KR101354142B1 - Ultrasonic waves welding apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 포함된 전극 탭과 전극 리드의 용접 강도를 향상시키는 초음파 용접 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 초음파 용접 장치는, 끝단에 형성된 가압면을 통해 양극 리드와 양극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 양극용 혼; 및 상기 양극용 혼의 가압면 밀도보다 높은 밀도를 가지는 가압면이 끝단에 형성되고, 이 가압면을 통해 음극 리드와 음극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 음극용 혼을 포함한다.
본 발명에 따르면, 높은 가압면 밀도를 가지는 음극용 혼을 이용한 초음파 용접을 통해 음극 용접 접합면의 용접 강도를 향상시키는 효과가 있고, 전극 간의 용접 강도를 균일하게 형성시킴으로써 이차 전지 퇴화의 원인이 되는 양 전극 간의 접촉 저항 불균일 현상을 해소한다.The present invention discloses an ultrasonic welding device for improving the welding strength of the electrode tab and the electrode lead included in the secondary battery. Ultrasonic welding apparatus according to the present invention, the positive electrode horn for transmitting the ultrasonic wave while pressing the positive electrode lead and the positive electrode tab through the pressing surface formed on the end; And a pressing surface having a density higher than that of the pressing surface of the positive electrode horn is formed at the end, and pressurizing the negative electrode lead and the negative electrode tab through the pressing surface to deliver ultrasonic waves.
According to the present invention, there is an effect of improving the welding strength of the cathode welding joint surface by ultrasonic welding using a negative electrode horn having a high pressure surface density, and by uniformly forming the welding strength between the electrodes to cause secondary battery degradation Eliminates uneven contact resistance between the two electrodes.

Description

초음파 용접 장치{Ultrasonic waves welding apparatus}[0001] Ultrasonic waves welding apparatus [0002]

본 발명은 초음파 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지에 포함된 전극 탭과 전극 리드의 용접 강도를 향상시키는 초음파 용접 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultrasonic welding apparatus, and more particularly, to an ultrasonic welding apparatus for improving welding strength between an electrode tab and an electrode lead included in a secondary battery.

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.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, 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 전극 탭들(40, 50)과, 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 결합된 전극 리드(60, 70)와, 전극 조립체(30)를 수용하는 파우치 외장재(20)를 포함하여 구성된다.1, a conventional pouch type lithium secondary battery 10 includes an electrode assembly 30, a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, electrode tabs 40 and 50 And a pouch outer sheath 20 for accommodating the electrode assembly 30. The electrode assembly 60 includes an electrode assembly 60,

상기 전극 조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형, 젤리-롤형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진다. 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 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. 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).

이러한 전극 탭들(40, 50)은 전극 조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되고, 전극 리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되며, 파우치 외장재(20)의 외부로 일부 노출된 형태로 결합된다.These electrode tabs 40, 50 extend from each pole plate of the electrode assembly 30, and the electrode leads 60, 70 are electrically electrically welded with the plurality of electrode tabs 40, 50 extending from each pole plate, respectively. Is connected, it is coupled in a form partially exposed to the outside of the pouch packaging 20.

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 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.

한편, 전극 탭(40, 50)과 전극 리드(60, 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. 즉, 전극 탭(40, 50)과 전극 리드(60, 70)가 서로 접촉된 상태에서 초음파 용접 장치에 의해 초음파 진동이 가해지면, 전극 탭(40, 50)과 전극 리드(60, 70) 간의 접촉면에서 마찰열이 발생하고, 이렇게 발생된 마찰열로 인하여 전극 탭(40, 50)과 전극 리드(60, 70)가 서로 용접된다.Meanwhile, when welding the electrode tabs 40 and 50 and the electrode leads 60 and 70, an ultrasonic welding technique having a good heat-affected zone (HAZ) and easy welding of thin metal foil 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. That is, when ultrasonic vibration is applied by the ultrasonic welding apparatus while the electrode tabs 40 and 50 and the electrode leads 60 and 70 are in contact with each other, between the electrode tabs 40 and 50 and the electrode leads 60 and 70. The frictional heat is generated at the contact surface, and the electrode tabs 40 and 50 and the electrode leads 60 and 70 are welded to each other due to the frictional heat generated.

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 different materials. The anode structures 40 and 60 are mainly made of aluminum, and the cathode structures 50 and 70 are Copper or nickel plated copper is generally used. 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 각 전극 탭(40, 50)과 전극 리드(60, 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 강도 보다 상대적으로 낮게 형성된다. 상기 용접 강도는 용접 부위가 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 electrode tabs 40 and 50 and the electrode leads 60 and 70 are welded through the same ultrasonic welding process, aluminum has a lower melting point than nickel and copper, so that the anode welding joint surface is easier to weld than the cathode welding joint surface. As a result, the welding strength of the cathode welding joint surface is formed to be relatively lower than the welding strength of the anode welding joint surface. The welding strength means a stress that the welded part 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 전지에 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 welding joint surface has a lower welding strength than the positive electrode welding joint surface, when a shock or vibration is applied to the secondary battery, there is a problem that the damage rate of the negative electrode welding joint surface is higher than that of the positive electrode welding joint surface.

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 접합면와 음극 용접 접합면의 용접 강도를 균일하게 형성시키는 초음파 용접 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic welding device for uniformly forming the welding strength of the positive electrode welding joint surface and the negative electrode welding joint surface.

본 발명의 다른 목적은, 외부 충격으로 인하여 음극 탭과 음극 리드의 결합부위가 파손되는 것을 예방하기 위해 음극 용접 접합면의 용접 강도를 개선시키는 초음파 용접 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultrasonic welding apparatus for improving the welding strength of the cathode welding joint surface in order to prevent the bonding portion of the cathode tab and the cathode lead from being damaged due to external impact.

