KR101278507B1 - Secondary battery with enhanced electrode structure strength - Google Patents

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KR101278507B1 KR1020110049068A KR20110049068A KR101278507B1 KR 101278507 B1 KR101278507 B1 KR 101278507B1 KR 1020110049068 A KR1020110049068 A KR 1020110049068A KR 20110049068 A KR20110049068 A KR 20110049068A KR 101278507 B1 KR101278507 B1 KR 101278507B1
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전극 구조체 강도를 개선한 이차 전지를 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지는 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 상기 양극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드; 및 상기 음극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 음극 리드;를 포함하고, 상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 밀도가 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트 밀도보다 더 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 음극 용접 접합면에 높은 용접 포인트 밀도를 형성시킴으로써, 이차 전지의 음극 용접 접합면 강도를 양극 용접 접합면의 강도만큼 향상시킨다.The present invention discloses a secondary battery having improved electrode structure strength. A secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly in which a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator are alternately stacked; A pouch case containing the electrode assembly; A positive electrode lead welded to the positive electrode tab and electrically bonded to the positive electrode tab; And a negative electrode lead welded to the negative electrode tab and electrically bonded to each other, wherein a density of a welding point formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab is formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab. It is characterized by higher than the point density.
The present invention forms a high welding point density on the negative electrode welding joint surface, thereby improving the strength of the negative electrode welding joint surface of the secondary battery by the strength of the positive electrode welding joint surface.

Description

전극 구조체 강도를 개선한 이차 전지{Secondary battery with enhanced electrode structure strength}Secondary battery with enhanced electrode structure strength

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 탭과 전극 리드가 용접 접합되는 용접 부위의 강도를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery having improved strength of a welded portion in which electrode tabs and electrode leads are welded and joined.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.In general, a secondary battery, unlike a primary battery that cannot be charged, means a battery that can be charged and discharged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of about 3.6V, and has about three times the capacity of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for electronic equipment, and has a high energy density per unit weight. The degree is increasing rapidly.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 구조를 가진 단위 셀을 집합시킨 셀 어셈블리와, 셀 어셈블리를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재 케이스를 구비한다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. The lithium secondary battery includes a cell assembly in which unit cells each having a structure in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an outer case housing sealingly storing the cell assembly together with the electrolyte solution Respectively.

리튬 이차 전지는 외장재 케이스의 형상에 따라, 셀 어셈블리가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 셀 어셈블리가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류된다. The lithium secondary battery is classified into a can-type secondary battery in which a cell assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which a cell assembly is embedded in a pouch case of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the casing.

파우치형 이차 전지는 제조 비용이 저렴하고 에너지 밀도가 높으며 직렬 또는 병렬 연결을 통해 대용량의 전지 팩을 구성하기 용이하다는 장점이 있어서 최근 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 전력 원으로 각광을 받고 있다.The pouch-type secondary battery has a low manufacturing cost, high energy density, and is easy to construct a battery pack of a large capacity through serial or parallel connection, and is recently attracting attention as a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle.

이러한 파우치형 이차 전지는 판형으로 이루어진 전극 리드가 접속된 셀 어셈블리가 파우치 케이스에 전해액과 함께 밀봉된 구조를 가진다. 전극 리드의 일부는 파우치 케이스 외부로 노출되며, 노출된 전극 리드는 이차 전지가 장착되는 장치에 전기적으로 연결되거나, 이차 전지 상호 간을 전기적으로 연결하는데 사용된다.The pouch type secondary battery has a structure in which a cell assembly, to which a plate-shaped electrode lead is connected, is sealed together with an electrolyte in a pouch case. A part of the electrode lead is exposed to the outside of the pouch case, and the exposed electrode lead is electrically connected to the device in which the secondary battery is mounted or used to electrically connect the secondary batteries.

도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional pouch type lithium secondary battery.

도 1을 참조하면, 종래의 파우치형 리튬 이차 전지(10)는 전극 조립체(30)와, 전극 조립체(30)로부터 연장되어 있는 복수의 양극 탭들(40), 복수의 음극 탭들(50), 양극 탭들(40)에 용접되어 결합된 양극 리드(60), 음극 탭들(50)에 용접되어 결합된 음극 리드(70) 및 전극 조립체(30)를 수용하는 파우치 외장재(20)를 포함하여 구성된다. 상기 전극 조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형, 젤리-롤형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the conventional pouch type lithium secondary battery 10 includes an electrode assembly 30, a plurality of positive electrode tabs 40, a plurality of negative electrode tabs 50, and a positive electrode extending from the electrode assembly 30. It comprises a positive electrode lead 60 welded to the tabs 40, a negative electrode lead 70 welded to the negative electrode tabs 50, and a pouch sheath 20 for receiving the electrode assembly 30. The electrode assembly 30 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked in a state where a separation membrane is interposed therebetween, and is a stacked structure, a jelly-roll structure, or a stack / folding structure.

