 같이, 양극리드는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유하는 심재(31)와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층(32)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 음극리드 또한 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리합금 중 어느 하나를 함유하는 심재(31)와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층(32)으로 이루어진 것이 바람직하다. 저항 용접이 가능하기 위해서는 피용접물의 재질 강도가 충분히 높아야 하는바, 기존에 전극리드에 사용되었던 재료 자체만의 강도는 약하기 때문에, 전극리드 상에 금속 도금층을 입혀서 저항 용접이 가능하게 한 것이다.
상기 양극리드 및 음극리드의 심재를 둘러싸는 금속 도금층(32)은 양극 및 음극 모두 니켈, 니켈 합금, 철 및 서스로 구성된 그룹으로부터 선택되는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 금속 도금층은 두께가 1㎛ 내지 20㎛인 것이 바람직하며, 이 금속 도금층이 도포된 양극리드 또는 음극리드 전체의 두께는 10㎛ 내지 5mm인 것이 바람직하다. 전극 리드의 두께를 증가시키면, 자체 강도 증가와, 전류 인가에 따른 저항 감소 또는 발열 효과의 증대를 기대할 수 있으나, 전극 리드의 모서리가 직선 절곡된 구조로 형성되어 전극 탭과 전극단자의 접속시 찢김 현상을 유발하거나, 용접 특성에 악영향으로 작용하여 전지 효율을 저하시킬 수 있기 때문이다.
상기 외부 부재(50)는 이차 전지와 전기적으로 연결되는 모든 부재를 말한다. 예를 들면 보호 회로 기판 같은 외부 소자의 양극 및 음극 단자, 외부기기의 연결 단자, Fe 또는 Fe합금, Cu 또는 Cu합금, Ni 또는 Ni합금 등으로 된 금속판 자체일 수 있다.
SEAM 용접시 최적의 용접조건은 소재의 강종과 두께에 따라 결정된다. 상술한 소재로 양극리드 및 음극리드를 구비할 경우, SEAM 용접시 전극 로울러가 가압통전하는 부위인 용접부(60)의 폭은 0.5mm 내지 5mm이고, 용접부의 길이는 1mm 내지 300mm이며, 용접부의 용접 오버랩(61)은 30% 내지 90%일 때 최적의 인장 강도(Tensil strength)를 얻을 수 있다.
가압되는 용접부의 아래에 용접금속(Nugget)이 형성되며, 이 작은 용접금속을 연석시키거나 또는 복수층으로 중복시킴에 따라서 소망하는 범위에서 소망하는 두께의 오버랩(overlap) 용접이 가능하다. 즉, 용접 오버랩(overlap)은 용융된 금속이 모재면에 중복되어 덮쳐진 상태를 말한다. 간헐적으로 통전시키는 용접동작을 되풀이하여 용접금속을 다수 연속시키거나 또는 중복시켜서 필요한 범위에 걸쳐서 필요한 두께의 점 형상, 선 형상 또는 면 형상의 용접 오버랩을 얻는다.
또한, 상기 SEAM 용접을 진행하는 동안 발생하는 열을 외부로 발산시키기 위하여 수냉식 또는 공냉식 칠러(Chiller)를 사용하여 냉각시킬 수도 있다.
이러한 SEAM 용접을 활용하여 전류의 집전 효과를 높일 수 있으며, 여타 빔(BEAM) 용접과는 달리 고가의 용접기가 필요하지 않고 제조 기술도 간단하다는 장점이 있다. 특히, 타 용접법 및 점 용접법에 비하여 용접부가 연속적으로 이어지므로, 접합부의 강도가 크게 개선되어 접합성이 증가하고, 이에 따라 저항이 작아져 열 발생이 억제되므로 고출력이 가능해진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
스택형 전극조립체에 본 발명에 따른 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법을 사용하여 이차전지와 연결된 외부 부재를 제조하였다.