본 발명의 또 다른 목적은, 측면 방향으로 인가되는 외부 충격으로부터 음극 및 양극 용접 접합면의 용접 상태가 보호되도록, 전극 구조체의 측면 용접 강도를 강화시키는 초음파 용접 장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an ultrasonic welding apparatus for enhancing the lateral welding strength of an electrode structure so that the welding state of the cathode and anode welding joint surfaces is protected from an external impact applied in the lateral direction.

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 발명의 일 측면에 따른, 이차 전지의 전극 리드와 전극 탭을 초음파 용접하는 초음파 용접 장치는, 끝단에 형성된 가압면을 통해 양극 리드와 양극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 양극용 혼; 및 상기 양극용 혼의 가압면 밀도보다 높은 밀도를 가지는 가압면이 끝단에 형성되고, 이 가압면을 통해 음극 리드와 음극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 음극용 혼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an ultrasonic welding device for ultrasonically welding an electrode lead and an electrode tab of a secondary battery may transmit ultrasonic waves while pressing an anode lead and an anode tab through a pressing surface formed at an end thereof. Anode for horn; And a pressurization surface having a density higher than that of the pressurization surface of the cathode horn, and configured to transmit an ultrasonic wave while pressing the cathode lead and the cathode tab through the pressing surface.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 이차 전지의 전극 리드와 전극 탭을 초음파 용접하는 초음파 용접 장치는, 끝단에 형성된 가압면을 통해 전극 리드와 전극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 혼을 포함하고, 상기 혼에 형성된 가압면의 밀도가 중앙보다 양 사이드에서 높은 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, an ultrasonic welding device for ultrasonically welding an electrode lead and an electrode tab of a secondary battery may transmit ultrasonic waves while pressing the electrode lead and the electrode tab through a pressing surface formed at an end thereof. It includes a horn, characterized in that the density of the pressing surface formed on the horn is higher on both sides than the center.

상기 혼은, 상기 전극 리드로 초음파를 전달하는 복수의 접촉부재를 구비한다. 상기 접촉부재는 상기 혼의 중앙보다 양 사이드에서 많은 개수로 배치될 수 있다. 또한, 상기 혼의 양 사이드에 배치된 접촉부재의 끝단 면적은, 상기 혼의 중앙에 배치된 접촉부재의 끝단 면적보다 더 넓을 수 있다.The horn has a plurality of contact members for transmitting ultrasonic waves to the electrode leads. The contact member may be disposed in a greater number on both sides than the center of the horn. In addition, the end area of the contact member disposed on both sides of the horn may be larger than the end area of the contact member disposed in the center of the horn.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 이차 전지의 전극 리드와 전극 탭을 초음파 용접하는 초음파 용접 장치는, 끝단에 형성된 가압면을 통해 양극 리드와 양극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 양극용 혼; 및 상기 양극용 혼의 가압면 밀도보다 높은 밀도를 가지는 가압면이 끝단에 형성되고, 이 가압면을 통해 음극 리드와 음극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 음극용 혼;을 포함하고, 상기 양극용 혼과 음극용 혼 각각에 형성된 가압면의 밀도가 중앙보다 양 사이드에서 높은 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, an ultrasonic welding device for ultrasonically welding an electrode lead and an electrode tab of a secondary battery includes ultrasonic waves while pressing an anode lead and an anode tab through a pressing surface formed at an end thereof. A cathode horn for transmitting; And a negative electrode horn having a density higher than that of the positive electrode horn of the positive electrode horn, and transmitting ultrasonic waves while pressing the negative electrode lead and the negative electrode tab through the pressing surface. Density of the pressing surface formed on each of the horn and the cathode is characterized in that it is higher on both sides than the center.

본 발명에 따른 초음파 용접 장치는 높은 가압면 밀도를 가지는 음극용 혼을 이용한 초음파 용접을 통해, 음극 용접 접합면의 용접 강도를 향상시키는 효과가 있다. The ultrasonic welding apparatus according to the present invention has an effect of improving the welding strength of the cathode welding joint surface through the ultrasonic welding using a cathode horn having a high pressing surface density.

또한, 본 발명에 따른 초음파 용접 장치는 전극 간의 용접 강도를 균일하게 형성시킴으로써, 이차 전지 퇴화의 원인이 되는 양 전극 간의 접촉 저항 불균일 현상을 해소하는 장점이 있다.In addition, the ultrasonic welding apparatus according to the present invention has the advantage of eliminating the phenomenon of the contact resistance unevenness between the two electrodes that cause the secondary battery deterioration by uniformly forming the welding strength between the electrodes.

게다가, 본 발명은 전극 용접 부위의 측면에 대한 기계적 강도를 향상시킴으로써, 측면 방향으로 인가되는 외부 충격으로부터 이차 전지를 보호하는 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of protecting the secondary battery from external impact applied in the lateral direction by improving the mechanical strength with respect to the side of the electrode welding portion.

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 실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 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 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.
도 11은 종래의 이차 전지를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.
도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제4실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제4실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 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 the configuration of an ultrasonic welding device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an electrode structure of a secondary battery ultrasonically welded by an ultrasonic welding device 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 showing the ultrasonic welding completed cathode structure and anode structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view AA ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the first embodiment of the present invention.
7 is a plan cross-sectional view of BB ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn 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.
9 is a cross-sectional view AA ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the second embodiment of the present invention.
10 is a plan cross-sectional view of BB ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the second embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing a conventional secondary battery.
12 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view AA ′ of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to a third embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional plan view of BB ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the third embodiment of the present invention.
15 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a fourth embodiment of the present invention.
16 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to a fourth embodiment of the present invention.
17 is a plan cross-sectional view of BB ′ of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the fourth embodiment of the present invention.