상기 젤리-롤형 구조의 전극 조립체(30)를 포함하는 이차 전지(10)로는 한국공개특허 제2009-88761호(명칭 : 젤리-롤형 전극조립체를 포함하는 이차전지) 및 한국공개특허 제2007-47377호(명칭 : 젤리-롤형 전극조립체를 포함하는 각형 이차전지)를 예로 들 수 있다. 또한, 스택/폴딩형 구조의 전극 조립체(30) 또는 이 전극 조립체(30)를 포함하는 이차 전지(10)로는 한국공개특허 제2008-36250호(명칭 : 혼합형 스택 및 폴딩형 전극조립체와 이를 포함하고 있는 이차전지) 및 한국등록특허 제0987300호(명칭 : 스택-폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법)를 예로 들 수 있다.The secondary battery 10 including the electrode assembly 30 of the jelly-roll structure is disclosed in Korean Patent Publication No. 2009-88761 (a secondary battery including a jelly-roll type electrode assembly) and Korean Patent Publication No. 2007-47377 (A prismatic secondary battery including a jelly-roll type electrode assembly). The electrode assembly 30 of the stack / folding structure or the secondary battery 10 including the electrode assembly 30 is disclosed in Korean Patent Publication No. 2008-36250 (titled: mixed type stack and folding type electrode assembly, And a Korean Registered Patent No. 0987300 (name: a stack-folding type electrode assembly and a manufacturing method thereof).

양극 탭들(40)과 음극 탭들(50)은 전극 조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되고, 양극 리드(60), 음극 리드(70) 각각은 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 양극 탭들(40), 음극 탭들(50) 중 어느 하나와 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되며, 파우치 외장재(20)의 외부로 일부 노출된 형태로 결합된다. 상기 파우치 외장재(20)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 이루어지며, 전극 조립체(30)를 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 전체적으로 파우치 형상을 갖는다.The positive electrode tabs 40 and the negative electrode tabs 50 extend from each electrode plate of the electrode assembly 30, and each of the positive electrode lead 60 and the negative electrode lead 70 includes a plurality of positive electrode tabs 40 extending from each electrode plate, Each of the negative electrode tabs 50 is electrically connected to each other by welding, and is coupled in a partially exposed form to the outside of the pouch sheath 20. The pouch case 20 is made of a soft packaging material such as an aluminum laminate sheet and has a space for accommodating the electrode assembly 30 and has a pouch shape as a whole.

양극 탭(40)과 양극 리드(60)를 용접하고 음극 탭(50)과 음극 리드(70)를 용접할 때, 열영향부(HAZ: Heat-affected zone)가 양호하고 얇은 금속박의 용접에 용이한 초음파 용접 기법이 주로 사용된다. 상기 초음파 용접은 10kHz ~ 75kHz의 초음파 진동을 발생시키고, 금속 간의 초음파 진동 마찰열을 통해 금속을 용접하는 기법이다. 양극 탭(40)과 양극 리드(60)가 서로 접촉되고 음극 탭(50)과 음극 리드(70)과 서로 접촉된 상태에서 초음파 용접 장치에 의해 초음파 진동이 가해지면, 양극 탭(40)과 양극 리드(60)의 접촉면과 음극 탭(50)과 음극 리드(60)의 접촉면에서 마찰열이 발생하고, 이 마찰열로 인하여 양극 탭(40)과 양극 리드(60)가 서로 용접되고 음극 탭(50)과 음극 리드(70)가 서로 용접된다. When welding the positive electrode tab 40 and the positive electrode lead 60 and the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70, the heat-affected zone (HAZ) is good and it is easy to weld thin metal foil. One ultrasonic welding technique is mainly used. The ultrasonic welding is a technique of generating ultrasonic vibration of 10 kHz to 75 kHz and welding metal through ultrasonic vibration friction heat between metals. When ultrasonic vibration is applied by the ultrasonic welding apparatus while the positive electrode tab 40 and the positive electrode lead 60 are in contact with each other and the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70 are in contact with each other, the positive electrode tab 40 and the positive electrode Friction heat is generated at the contact surface of the lead 60 and the contact surface of the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 60. The frictional heat causes the positive electrode tab 40 and the positive electrode lead 60 to be welded to each other and the negative electrode tab 50. And the cathode lead 70 are welded to each other.

한편, 양극 구조체(40, 60)와 음극 구조체(50, 70)는 서로 다른 성질의 물질로 형성되는 것이 일반적인데, 양극 구조체(40, 60)는 주로 알루미늄이 사용되며, 음극 구조체(50, 70)는 구리 또는 니켈 도금된 구리가 일반적으로 사용된다. 즉, 양극 탭(40)과 양극 리드(60)는 알루미늄 재질로서 형성되고, 음극 탭(50)과 음극 리드(70)는 구리 또는 니켈 도금된 구리로 형성된다.The anode structures 40 and 60 and the cathode structures 50 and 70 are generally formed of materials having different properties. The anode structures 40 and 60 are mainly made of aluminum. The cathode structures 50 and 70 ) Is generally copper or nickel-plated copper. That is, the positive electrode tab 40 and the positive electrode lead 60 are formed of an aluminum material, and the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70 are formed of copper or nickel plated copper.