먼저, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 양극리드의 심재(31)로서 알루미늄 합금을, 음극리드의 심재(31)로서 구리 합금을 사용하고, 각각을 니켈 합금으로 된 둘러쌓아 금속 도금층(32)을 제조하였다. 상기 양극리드 및 음극리드의 금속 도금층의 두께는 약 10㎛이고, 금속 도금층을 포함한 양극리드 및 음극리드 전체의 두께는 4mm가 되도록 하였다. 외부 부재(50)로서 Fe 또는 Fe합금, Cu 또는 Cu합금, Ni 또는 Ni합금으로 된 가로 50mm, 세로 30mm의 크기의 금속판을 사용하였다.
상기 금속 도금층으로 둘러쌓인 양극리드 및 음극리드와 상기 금속판을 중첩하여 놓고, SEAM 용접으로 접합시켰다. 용접시 인가 전류로서 3000A를 인가하여, 폭 2mm 및 길이 20mm, 오버랩(Overlap) 30%인 용접부를 형성하도록 하였다.
< 실시예 2>
본 실시예는 상기 실시예 1과 모든 조건을 동일하게 하나, 상기 용접부의 오버랩(Overlap)이 60%가 되게 하였다.
< 실시예 3>
본 실시예는 상기 실시예 1과 모든 조건을 동일하게 하나, 상기 용접부의 오버랩(Overlap)이 90%가 되게 하였다.
< 비교예 1>
본 비교예는 상기 실시예 1과 모든 조건을 동일하게 하나, 상기 SEAM 용접 대신 점 용접(Spot Welding)을 실시하였으며, 점의 크기는 3Point로 하였다.
< 비교예 2>
본 비교예는 상기 실시예 1과 모든 조건을 동일하게 하나, 상기 SEAM 용접 대신 초음파 용접(Ultrasonic Welding)을 실시하였으며, 용접부의 폭이 2mm, 길이가 20mm가 되도록 하였다.
< 비교예 3>
본 비교예는 상기 실시예 1과 모든 조건을 동일하게 하나, 상기 SEAM 용접 대신 초음파 용접(Ultrasonic Welding)을 실시하였으며, 용접부의 폭이 3mm, 길이가 20mm가 되도록 하였다.
< 실험예 1> 인장 강도(Tensile Strength) 측정
상기 실시예 1, 2, 3 및 상기 비교예 1, 2, 3에 의하여 제조된 이차전지와 연결된 외부 부재에 대하여, 인장 강도를 측정하는 실험을 진행하였다. 인장 강도의 측정 설비로 Instron Model : 5543(500N)을 사용하였으며, 시편 시료는 30 × 30mm이 되게 하였다. 실험 결과는 하기 표 1과 같다. 도 6은 이 결과를 그래프로 도시한다.
항목 조건 인장강도(Tensile Strength)
비교예 1 Spot Welding (3Point) 144N
비교예 2 Ultrasonic Welding(폭 2mm ×20mm) 89N
비교예 3 Ultrasonic Welding(폭 3mm ×20mm) 104N
실시예 1 SEAM Welding(폭 2mm ×20mm), Overlap 30% 298N
실시예 2 SEAM Welding(폭 2mm ×20mm), Overlap 60% 301N
실시예 3 SEAM Welding(폭 2mm ×20mm), Overlap 90% 380N
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, SEAM 용접시 초음파 용접에 비하여 인장 강도가 월등히 높게 나타났으며, 저항 용접의 다른 방식인 점 용접에 비하여도 현저하게 뛰어난 인장 강도를 나타내었다.
또한, SEAM 용접에 대한 실험 중에서는 오버랩의 범위가 증가할수록 인장 강도가 증가하는 것으로 나타났다.