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 the configuration of an ultrasonic welding device 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 ultrasonically welded by an ultrasonic welding device 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 이동한다. 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 move 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 복수의 전극 탭들(310, 320)의 표면을 일정 하중으로 가압하고, 동시에 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 전극 탭들(310, 320)로 인가시킴으로써, 양극 탭들(310)과 음극 탭들(320)을 각각 1차 용접한다. 또한, 혼(140a, 140b)은 1차 용접 완료된 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)가 서로 접촉된 상태에서, 전극 리드(330, 340)의 표면을 일정 하중으로 가압하고 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 전극 리드(330, 340)로 인가시킴으로써, 상기 전극 리드(330, 340)와 전극 탭(310, 320)을 각각 용접시킨다. 즉, 혼(140a, 140b)은 전극 탭(310, 320)과 접촉된 전극 리드(330, 340)를 일정 압력으로 누르고 부스터(130)로부터 전달받은 증폭된 초음파를 전극용 리드(330, 340)에 인가시킨다. 이에 따라, 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 접촉 면에서 마찰열이 발생되고, 이 발생된 마찰열을 통해 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)가 서로 용접된다.The horns 140a and 140b pressurize the surfaces of the plurality of electrode tabs 310 and 320 on the anvil 150 with a predetermined load, and at the same time, amplified ultrasonic waves received from the booster 130 are applied to the electrode tabs. By applying to 310 and 320, the positive electrode tabs 310 and the negative electrode tabs 320 are first welded, respectively. In addition, the horns 140a and 140b pressurize the surfaces of the electrode leads 330 and 340 under a predetermined load while the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 which are firstly welded are in contact with each other. By applying the amplified ultrasonic waves received from the booster 130 to the electrode leads 330 and 340, the electrode leads 330 and 340 and the electrode tabs 310 and 320 are welded, respectively. That is, the horns 140a and 140b press the electrode leads 330 and 340 in contact with the electrode tabs 310 and 320 at a predetermined pressure and receive the amplified ultrasonic waves received from the booster 130 for the electrodes leads 330 and 340. Is applied to. As a result, frictional heat is generated at the contact surfaces of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 and the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 are connected to each other through the generated frictional heat. Welded.

이러한 혼(140a, 140b)은 서로 상이한 가압면 밀도를 가지는 음극용 혼(140a)과 양극용 혼(140b)으로 구분된다. The horns 140a and 140b are divided into a cathode horn 140a and a cathode 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 전극 리드(330, 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 면적이 음극용 혼(141a)과 양극용 혼(141b)의 가압면 밀도를 결정한다. 여기서, 혼(140a, 140b)의 가압면 밀도는 전극 리드(330, 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 include a plurality of contact members 141a and 141b for transmitting ultrasonic vibrations to the electrode leads 330 and 340, respectively. The ends of the contact members 141a and 141b are formed in a predetermined area, and the end areas of the contact members 141a and 141b determine the pressing surface densities of the cathode horn 141a and the anode horn 141b. Here, the pressing surface densities of the horns 140a and 140b are the densities of the end areas of the horns 140a and 140b for transmitting ultrasonic waves while pressing the electrode leads 330 and 340. It means the end area of the contact member (141a, 141b) included in the unit area.

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 리드(340)와 음극 탭(320)의 용접 강도를 양극 리드(330)와 양극 탭(310)의 용접 강도 수준으로 향상시키기 위해, 음극용 혼(140b)은 양극용 혼(140a)보다 높은 가압면 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, to improve the welding strength of the negative lead 340 and the negative electrode tab 320 to the welding strength level of the positive lead 330 and the positive electrode tab 310, the negative electrode horn 140b is the positive electrode horn 140a. Has a pressing surface density higher than).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 초음파 용접 완료된 음극 구조체와 양극 구조체를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the ultrasonic welding completed cathode structure and anode structure according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line A-A` of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to the first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.7 is a plan cross-sectional view of B-B` of the electrode structure ultrasonically welded using a horn according to the first embodiment of the present invention.

이하, 도 7, 도 10, 도 14 및 도 17에서 용접 포인트의 형상은 완전한 원형이 아니지만 설명의 편의를 돕기 위해서 원형으로 도시하였다.Hereinafter, the shape of the welding point in FIGS. 7, 10, 14, and 17 is not a perfect circle, but is shown in a circle 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 전극 리드(330, 340)의 전체 하면과 전극 탭(310, 320)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 전극 리드(330, 340) 하면과 전극 탭(310, 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 refer to the portions where the entire lower surface of the electrode leads 330 and 340 and the upper surfaces of the electrode tabs 310 and 320 are melted and bonded through ultrasonic vibration. The welded surfaces 370 and 380 refer to the interface between the lower surface of the electrode leads 330 and 340 electrically connected to each other through the welding points 351 and 361 and the upper surface of the electrode tabs 310 and 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)의 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 상대적으로 높은 가압면 밀도를 가지는 음극용 혼(140b)에 의해서 초음파 용접이 진행되는 경우, 음극 용접 접합면(380)의 용접 강도가 양극 용접 접합면(370)의 용접 강도 수준으로 향상된다. 즉, 전극 리드(330, 340)와 전극 탭(310, 320)의 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. 여기서, 용접 강도는 용접 접합면(370, 380)이 견딜 수 있는 응력을 의미한다.When ultrasonic welding is performed by the cathode horn 140b having a relatively high pressing surface density, the welding strength of the cathode welding joint surface 380 is improved to the welding strength level of the anode welding joint surface 370. That is, the welding points 351 and 361 serving as the means for joining the electrode leads 330 and 340 and the electrode tabs 310 and 320 are formed in a larger number on the cathode welding joint surface 380 during the ultrasonic welding process. As a result, 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. Here, the welding strength means a stress that the welding joint surfaces 370 and 380 can withstand.