그런데 이렇게 이원화된 전극 구조체로 인하여, 양극 탭(40)과 양극 리드(60)의 용접 접합면(이하, '양극 용접 접합면'으로 지칭함)과 음극 탭(50)과 음극 리드(70)의 용접 접합면(이하, '음극 용접 접합면'으로 지칭함)은 서로 다른 용접 강도를 갖는다. 부연하면, 동일한 초음파 용접 공정을 통해 양극 탭(40)과 양극 리드(60)과 용접되고 음극 탭(50)과 음극 리드(70)가 용접된 경우, 알루미늄이 니켈 및 구리보다 녹는 점이 낮아 양극 용접 접합면이 음극 용접 접합면보다 쉽게 용접되고, 이에 따라 음극 용접 접합면의 용접 강도가 양극 용접 접합면의 용접 강도보다 상대적으로 낮게 형성된다. 상기 용접 강도는 용접 접합면이 견딜 수 있는 응력을 의미한다.However, due to such a dual electrode structure, the welding of the positive electrode tab 40 and the positive electrode lead 60 (hereinafter referred to as the 'positive electrode welded joint surface') and the welding of the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70 The joint surfaces (hereinafter, referred to as 'cathode weld joint surfaces') have different welding intensities. In other words, when the anode tab 40 and the anode lead 60 are welded through the same ultrasonic welding process and the cathode tab 50 and the cathode lead 70 are welded, aluminum has a lower melting point than nickel and copper, so that anode welding is performed. The joint surface is welded more easily than the cathode weld joint surface, whereby the weld strength of the cathode weld joint surface is formed to be relatively lower than the weld strength of the anode weld joint surface. The weld strength means a stress that the welded joint can withstand.

이렇게 음극 용접 접합면의 용접 강도가 낮음으로 인하여, 이차 전지(10)에서는 음극 탭(50)과 음극 리드(70)의 접촉 상태가 쉽게 훼손될 수 있다. 즉, 음극 용접 접합면이 양극 용접 접합면보다 낮은 용접 강도를 가짐에 따라 이차 전지(10)에 충격이나 진동이 가해진 경우, 음극 용접 접합면의 훼손율이 양극 용접 접합면보다 높게 나타나는 문제점이 있다. The contact strength between the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70 in the secondary battery 10 can be easily damaged due to the low welding strength of the negative electrode welded joint. That is, when the negative electrode welded joint has a weld strength lower than that of the positive electrode welded joint, when the impact or vibration is applied to the secondary battery 10, the welded joint surface of the negative electrode has a higher damage rate than the welded joint of the anode.

또한, 전극 간의 용접 강도 불균일 현상은 접촉 저항 불균일 현상을 야기한다. 부연하면, 음극 용접 접합면의 용접 강도가 상대적으로 낮음에 따라(즉, 접촉 상태가 불량함에 따라), 음극 용접 접합면에서 발생하는 접촉 저항(contact resistance)은 양극 용접 접합면에서 발생하는 접촉 저항보다 높게 나타난다. 이렇게 음극 용접 접합면에서 발생하는 높은 접촉 저항은 배터리 셀의 열을 유발함으로써 이차 전지(10)의 전기 전도도를 저하시키는 문제점으로 작용한다. 게다가, 양 전극 간의 접촉 저항 불균일 현상은 이차 전지(10)의 퇴화를 가속화시키는 부등 발열 현상 또는 부반응 현상을 야기하는 문제도 있다. In addition, the non-uniformity of the welding strength between the electrodes causes a non-uniform contact resistance. Further, as the welding strength of the negative electrode welded joint is relatively low (i.e., the contact state is poor), the contact resistance occurring on the welded joint surface of the negative electrode is less than the contact resistance Respectively. The high contact resistance generated at the welded surface of the negative electrode causes a problem of lowering the electrical conductivity of the secondary battery 10 by causing heat of the battery cell. In addition, the non-uniformity of the contact resistance between the two electrodes also causes a phenomenon of an uneven heating phenomenon or a side reaction which accelerates degradation of the secondary battery 10.

이러한 문제를 해결하기 위해서는, 음극 탭(50)과 음극 리드(70)의 용접 접합면에 대한 용접 강도를 개선하는 해결책이 필요하다.In order to solve this problem, there is a need for a solution for improving the welding strength of the welding joint surface of the negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양극 용접 접합면과 음극 용접 접합면의 용접 강도가 균일하게 형성된 이차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a secondary battery in which the welding strength of the positive electrode welding joint surface and the negative electrode welding joint surface is uniformly formed.

본 발명의 다른 목적은, 외부 충격으로 인하여 음극 탭과 음극 리드의 결합 상태가 파손되는 것을 예방하기 위해 음극 용접 접합면의 용접 강도를 개선한 이차 전지를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery having improved welding strength of the negative electrode welding joint surface in order to prevent the bonding state between the negative electrode tab and the negative electrode lead due to external impact.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Further, the objects and advantages of the present invention can be realized by a combination of the constitution and the constitution shown in the claims.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 상기 양극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드; 및 상기 음극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 음극 리드;를 포함하고, 상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 밀도가 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트 밀도보다 더 높은 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly having an anode plate provided with a cathode tab, an anode plate provided with an anode tab, and a separator alternately stacked; A pouch case containing the electrode assembly; A positive electrode lead welded to the positive electrode tab and electrically bonded to the positive electrode tab; And a negative electrode lead welded to the negative electrode tab and electrically bonded to each other, wherein a density of a welding point formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab is formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab. It is characterized by higher than the point density.

상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 개수는, 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 개수보다 많을 수 있다. The number of welding points formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab may be greater than the number of welding points formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab.

또한, 상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 개별 용접 포인트의 면적은, 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 개별 용접 포인트의 면적보다 넓을 수 있다.In addition, an area of an individual welding point formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab may be larger than an area of the individual welding point formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab.

본 발명은 음극 용접 접합면에 높은 용접 포인트 밀도를 형성시킴으로써, 이차 전지의 음극 용접 접합면 강도를 양극 용접 접합면의 강도만큼 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the strength of the negative electrode welding joint surface of the secondary battery by forming a high welding point density on the negative electrode welding joint surface.