< 실험예 2> 방전 전류별(C-rate) 온도 변화
상기 실시예 1, 3 및 상기 비교예 2에 의하여 제조된 이차전지와 연결된 외부 부재에 대하여, 방전 전류별(C-rate) 온도 변화를 측정하는 실험을 진행하였다. C-rate은 방전 전류를 전지의 정격용량으로 나눈 값으로, 전지의 가능 사용시간을 예측하거나 표기하기 위한 단위이다. 총 4개의 회로를 구비하고 이들을 연결시켜 각각 C-rate 0.5, 1, 2, 3의 전류를 흐르게 한 후, 각 회로에서 온도 차이를 측정하였다. 실험 결과는 하기 표 2과 같다. 도 7은 이 결과를 그래프로 도시한다.
전류(C-Rate)별& Temperature (Module 적용 시험)
전류(C-Rate) 비교예 (초음파 용접) 실시예 1(Overlap 30%) 실시예 3(Overlap 90%)
ΔT1 (℃) ΔT2 (℃) ΔT3 (℃) ΔT4 (℃) ΔT1 (℃) ΔT2 (℃) ΔT3 (℃) ΔT4 (℃) ΔT1 (℃) ΔT2 (℃) ΔT3 (℃) ΔT4 (℃)
0.5 2.5 2.5 2.2 2.2 2.0 2.2 1.8 1.8 1.5 1.3 1.5 1.7
1 5.2 5.7 5.3 4.7 4.5 4.8 4.8 4.3 4.2 4.5 4.4 4.2
2 11.6 12.6 12.1 10.9 10.1 10.4 11.1 9.4 9.7 10.1 10.3 9.3
3 20.4 22.0 21.0 18.6 17.2 18.8 19.7 16.1 16.7 18.6 18.6 16.1
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 모든 C-rate에 있어서 비교예에 비하여 실시예 1, 2의 온도 상승이 작게 나타났다. 특히, 오버랩 90%인 실시예 2가 오버랩 30%인 실시예 1에 비하여 온도 상승의 폭이 작았다. 즉, SEAM 용접에 의하면 고율 방전시 초음파 용접법에 비하여 열이 덜 발생하므로 고출력이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 오버랩이 클수록 고율 방전시 열이 덜 발생하므로 보다 고출력이 가능함을 확인할 수 있었다.
10 전극조립체
20 양극탭/ 음극탭
30 양극리드/ 음극리드
40 케이스
50 외부 부재
31 심재
32 금속 도금층
A 용접이 일어나는 부분
60 용접부
61 용접 오버랩

Claims (9)

  1. 양극판/분리막/음극판 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체;
    상기 전극조립체를 구성하는 각각의 양극판 및 음극판에 전기적으로 연결된 양극탭 및 음극탭;
    상기 양극탭 및 음극탭이 각각 적층되어 전기적으로 연결된 양극리드 및 음극리드; 및
    상기 양극리드 및 음극리드의 일부가 외부로 돌출하도록 상기 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하여 이루어진 이차전지의 상기 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법에 있어서,
    상기 양극리드 또는 음극리드와 상기 외부 부재는 SEAM 용접방식으로 연결되고,
    상기 양극리드는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 함유하는 심재와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층으로 이루어지고,
    상기 음극리드는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리합금 중 어느 하나를 함유하는 심재와 상기 심재를 둘러싸는 금속 도금층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 사용되는 인가 전류가 100A 내지 7000A인 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 용접부의 폭은 0.5mm 내지 5mm이고, 상기 용접부의 길이는 1mm 내지 300mm인 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 용접부의 용접 오버랩이 30% 내지 90%인 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 양극리드 또는 상기 음극리드를 상기 외부 부재와 SEAM 용접시 발생하는 열을 발산시키기 위하여 수냉식 또는 공냉식 칠러(Chiller)를 사용하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 도금층은 니켈, 니켈 합금, 철 및 서스로 구성된 그룹으로부터 선택되는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속 도금층의 두께가 1㎛ 내지 20㎛ 이고, 상기 금속 도금층을 포함하는 양극리드 또는 음극리드 전체의 두께는 10㎛ 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법.
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