한편, 양극용 접촉부재(141a)와 음극용 접촉부재(141b)의 개수는 서로 동일하지만, 각 음극용 접촉부재(141b)의 끝단 면적이 양극용 접촉부재(141a)의 끝단 면적보다 넓게 형성될 수도 있다. On the other hand, the number of the positive contact member 141a and the negative electrode contact member 141b is the same, but the end area of each negative electrode contact member 141b is formed to be wider than the end area of the positive electrode contact member 141a. It may be.

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 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.9 is a cross-sectional view taken along line A-A` of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.10 is a cross-sectional plan view of B-B` of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the second embodiment of the present invention.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 혼(840a, 840b)은 서로 다른 크기의 접촉부재(841a, 841b)를 각각 구비한다. 즉, 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. 8 to 10, the horns 840a and 840b according to the second embodiment of the present invention are provided with contact members 841a and 841b of different sizes, respectively. That is, although the number of the positive electrode contact member 841a and the negative electrode contact member 841b formed in each of the horns 840a and 840b is the same, the end area of the negative electrode contact member 841b is the positive electrode contact member 841a. It is formed wider than the end area of). 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 9와 도 10에 도시된 바와 같은 음극 용접 접합면(380)의 용접 포인트(961)(즉, 음극 용접 포인트)가 양극 용접 접합면(370)의 용접 포인트(951)(즉, 양극 용접 포인트)보다 넓게 형성된다. When the ultrasonic welding process is performed using the horns 840a and 840b, the welding point 961 (that is, the cathode welding point) of the cathode welding joint surface 380 as shown in FIGS. 9 and 10 is positively welded. It is formed wider than the welding point 951 (that is, the anode welding point) of the bonding surface 370.

즉, 전극 리드(330, 340)와 전극 탭(310, 320)의 접합시키는 수단으로서 작용하는 개별 용접 포인트(951, 961)가 초음파 용접 과정에서 음극 용접 접합면(380)에 보다 넓게 형성되고, 이러한 용접 포인트(961)에 의해 음극 탭(320)과 음극 리드(340)는 종래의 음극 탭(50)과 음극 리드(70)보다 더욱 강하게 접합되어 용접된다. 이에 따라, 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.That is, individual welding points 951 and 961 serving as a means for joining the electrode leads 330 and 340 and the electrode tabs 310 and 320 are formed on the cathode welding joint surface 380 in the ultrasonic welding process. By the welding point 961, the negative electrode tab 320 and the negative electrode lead 340 are 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 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, 음극용 접촉부재(141b, 841b)의 끝단 총 면적이 양극용 접촉부재(141a, 841a)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 총 면적은 양극 혼(140a, 840a)에 분포된 접촉부재의 끝단 총 면적 보다 넓게 형성될 수 있다. On the other hand, a 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 841a. It may be formed in the horns 140b and 840b. That is, contact members different in size and number are formed in the cathode horns 140b and 840b and the anode horns 140a and 840a, but the total area of the ends of the contact members distributed in the cathode horns 140b and 840b is positive. It may be formed wider than the total area of the end of the contact member distributed in the horn (140a, 840a).

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

상술한 본 발명의 제1실시 예 또는 제2실시 예를 통해 초음파 공정을 진행하면, 이차 전지를 구성하는 음극 용접 접합면(380)의 용접 강도가 양극 용접 접합면(370)의 용접 강도만큼 향상되고, 이에 따라 외부 충격으로부터 음극 용접 접합면(380)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 first embodiment or the second embodiment of the present invention, the welding strength of the negative electrode welding joint surface 380 constituting the secondary battery is improved by the welding strength of the positive electrode welding joint surface 370. As a result, breakage of the cathode welding joint surface 380 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, 이차 전지의 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 용접 접합면(350, 360)은 측면 방향으로 매우 약한 기계적 강도를 가진다. 즉, 이차 전지에 충격이 가해진 경우, 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 측면 용접 부위가 파괴되는 비율이 다른 용접 부위에 비해서 높다. Meanwhile, the welding joint surfaces 350 and 360 of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 of the secondary battery have very weak mechanical strength in the lateral direction. That is, when an impact is applied to the secondary battery, the rate at which the side welding portions of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 are destroyed is higher than that of other welding portions.

도 11은 종래의 이차 전지를 나타내는 단면도로서, 도 11에 도시된 바와 같이 종래의 이차 전지(10)의 전극 리드(60, 70)에 길이 방향(즉, A 방향)과 측면 방향(즉, B 방향)으로 힘을 인가했을 경우, 전극 리드(60, 70)의 길이 방향(즉, A 방향)에 대한 용접 접합면(80, 90)의 용접 강도는 강하나, 측면 방향(즉, B 방향)에 대한 용접 접합면(80, 90)의 용접 강도는 길이 방향에 대한 용접 강도와 비교하여 현저하게 낮다. 즉, 종래의 이차 전지(10)에 포함된 전극 리드(60, 70)와 전극 탭(40, 50)의 용접 접합면은, 측면 방향(즉, B방향)으로부터 외부 충격이 가해질 경우에 파손될 확률이 높다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a conventional secondary battery, and as shown in FIG. 11, the longitudinal direction (that is, the A direction) and the lateral direction (that is, the B direction) of the electrode leads 60 and 70 of the conventional secondary battery 10 are illustrated. Direction), the welding strength of the weld joint surface 80, 90 with respect to the longitudinal direction (ie, A direction) of the electrode leads 60, 70 is strong, but in the lateral direction (ie, B direction). The weld strength of the weld joint surfaces 80 and 90 is significantly lower than the weld strength in the longitudinal direction. That is, the welding joint surfaces of the electrode leads 60 and 70 and the electrode tabs 40 and 50 included in the conventional secondary battery 10 may be damaged when an external shock is applied from the side direction (ie, the B direction). This is high.