또한, 본 발명은 전극 간의 용접 강도를 균일하게 형성시킴으로써, 이차 전지 퇴화의 원인이 되는 양 전극 간의 접촉 저항 불균일 현상을 해소하는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of eliminating the phenomenon of non-uniform contact resistance between the two electrodes that cause the secondary battery deterioration by uniformly forming the welding strength between the electrodes.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 초음파 용접 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 초음파 용접 장치에 의해서 초음파 용접되는 이차 전지의 전극 구조체를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional pouch type lithium secondary battery.
2 is a view showing a configuration of an ultrasonic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an electrode structure of a secondary battery to be ultrasonically welded by an ultrasonic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a cathode structure and a cathode structure, which has been ultrasonically welded according to the first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of an electrode structure in which ultrasonic welding is completed, according to the first embodiment of the present invention.
7 is a plan cross-sectional view of BB ′ of the ultrasonically welded electrode structure according to the first embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view illustrating a cathode structure and a cathode structure in which ultrasonic welding is completed according to a second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of an electrode structure in which ultrasonic welding is completed, according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan cross-sectional view of BB ′ of the ultrasonically welded electrode structure according to the first embodiment of the present invention. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 초음파 용접 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a configuration of an ultrasonic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 초음파 용접 장치에 의해서 초음파 용접되는 이차 전지의 전극 구조체를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an electrode structure of a secondary battery to be ultrasonically welded by an ultrasonic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 용접 장치(100)는 초음파 발진기(110), 초음파 진동자(120), 부스터(booster)(130) 및 혼(horn)(140a, 140b)을 포함한다.2 and 3, the ultrasonic welding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes an ultrasonic oscillator 110, an ultrasonic vibrator 120, a booster 130, and a horn 140a, 140b).

상기 초음파 발진기(110)는 60Hz의 AC 전류를 20kHz 이상의 고주파 전류로 변환시켜 초음파 진동자(120)에게 공급하는 기능을 수행한다.The ultrasonic oscillator 110 converts an AC current of 60 Hz into a high frequency current of 20 kHz or more and supplies the ultrasonic oscillator 120.

초음파 진동자(120)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 역할을 하며, 초음파 압전자라고 불리기도 한다. 즉, 초음파 발진기(110)에서 생성된 고주파 전류는 초음파 진동자(120)에 의해 초음파로 변환되고, 이렇게 변환된 초음파는 부스터(130)로 전달된다. 부스터(130)는 전달받은 초음파를 증폭시켜 혼(140a, 140b)으로 전달한다.The ultrasonic vibrator 120 converts electrical energy into mechanical energy and is also called an ultrasonic piezoelectric element. That is, the high frequency current generated by the ultrasonic oscillator 110 is converted into ultrasonic waves by the ultrasonic vibrator 120, and the converted ultrasonic waves are transmitted to the booster 130. The booster 130 amplifies the received ultrasonic waves and delivers the ultrasonic waves to the horns 140a and 140b.

혼(140a, 140b)은 앤빌(anvil)(150) 상에 놓인 양극 탭(310)과 음극 탭(320)의 표면을 일정 하중으로 가압하고, 동시에 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 양극 탭(310)과 음극 탭(320)으로 인가시킴으로써, 복수의 양극 탭(310)과 복수의 음극 탭(320)을 각각 1차 용접한다. 또한, 혼(140a, 140b)은 1차 용접 완료된 양극 탭(310), 음극 탭(320) 각각이 양극 리드(330) 또는 음극 리드(340)과 서로 접촉된 상태에서, 양극 리드(330)와 음극 리드(340)의 표면을 일정 하중으로 가압하고 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 양극 리드(330)와 음극 리드(340)로 인가시킴으로써, 상기 양극 리드(330)와 양극 탭(310)을 2차 용접시키고 더불어 상기 음극 리드(340)와 음극 탭(320)을 2차 용접시킨다. 즉, 혼(140a, 140b)은 양극 탭(310)과 접촉된 양극 리드(330) 및 음극 탭(320)과 접촉된 음극 리드(340)를 일정 압력으로 누르고 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 양극 리드(330)와 음극 리드(340)에 인가시킨다. 이에 따라, 양극 탭(310)과 양극 리드(330)의 접촉면 및 음극 탭(320)과 음극 리드(340)의 접촉면에서 마찰열이 발생되고, 이 발생된 마찰열을 통해 양극 탭(310)과 양극 리드(330)과 서로 용접되고 음극 탭(320)과 음극 리드(340)가 서로 용접된다.The horns 140a and 140b pressurize the surfaces of the positive electrode tab 310 and the negative electrode tab 320 on the anvil 150 with a predetermined load and simultaneously amplify the amplified ultrasonic waves received from the booster 130. By applying to the tab 310 and the negative electrode tab 320, the plurality of positive electrode tabs 310 and the plurality of negative electrode tabs 320 are respectively primary welded. In addition, the horns 140a and 140b may be formed of the positive electrode tab 310 and the negative electrode tab 320 that are first welded to each other in contact with the positive electrode lead 330 or the negative electrode lead 340. By pressing the surface of the negative electrode lead 340 with a predetermined load and applying the amplified ultrasonic wave received from the booster 130 to the positive electrode lead 330 and the negative electrode lead 340, the positive electrode lead 330 and the positive electrode tab 310 ) And secondary welding the negative electrode lead 340 and the negative electrode tab 320. That is, the horns 140a and 140b press the positive electrode lead 330 in contact with the positive electrode tab 310 and the negative electrode lead 340 in contact with the negative electrode tab 320 at a predetermined pressure, and are amplified and received from the booster 130. Ultrasonic waves are applied to the anode lead 330 and the cathode lead 340. Accordingly, frictional heat is generated on the contact surface of the positive electrode tab 310 and the positive electrode lead 330 and the contact surface of the negative electrode tab 320 and the negative electrode lead 340, and the positive electrode tab 310 and the positive electrode lead are generated through the generated frictional heat. 330 and each other and the negative electrode tab 320 and the negative electrode lead 340 are welded to each other.

이러한 혼(140a, 140b)은 서로 상이한 가압면 밀도를 가지는 양극용 혼(140a)과 음극용 혼(140b)으로 구분된다. These horns 140a and 140b are divided into a positive electrode horn 140a and a negative electrode horn 140b having different pressing surface densities.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.4 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 양극용 혼(140a)과 음극용 혼(140b)은 양극 리드(330) 또는 음극 리드(340)로 초음파 진동을 전달하는 복수의 접촉부재(141a, 141b)를 각각 포함한다. 상기 접촉부재(141a, 141b)의 끝단은 소정의 면적으로 형성되고, 접촉부재(141a, 141b)의 끝단 면적 총합이 양극용 혼(140a)과 음극용 혼(140b)의 가압면 밀도를 각각 결정한다. 여기서, 혼(140a, 140b)의 가압면 밀도는 양극 리드(330) 또는 음극 리드(340)를 가압하면서 초음파를 발신하는 혼(140a, 140b)의 끝단 면적에 대한 밀도로서, 혼(140a, 140b)의 하면의 단위 면적에 포함되는 접촉부재(141a, 141b)의 끝단 면적을 의미한다.Referring to FIG. 4, the anode horn 140a and the cathode horn 140b each include a plurality of contact members 141a and 141b for transmitting ultrasonic vibrations to the anode lead 330 or the cathode lead 340. . The ends of the contact members 141a and 141b are formed in a predetermined area, and the total area of the ends of the contact members 141a and 141b determines the pressurized surface densities of the anode horn 140a and the cathode horn 140b, respectively. do. Here, the pressing surface densities of the horns 140a and 140b are densities for the end areas of the horns 140a and 140b for transmitting ultrasonic waves while pressing the positive lead 330 or the negative lead 340, and the horns 140a and 140b. It means the end area of the contact member (141a, 141b) included in the unit area of the lower surface of the.

상기 음극용 혼(140b)과 양극용 혼(140a)에 형성된 접촉부재(141a, 141b)의 끝단 면적은 서로 동일하되, 상기 음극용 혼(140b)에 형성된 접촉부재(이하, '음극용 접촉부재'로 지칭함)(141b)의 개수는 양극용 혼(140a)에 형성된 접촉부재(이하, '양극용 접촉부재'로 지칭함)(141a)의 개수보다 많고, 이에 따라 음극용 혼(140b)은 양극용 혼(140a)보다 높은 가압면 밀도를 갖는다. 즉, 음극용 혼(140b)에는 양극용 혼(140a)보다 많은 개수의 접촉부재(141b)가 밀집되어 형성되고, 이에 따라 음극용 접촉부재(141b)의 끝단 면적 총합이 양극용 접촉부재(141a)의 끝단 면적의 총합보다 크게 되어, 결과적으로 음극용 혼(140b)의 가압면 밀도가 양극용 혼(140a)의 가압면 밀도보다 높게 형성된다. 부연하면, 음극 용접 접합면의 용접 강도를 양극 용접 접합면의 용접 강도 수준으로 향상시키기 위해, 음극용 혼(140b)은 양극용 혼(140a)보다 높은 용접 가압면의 밀도를 갖는다.The end areas of the contact members 141a and 141b formed on the cathode horn 140b and the cathode horn 140a are the same, but the contact members formed on the cathode horn 140b (hereinafter referred to as 'cathode contact members'). 141b is greater than the number of contact members (hereinafter referred to as 'anode contact members') 141a formed on the positive electrode horn 140a, and thus the negative electrode horn 140b is positive. It has a higher pressing surface density than the dragon horn 140a. That is, the cathode horn 140b is formed with a larger number of contact members 141b than the anode horn 140a, so that the total area of the ends of the cathode contact member 141b is positive. ) Is larger than the sum of the end areas of the ends), and as a result, the pressing surface density of the cathode horn 140b is higher than the pressing surface density of the positive electrode horn 140a. In other words, in order to improve the welding strength of the cathode welding joint surface to the welding strength level of the anode welding joint surface, the cathode horn 140b has a higher density of the welding pressing surface than the anode horn 140a.

도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.5 is a view illustrating a cathode structure and a cathode structure, which has been ultrasonically welded according to the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of an electrode structure in which ultrasonic welding is completed, according to a first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.7 is a plan cross-sectional view of B-B` of the ultrasonic welding completed electrode structure according to the first embodiment of the present invention.