따라서, 외부 충격으로부터 이차 전지를 더욱 안전하게 보호하기 위해서는, 용접 접합면(80, 90) 측면에 대한 용접 강도가 개선돼야 한다.Therefore, in order to further protect the secondary battery from external shocks, the weld strength to the weld joint surfaces 80 and 90 should be improved.

이하, 도 12 내지 도 17을 참조하여, 용접 접합면의 측면 용접 강도를 향상시키는 초음파 용접 장치에 대해서 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 12-17, the ultrasonic welding apparatus which improves the side welding strength of a welding joint surface is demonstrated.

도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.12 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a third embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.13 is a cross-sectional view taken along line A-A` of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to a third embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.14 is a cross-sectional plan view of B-B` of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the third embodiment of the present invention.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼(1240a, 1240b)은 전극 리드(330, 340)를 가압하면서 초음파를 전달하는 복수의 접촉부재(1241a, 1241b)를 각각 포함한다. 상기 접촉부재(1241a, 1241b)는 혼(1240a, 1240b)의 중앙보다 양 사이드(side)에서 밀집되어 형성된다. 즉, 용접 접합면(370, 380)의 측면 용접 강도를 향상시키기 위하여, 동일한 크기의 접촉부재(1241a, 1241b)가 혼(1240a, 1240b)의 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 밀집되어 형성된다. 다시 말하면, 혼(1240a, 1240b)의 중앙보다 양 사이드에서 많은 개수의 접촉부재(1241a, 1241b)가 형성되고, 이에 따라 양극용 혼(1240a)과 음극용 혼(1240b)의 가압면 밀도는 중앙보다 양 사이드에서 더 높다.12 to 14, the horns 1240a and 1240b according to the third embodiment of the present invention respectively apply a plurality of contact members 1241a and 1241b that transmit ultrasonic waves while pressing the electrode leads 330 and 340. Include. The contact members 1241a and 1241b are densely formed at both sides of the horns 1240a and 1240b. That is, in order to improve the lateral weld strength of the weld joint surfaces 370 and 380, contact members 1241a and 1241b of the same size are formed to be densely packed at both sides than the centers of the horns 1240a and 1240b. In other words, a larger number of contact members 1241a and 1241b are formed at both sides than the centers of the horns 1240a and 1240b, so that the pressing surface densities of the anode horn 1240a and the cathode horn 1240b are centered. Higher on both sides than

이러한 혼(1240a, 1240b)을 통해 초음파 용접이 진행되면, 용접 접합면(370, 380)에서 형성되는 용접 포인트(1351, 1361)의 밀도는 도 13과 도 14에 도시된 바와 같이 용접 접합면(370, 380) 중앙보다 양 사이드 부위에서 높다. 즉, 혼(1240a, 1240b)의 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 밀집된 접촉부재(1241a, 1241b)를 통해 초음파 용접이 진행됨에 따라, 용접 접합면(370, 380)에 형성된 용접 포인트(1351, 1361)의 개수는 용접 접합면(370, 380) 중앙보다 양 사이드(side) 부위에 많고, 이 결과 용접 포인트(1351, 1361)의 밀도는 용접 접합면(370, 370)의 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 높게 형성된다. When ultrasonic welding is performed through the horns 1240a and 1240b, the density of the welding points 1351 and 1361 formed at the welding joint surfaces 370 and 380 is the weld joint surface (as shown in FIGS. 13 and 14). 370, 380) higher on both sides than the center. That is, as ultrasonic welding proceeds through the contact members 1241a and 1241b which are relatively denser on both sides than the centers of the horns 1240a and 1240b, the welding points 1351 and 1361 formed on the weld joint surfaces 370 and 380. The number of times is greater at both side portions than the center of the weld joint surfaces 370 and 380, and as a result, the density of the welding points 1351 and 1361 is relatively at both sides than the center of the weld joint surfaces 370 and 370. It is formed high.

이렇게 용접 접합면(370, 380)의 양 사이드에 상대적으로 높은 용접 포인트 밀도를 형성시키는 경우, 용접 접합면(370, 380)의 측면 강도가 향상된다. 즉, 본 발명의 제3실시 예에 따른 혼(1240a, 1240b)을 통해 용접 접합면(370, 380)의 양 사이드에서 용접 포인트(1351, 1361)의 밀도를 상대적으로 높게 형성시킨 경우, 용접 접합된 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 측면 용접 강도는 향상된다. 부연하면, 용접 접합면(370, 380)의 중앙보다 양 사이드 부위에서 상대적으로 많은 개수로 형성된 용접 포인트(1351, 1361)는 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 304)의 양 사이드를 더욱 강하게 접합시키는 수단으로서 작용하여, 결과적으로 용접 접합면(370, 380)의 측면 강도를 향상시킨다.In this way, when a relatively high welding point density is formed on both sides of the weld joint surfaces 370 and 380, the lateral strength of the weld joint surfaces 370 and 380 is improved. That is, in the case where the densities of the welding points 1351 and 1361 are formed at both sides of the welding joint surfaces 370 and 380 through the horns 1240a and 1240b according to the third embodiment of the present invention, the welding joint is relatively high. The side weld strength of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 are improved. In other words, the weld points 1351 and 1361 formed in a greater number at both side portions than the centers of the weld joint surfaces 370 and 380 may have both sides of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 304. Acts as a means for bonding more strongly, and consequently improves the lateral strength of the weld joint surfaces 370 and 380.