이하, 도 7 및 도 11에서 용접 포인트(351, 361, 951, 961)의 형상은 완전한 원형이 아니지만 설명의 편의를 돕기 위해서 원형으로 도시하였다.Hereinafter, the shapes of the welding points 351, 361, 951, and 961 in FIGS. 7 and 11 are not completely circular, but are shown in a circular shape for the convenience of description.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 혼(140a, 140b)에 의해서 초음파 용접된 용접 접합면(370, 380)에는 복수의 용접 포인트(351, 361)가 각각 형성된다. 여기서, 용접 포인트(351, 361)는 양극 리드(또는 음극 리드)의 전체 하면과 양극 탭(또는 음극 탭)의 전체 상면 중에서 초음파 진동을 통해 용융되어 접합되는 부위를 의미한다. 또한, 용접 접합면(370, 380)은 용접 포인트(351, 361)를 통해서 서로 접합되어 전기적으로 연결되는 양극 리드(330)의 하면과 양극 탭(310) 상면의 계면 및 음극 리드(340)의 하면과 음극 탭(320) 상면의 계면을 의미한다.5 to 7, a plurality of welding points 351 and 361 are formed on the welding joint surfaces 370 and 380 ultrasonically welded by the horns 140a and 140b according to the first embodiment of the present invention. do. Here, the welding points 351 and 361 mean a portion of the entire lower surface of the positive electrode lead (or negative electrode lead) and the entire upper surface of the positive electrode tab (or negative electrode tab) that are melted and joined by ultrasonic vibration. In addition, the welding joint surfaces 370 and 380 may be connected to each other through the welding points 351 and 361, and may be formed at the interface between the lower surface of the anode lead 330 and the upper surface of the anode tab 310 and the cathode lead 340. It refers to the interface between the lower surface and the upper surface of the negative electrode tab 320.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 음극 용접 포인트(361)의 밀도와 양극 용접 포인트(351)의 밀도는 음극용 혼(140b)의 가압면 밀도와 양극용 혼(140a)의 가압면 밀도와 각각 대응되어 나타난다. 즉, 상대적으로 높은 가압면 밀도를 가지는 음극용 혼(140b)을 통해 이차 전지의 음극 탭(320)과 음극 리드(340)가 용접되는 경우, 음극 용접 접합면(380)에서 나타나는 용접 포인트(361)의 밀도가 양극 용접 접합면(370)의 용접 포인트(351) 밀도보다 높다.As shown in FIGS. 6 and 7, the density of the cathode welding point 361 and the density of the anode welding point 351 are the pressed surface density of the cathode horn 140b and the pressed surface density of the anode horn 140a. And corresponding respectively. That is, when the negative electrode tab 320 and the negative electrode lead 340 of the secondary battery are welded through the negative electrode horn 140b having a relatively high pressing surface density, a welding point 361 appears on the negative electrode welding joint surface 380. ) Is higher than the density of the welding point 351 of the anode welding joint surface 370.

이렇게 양극용 혼(140a)보다 높은 가압면 밀도가 형성된 음극용 혼(140b)을 이용하여 초음파 공정을 진행한 경우, 음극 용접 접합면(380)의 용접 강도는 양극 용접 접합면(370)의 용접 강도만큼 향상된다. 즉, 양극 리드(330)와 양극 탭(310)을 접합시키고 음극 리드(340)와 음극 탭(320)을 접합시키는 수단으로서 작용하는 용접 포인트(351, 361)가 초음파 용접 과정에서 음극 용접 접합면(380)에 보다 많은 개수로 형성되고, 이에 따라 음극 탭(320)과 음극 리드(340)는 종래의 음극 탭(50)과 음극 리드(70)보다 더욱 강하게 접합되어 용접된다. 이 결과, 음극 용접 접합면(380)의 용접강도는 종래의 이차전지(10)에 형성된 음극 용접 접합면의 용접강도보다 향상되고, 더불어 양극 용접 접합면(370)의 용접 강도 수준만큼 확보된다.When the ultrasonic process is performed using the negative electrode horn 140b having a higher pressing surface density than the positive electrode horn 140a, the welding strength of the negative electrode welding joint surface 380 is the welding of the positive electrode welding joint surface 370. Improved by strength. That is, the welding points 351 and 361 serving as a means for joining the positive electrode lead 330 and the positive electrode tab 310 and the negative electrode lead 340 and the negative electrode tab 320 are the negative electrode welding joint surface during the ultrasonic welding process. 380 is formed in a greater number, and thus, the negative electrode tab 320 and the negative electrode lead 340 are welded more strongly than the conventional negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70. As a result, the welding strength of the negative electrode welding joint surface 380 is improved than the welding strength of the negative electrode welding joint surface formed in the conventional secondary battery 10, and is secured by the welding strength level of the positive electrode welding joint surface 370.

한편, 양극 용접 접합면(370)과 음극 용접 접합면(380)에 형성된 용접 포인트(351, 361)의 개수는 서로 동일하지만, 음극 용접 접합면(380)에 형성된 용접 포인트(361)의 면적이 양극 용접 접합면(370)에 형성된 용접 포인트(351)의 면적보다 넓게 형성될 수도 있다. Meanwhile, although the number of welding points 351 and 361 formed on the anode welding joint surface 370 and the cathode welding joint surface 380 is the same, the area of the welding point 361 formed on the cathode welding joint surface 380 is equal to each other. It may be formed to be larger than the area of the welding point 351 formed on the anode welding joint surface 370.