한편, 상기 접촉부재(1241a, 1241b)의 개수는 혼(1240a, 1240b)의 중앙에서부터 양 사이드로 갈수록 점진적으로 증가될 수도 있다. 즉, 상기 접촉부재(1241a, 1241b)는 혼(1240a, 1240b)의 중앙에서 일정 개수로 형성되고, 혼(1240a, 1240b)의 중앙에서 양 사이드로 갈수록 점점 더 많은 개수로 혼(1240a, 1240b)에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 접촉부재(1241a, 1241b)는 혼(1240a, 1240b)의 중앙보다 양 사이드로 갈수록 점진적으로 밀집되어 혼(1240a, 1240b)에 형성될 수 있다.Meanwhile, the number of the contact members 1241a and 1241b may gradually increase from the centers of the horns 1240a and 1240b toward both sides. That is, the contact members 1241a and 1241b are formed in a predetermined number at the centers of the horns 1240a and 1240b, and the number of horns 1240a and 1240b is gradually increased toward both sides from the centers of the horns 1240a and 1240b. Can be formed on. In other words, the contact members 1241a and 1241b may be gradually densified toward both sides of the horns 1240a and 1240b and formed on the horns 1240a and 1240b.

이렇게 접촉부재(1241a, 1241b)의 개수가 점진적으로 증가되는 혼(1240a, 1240b)을 이용하여 초음파 용접 공정을 진행하면, 용접 접합면(370, 380)에 형성된 용접 포인트(1351, 1361)의 개수는 상기 용접 접합면(370, 380)의 중앙에서 양 사이드로 갈수록 점진적으로 증가된다. 이에 따라, 상기 용접 포인트(1351, 1361)의 밀도는 용접 접합면(370, 380)의 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 높게 형성되어, 결과적으로 접합된 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 측면 용접 강도가 향상된다.When the ultrasonic welding process is performed using the horns 1240a and 1240b in which the number of the contact members 1241a and 1241b is gradually increased, the number of welding points 1351 and 1361 formed on the weld joint surfaces 370 and 380 is obtained. Is gradually increased toward both sides from the center of the weld joint surface (370, 380). Accordingly, the density of the welding points (1351, 1361) is formed relatively higher on both sides than the center of the welding joint surface (370, 380), consequently the electrode tab (310, 320) and the electrode lead (330) bonded 340, the side weld strength is improved.

한편, 접촉부재(1241a, 1241b)는 동일한 간격으로 혼(1240a, 1240b)에 분포되어 형성되되, 혼(1240a, 1240b)의 양 사이드에서 분포된 접촉부재(1241a, 1241b)의 끝단 면적이 중앙에 분포된 접촉부재(1241a, 1241b)의 끝단 면적보다 넓게 형성될 수도 있다. On the other hand, the contact members 1241a and 1241b are formed on the horns 1240a and 1240b at equal intervals, and the end areas of the contact members 1241a and 1241b distributed at both sides of the horns 1240a and 1240b are centered. It may be formed to be wider than the end area of the distributed contact members 1241a and 1241b.

도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른, 음극용 혼과 양극용 혼의 사시도이다.15 is a perspective view of a cathode horn and a cathode horn according to a fourth embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 제4실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 A-A` 단면도이다.16 is a cross-sectional view taken along line A-A` of an electrode structure ultrasonically welded using a horn according to a fourth embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 제4실시 예에 따른 혼을 이용하여 초음파 용접한 전극 구조체의 B-B`의 평단면도이다.17 is a cross-sectional plan view of B-B` of the electrode structure ultrasonically welded using the horn according to the fourth embodiment of the present invention.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 제4실시 예에 따른 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)는 서로 동일한 간격으로 혼(1540a, 1540b)에 분포되어 형성되되, 양 사이드에 형성된 접촉부재(1541a, 1541b)의 끝단 면적이 중앙의 접촉부재(1542a, 1542b)의 끝단 면적보다 넓게 형성되어 이에 따라, 혼(1540a, 1540b)의 가압면 밀도는 중앙보다 양 사이드가 상대적으로 높다. 즉, 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)는 혼(1540a, 1540b)의 양 사이드에서 밀집되어 형성되지 않고 서로 동일한 간격으로 유지하여 혼(1540a, 1540b)에 분포되지만, 양 사이드에서 형성된 접촉부재(1541a, 1541b)의 끝단 면적이 중앙의 접촉부재(1542a, 1542b)의 끝단 면적보다 넓게 형성되어 결과적으로 혼(1540a, 1540b)의 가압면 밀도가 중앙보다 양 사이드가 높다.15 to 17, contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b according to the fourth embodiment of the present invention are formed on the horns 1540a and 1540b at equal intervals, and are formed at both sides. The end areas of the contact members 1541a and 1541b are wider than the end areas of the center contact members 1542a and 1542b, so that the pressing surface densities of the horns 1540a and 1540b are relatively higher on both sides than the center. That is, the contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b are not dense at both sides of the horns 1540a and 1540b, but are distributed at the horns 1540a and 1540b by being maintained at the same distance from each other, but formed at both sides. The end areas of the members 1541a and 1541b are wider than the end areas of the central contact members 1542a and 1542b, so that the pressing surface densities of the horns 1540a and 1540b are both sides higher than the center.