도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.8 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a second embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a cathode structure and a cathode structure in which ultrasonic welding is completed according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line A-A` of an electrode structure in which ultrasonic welding is completed, according to a second embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.FIG. 11 is a plan cross-sectional view B-B ′ of the ultrasonically welded electrode structure according to the first embodiment of the present invention. FIG.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 각 혼(840a, 840b)에 형성된 양극용 접촉부재(841a)와 음극용 접촉부재(841b)의 개수는 서로 동일하지만, 음극용 접촉부재(841b)의 끝단 면적이 양극용 접촉부재(841a)의 끝단 면적보다 넓게 형성된다. 즉, 음극용 접촉부재(841b)와 양극용 접촉부재(841a)의 개수가 서로 동일하지만, 음극용 접촉부재(841b)의 끝단 면적이 양극용 접촉부재(841a)의 끝단 면적보다 넓음에 따라 음극용 혼(840b)의 가압면 밀도가 양극용 혼(840a)의 가압면 밀도보다 더 높게 형성된다. 9 to 11, the number of ends of the anode contact member 841a and the cathode contact member 841b formed in each of the horns 840a and 840b is the same, but the end area of the cathode contact member 841b is the same. It is formed wider than the end area of the contact member 841a for the anode. That is, although the number of the cathode contact member 841b and the anode contact member 841a is the same, but the end area of the cathode contact member 841b is larger than the end area of the anode contact member 841a, the cathode The pressure surface density of the molten horn 840b is higher than the pressure surface density of the horn 840a for the positive electrode.

이러한 혼(840a, 840b)을 이용하여 초음파 용접 공정을 진행하면, 도 10과 도 11에 도시된 바와 같은 음극 용접 접합면(980)의 용접 포인트(961)가 양극 용접 접합면(970)의 용접 포인트(951)보다 넓게 형성되고, 이에 따라 음극 용접 접합면(980)의 용접 강도가 양극 용접 접합면(970)의 용접 강도 수준만큼 향상된다. When the ultrasonic welding process is performed using the horns 840a and 840b, the welding point 961 of the cathode welding joint surface 980 as shown in FIGS. 10 and 11 is welded to the anode welding joint surface 970. It is formed wider than the point 951, so that the welding strength of the cathode welding joint surface 980 is improved by the welding strength level of the anode welding joint surface 970.

즉, 양극 리드(930)와 양극 탭(910)을 접합시키고 음극 리드(940)와 음극 탭(920)의 접합시키는 수단으로서 작용하는 개별 용접 포인트(951, 961)가 초음파 용접 과정에서 음극 용접 접합면(980)에 보다 넓게 형성되고, 이러한 용접 포인트(961)에 의해 음극 탭(920)과 음극 리드(940)는 종래의 음극 탭(50)과 음극 리드(70)보다 더욱 강하게 접합되어 용접된다. 이에 따라, 음극 용접 접합면(980)의 용접강도는 종래의 이차전지(10)에 형성된 음극 용접 접합면의 용접강도보다 향상되고, 더불어 양극 용접 접합면(970)의 용접 강도 수준만큼 확보된다.That is, the individual welding points 951 and 961 serving as a means for bonding the positive lead 930 and the positive electrode tab 910 and the negative lead 940 and the negative electrode tab 920 are negatively welded in the ultrasonic welding process. It is formed wider on the surface 980, and the welding point 961, the negative electrode tab 920 and the negative electrode lead 940 is more strongly bonded and welded than the conventional negative electrode tab 50 and the negative electrode lead 70. . Accordingly, the welding strength of the negative electrode welding joint surface 980 is improved than the welding strength of the negative electrode welding joint surface formed in the conventional secondary battery 10, and is secured by the welding strength level of the positive electrode welding joint surface 970.

한편, 음극용 접촉부재(141b, 841b)의 끝단 총 면적이 양극용 접촉부재(141a, 741a)의 끝단 총 면적과 대비하여 넓게 형성되도록, 복수의 음극용 접촉부재(141b, 841b)가 음극용 혼(140b, 840b)에 형성될 수도 있다. 즉, 음극용 혼(140b, 840b)과 양극용 혼(140a, 840a)에는 크기와 개수와 상이한 접촉부재가 형성되지만, 음극용 혼(140b, 840b)에 분포된 접촉부재의 끝단 면적 총합은 양극 혼(140a, 840a)에 분포된 접촉부재의 끝단 면적 총합보다 넓게 형성될 수 있다. On the other hand, the plurality of cathode contact members 141b and 841b are formed for the cathode such that the total area of the ends of the cathode contact members 141b and 841b is wider than the total area of the ends of the anode contact members 141a and 741a. It may be formed in the horns 140b and 840b. That is, although contact members different in size and number are formed in the cathode horns 140b and 840b and the anode horns 140a and 840a, the total area of the ends of the contact members distributed in the cathode horns 140b and 840b is positive. It may be formed to be wider than the total end area of the contact member distributed in the horn (140a, 840a).

이러한 음극용 혼에 의해서 초음파 공정이 진행되면, 음극 용접 접합면(380, 980)과 양극 용접 접합면(370, 970)에 형성되는 용접 포인트는 개수와 크기가 서로 상이하지만, 음극 용접 접합면(380, 980)에 형성된 용접 포인트의 총 면적은 양극 용접 접합면(370, 970)에 형성된 용접 포인트의 총 면적보다 넓게 형성되고, 이에 따라 음극 용접 접합면(380, 980)의 용접 포인트 밀도가 양극 용접 접합면(370, 970)의 용접 포인트 밀도보다 높게 형성된다.When the ultrasonic process is performed by the cathode horn, the number of welding points formed on the cathode welding joint surfaces 380 and 980 and the anode welding joint surfaces 370 and 970 is different in number and size, but the cathode welding joint surface ( The total area of the welding points formed on the 380 and 980 is formed to be wider than the total area of the welding points formed on the anode welding joint surfaces 370 and 970, so that the welding point density of the cathode welding joint surfaces 380 and 980 is positive. It is formed higher than the welding point density of the welding joint surface (370, 970).