이러한 혼(1540a, 1540b)을 통해 초음파 용접이 진행되면, 용접 접합면(370, 380)에 형성된 용접 포인트(1651, 1652, 1661, 1662)의 밀도는 혼(1540a, 1540b)에 형성된 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)와 대응되어 나타난다. 즉, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 용접 접합면(370, 380)의 양 사이드에서 형성된 용접 포인트(1651, 1661) 면적은 용접 접합면(370, 380) 중앙에 형성된 용접 포인트(1652, 1662) 면적보다 넓고, 이에 따라 용접 접합면(370, 380)에 형성된 용접 포인트(1651, 1652, 1661, 1662)의 밀도는 용접 접합면(370, 380)의 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 높게 나타난다.When ultrasonic welding is performed through the horns 1540a and 1540b, the density of the welding points 1651, 1652, 1661, and 1662 formed on the weld joint surfaces 370 and 380 may be the contact member formed on the horns 1540a and 1540b. 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b. That is, as shown in FIGS. 16 and 17, the areas of the welding points 1651 and 1661 formed at both sides of the welding joint surfaces 370 and 380 are weld points 1652 formed at the center of the welding joint surfaces 370 and 380. 1662), the density of the weld points 1651, 1652, 1661, and 1662 formed on the weld joint surfaces 370 and 380 is relatively higher on both sides than the center of the weld joint surfaces 370 and 380. appear.

상기 본 발명의 제4실시 예에 따른 혼(1540a, 1540b)을 이용하여 초음파 용접 공정을 진행하면, 초음파 용접된 전극 용접 접합면(370, 380)은 종래의 전극 용접 접합면(80, 90)에 비해서 측면 용접 강도가 향상된다. 즉, 초음파 용접 공정을 통해서 용접 접합면(370, 380) 양 사이드에서 보다 넓은 용접 포인트(1651, 1661)를 형성시킨 경우, 접합된 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 측면 용접 강도는 향상된다. 부연하면, 용접 접합면(370, 380)의 중앙보다 양 사이드 부위에서 상대적으로 넓게 형성된 용접 포인트(1651, 1661)는 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 양 사이드를 더욱 강하게 접합시키는 수단으로서 작용하여, 결과적으로 용접 접합면(370, 380)의 측면 강도를 향상시킨다.When the ultrasonic welding process is performed using the horns 1540a and 1540b according to the fourth embodiment of the present invention, the ultrasonically welded electrode welding joint surfaces 370 and 380 are conventional electrode welding joint surfaces 80 and 90. Compared with this, side weld strength is improved. That is, when wider welding points 1651 and 1661 are formed on both sides of the welding joint surfaces 370 and 380 through the ultrasonic welding process, the joined electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340 are formed. Lateral weld strength is improved. In other words, the welding points 1651 and 1661 formed relatively wider at both side portions than the centers of the weld joint surfaces 370 and 380 may further extend both sides of the electrode tabs 310 and 320 and the electrode leads 330 and 340. It acts as a means for firmly joining and consequently improves the lateral strength of the weld joint surfaces 370 and 380.

한편, 상기 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)의 끝단 면적은 혼(1540a, 1540b)의 중앙에서부터 양 사이드로 갈수록 점진적으로 확대될 수도 있다. 즉, 혼(1540a, 1540b)의 중앙에서 양 사이드로 갈수록 점점 더 넓은 끝단 면적을 가지는 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)가 혼(1540a, 1540b)에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 각 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)의 끝단 면적은 혼(1540a, 1540b)의 중앙보다 양 사이드로 갈수록 점진적으로 확대될 수 있다.Meanwhile, the end areas of the contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b may gradually increase from the centers of the horns 1540a and 1540b toward both sides. That is, contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b having a wider end area toward both sides from the centers of the horns 1540a and 1540b may be formed on the horns 1540a and 1540b. In other words, the end areas of the contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b may be gradually enlarged toward both sides than the centers of the horns 1540a and 1540b.

이렇게 접촉부재(1541a, 1542a, 1541b, 1542b)의 끝단 면적이 점진적으로 확대되는 혼(1540a, 1540b)을 이용하여 초음파 용접 공정을 진행하면, 용접 접합면(370, 380)에 형성된 용접 포인트(1651, 1652, 1661, 1662)의 면적은 상기 용접 접합면(370, 380)의 중앙에서 양 사이드로 갈수록 점진적으로 넓어진다. 이에 따라, 상기 용접 포인트(1651, 1652, 1661, 1662)의 밀도는 용접 접합면(370, 380)의 중앙보다 양 사이드에 상대적으로 높게 형성되어, 결과적으로 접합된 전극 탭(310, 320)과 전극 리드(330, 340)의 측면 용접 강도가 향상된다.When the ultrasonic welding process is performed using the horns 1540a and 1540b in which the end areas of the contact members 1541a, 1542a, 1541b, and 1542b are gradually enlarged, the welding points 1651 formed on the weld joint surfaces 370 and 380 are used. 1652, 1661, and 1662 gradually increase in area from the center of the weld joint surfaces 370 and 380 to both sides. Accordingly, the densities of the welding points 1651, 1652, 1661, and 1662 are formed higher on both sides than the centers of the welding joint surfaces 370 and 380, and as a result, the electrode tabs 310 and 320 are bonded to each other. Side welding strength of the electrode leads 330 and 340 is improved.

상술한 본 발명의 제3실시 예 또는 제4실시 예에 따른 초음파 용접 장치(100)는 측면 방향으로 인가되는 외부 충격으로부터 이차 전지가 보호되도록, 용접 접합면(370, 380)의 측면에 대한 기계적 강도를 향상시킨다.The ultrasonic welding device 100 according to the third or fourth embodiment of the present invention described above has a mechanical mechanism for the side surfaces of the welding joint surfaces 370 and 380 such that the secondary battery is protected from an external impact applied in the lateral direction. Improve strength.