상술한 본 발명의 실시 예를 통해 초음파 공정을 진행하면, 이차 전지를 구성하는 음극 용접 접합면(380, 980)의 용접 강도가 양극 용접 접합면(370, 970)의 용접 강도만큼 향상되고, 이에 따라 외부 충격으로부터 음극 용접 접합면(380, 980)의 파손이 예방된다. 또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 양 전극 간의 용접 강도가 균일하게 형성되고, 이에 따라 양 전극 간의 접촉 저항도 균일하게 형성된다.When the ultrasonic process is performed through the above-described embodiment of the present invention, the welding strength of the cathode welding joint surfaces 380 and 980 constituting the secondary battery is improved by the welding strength of the anode welding joint surfaces 370 and 970. Accordingly, breakage of the cathode welding joint surfaces 380 and 980 from external shock is prevented. In addition, in the secondary battery according to the present invention, the welding strength between both electrodes is uniformly formed, and accordingly, the contact resistance between both electrodes is uniformly formed.

한편, 상술한 본 발명의 실시 예들에서는 상기 접촉부재(141a, 141b, 841a, 841b)의 형상이 핀(pin)이고, 용접 포인트(351, 361, 951, 961)의 형태가 원 형태인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 사각 기둥 형상, 삼각기둥 형상, 테이퍼 형상, 반구 형상, 뿔 형상, 쐐기 형상 등과 같은 다양한 형상의 접촉부재(141a, 141b, 841a, 841b)가 채택되고 이에 따라 용접 포인트(351, 361, 951, 961)의 형상이 상기 접촉부재(141a, 141b, 841a, 841b)의 형상과 대응되어 용접 접합면(370, 380, 970, 980)에 형성될 수 있음을 분명히 해 둔다.Meanwhile, in the above-described embodiments of the present invention, the contact members 141a, 141b, 841a, and 841b have a shape of a pin, and the welding points 351, 361, 951, and 961 have a circular shape. However, the present invention is not limited thereto, and contact members 141a, 141b, 841a, and 841b having various shapes such as square pillar shape, triangular prism shape, taper shape, hemispherical shape, horn shape, and wedge shape are adopted and accordingly, It is clear that the shape of the welding points 351, 361, 951, 961 can be formed on the weld joint surfaces 370, 380, 970, 980 corresponding to the shapes of the contact members 141a, 141b, 841a, 841b. Do it.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

20 : 파우치 외장재 30 : 전극 조립체
40, 310, 910 : 양극 탭 50, 320, 920 : 음극 탭
60, 330, 930 : 양극 리드 70, 340, 940 : 음극 리드
100 : 초음파 용접 장치 110 : 초음파 발진기
120 : 초음파 진동자 130 : 부스터
140, 840 : 혼 141, 841 : 접촉부재
150 : 앤빌 351, 361, 951, 961 : 용접 포인트
370, 380, 970, 980 : 용접 접합면20: Pouch exterior material 30: Electrode assembly
40, 310, 910: positive electrode tab 50, 320, 920: negative electrode tab
60, 330, 930: positive lead 70, 340, 940: negative lead
100: ultrasonic welding device 110: ultrasonic oscillator
120: ultrasonic vibrator 130: booster
140, 840: Horn 141, 841: Contact member
150: Anvil 351, 361, 951, 961: welding point
370, 380, 970, 980: weld joint

Claims (5)

양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재;
상기 양극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드; 및
상기 음극 탭과 용접되어 전기적으로 접합되는 음극 리드;를 포함하고,
상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 밀도가 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트 밀도보다 더 높은 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode assembly in which a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator are alternately stacked;
A pouch case containing the electrode assembly;
A positive electrode lead welded to the positive electrode tab and electrically bonded to the positive electrode tab; And
And a negative electrode lead welded to the negative electrode tab to be electrically bonded thereto.
And a density of a welding point formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab is higher than a welding point density formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab. 제 1 항에 있어서,
상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 개수는, 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The number of welding points formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab is larger than the number of welding points formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab. 제 1 항에 있어서,
상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 개별 용접 포인트의 면적은, 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 개별 용접 포인트의 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The area of the individual welding point formed in the welding joint surface of the said negative electrode lead and the said negative electrode tab is larger than the area of the individual welding point formed in the welding joint surface of the said positive electrode lead and the said positive electrode tab. 제 1 항에 있어서,
상기 음극 리드와 상기 음극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 총 면적은, 상기 양극 리드와 상기 양극 탭의 용접 접합면에 형성된 용접 포인트의 총 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The total area of the welding point formed on the welding joint surface of the negative electrode lead and the negative electrode tab is larger than the total area of the welding point formed on the welding joint surface of the positive electrode lead and the positive electrode tab. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용접 포인트는, 초음파 용접용 혼에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to any one of claims 1 to 4,
The welding point is a secondary battery, characterized in that formed by the ultrasonic welding horn.
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