한편, 본 발명의 제1실시 예 또는 제2실시 예에 따른 혼(140a, 140b, 840a, 840b) 및 제3실시 예 또는 제4실시 예에 따른 혼(1240a, 1240b, 1540a, 1540b)은 서로 통합된 형태로 구현될 수 있다. Meanwhile, the horns 140a, 140b, 840a, and 840b according to the first or second embodiment of the present invention and the horns 1240a, 1240b, 1540a, and 1540b according to the third or fourth embodiment are each other. It can be implemented in an integrated form.

예컨대, 음극 용접 접합면(380)의 용접 강도를 향상시키기 위하여 음극용 혼의 가압면 밀도가 높게 형성되고, 더불어 양극용 혼과 음극용 혼 각각은 중앙보다 양 사이드에서 상대적으로 높은 가압면 밀도를 가질 수 있다. 즉, 상술한 제1실시 예 또는 제2실시 예에 따른 혼(140a, 140b, 840a, 840b) 및 제3실시 예 또는 제4실시 예에 따른 혼(1240a, 1240b, 1540a, 1540b)이 통합 구현되고, 상기 통합 구현된 혼을 통해 이차 전지의 초음파 공정이 진행되면, 이차 전지의 음극 구조체의 용접 강도가 향상되고 동시에 양극 구조체와 음극 구조체의 측면 강도가 향상된다.For example, in order to improve the welding strength of the cathode welding joint surface 380, the pressing surface density of the negative electrode horn is formed high, and the positive electrode horn and the negative electrode horn each have a relatively higher pressing surface density at both sides than the center. Can be. That is, the horns 140a, 140b, 840a, and 840b according to the first or second embodiment and the horns 1240a, 1240b, 1540a, and 1540b according to the third or fourth embodiment are integrated. When the ultrasonic process of the secondary battery is performed through the integrated horn, the welding strength of the negative electrode structure of the secondary battery is improved, and at the same time, the side strengths of the positive electrode structure and the negative electrode structure are improved.

또한, 본 발명의 실시 예들에서는 상기 접촉부재(141a, 141b, 841a, 841b, 1241a, 1241b, 1541a, 1541b, 1542a, 1542b)의 형상이 핀(pin) 형상인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 사각 기둥 형상, 삼각 기둥 형상, 테이퍼 형상, 반구 형상, 뿔 형상, 쐐기 형상 등과 같은 다양한 형상의 접촉부재(141a, 141b, 841a, 841b, 1241a, 1241b, 1541a, 1541b, 1542a, 1542b)가 채택되어 초음파 용접에 적용될 수 있음을 분명히 해 둔다.In addition, in the embodiments of the present invention, the contact member 141a, 141b, 841a, 841b, 1241a, 1241b, 1541a, 1541b, 1542a, 1542b is shown in the shape of a pin (pin), the present invention is Not limited to the contact members (141a, 141b, 841a, 841b, 1241a, 1241b, 1541a, 1541b, 1542b, 1542b) of various shapes such as square pillar shape, triangular pillar shape, tapered shape, hemisphere shape, horn shape, and wedge shape. It is clear that can be adopted and applied to ultrasonic welding.

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.

40, 310 : 양극 탭 50, 320 : 음극 탭
60, 330 : 양극 리드 70, 340 : 음극 리드
370 : 양극 용접 접합면 380 : 음극 용접 접합면
351, 361, 951, 961, 1351, 1361, 1651, 1652, 1661, 1662 : 용접 포인트
110 : 초음파 발진기 120 : 초음파 진동자
130 : 부스터 140a, 840a, 1240a, 1540a : 양극용 혼
140b, 840b, 1240b, 1540b : 음극용 혼
141a, 841a, 1241a, 1541a, 1542a : 양극용 접촉부재
141b, 841b, 1241b, 1541b, 1542b : 음극용 접촉부재40, 310: positive electrode tab 50, 320: negative electrode tab
60, 330: positive electrode lead 70, 340: negative electrode lead
370: anode welding joint surface 380: cathode welding joint surface
351, 361, 951, 961, 1351, 1361, 1651, 1652, 1661, 1662: welding point
110: ultrasonic oscillator 120: ultrasonic oscillator
130: booster 140a, 840a, 1240a, 1540a: anode horn
140b, 840b, 1240b, 1540b: cathode horn
141a, 841a, 1241a, 1541a, 1542a: contact member for positive electrode
141b, 841b, 1241b, 1541b, 1542b: Cathode contact member

Claims (5)

이차 전지의 전극 리드와 전극 탭을 초음파 용접하는 초음파 용접 장치에 있어서,
끝단에 형성된 가압면을 통해 전극 리드와 전극 탭을 가압하면서 초음파를 전달하는 혼을 포함하고,
상기 혼에 형성된 가압면의 밀도가 중앙보다 양 사이드에서 높은 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.An ultrasonic welding apparatus for ultrasonic welding an electrode lead and an electrode tab of a secondary battery,
It includes a horn for transmitting ultrasonic waves while pressing the electrode lead and the electrode tab through the pressing surface formed on the end,
Ultrasonic welding apparatus, characterized in that the density of the pressing surface formed in the horn is higher on both sides than the center. 제 1 항에 있어서,
상기 혼은, 상기 전극 리드로 초음파를 전달하는 복수의 접촉부재를 구비하고,
상기 접촉부재는, 상기 혼의 중앙보다 양 사이드에서 많은 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.The method of claim 1,
The horn has a plurality of contact members for transmitting ultrasonic waves to the electrode lead,
The ultrasonic welding apparatus, characterized in that the contact member is arranged in a larger number on both sides than the center of the horn. 제 2 항에 있어서,
상기 접촉부재의 개수가, 상기 혼의 중앙보다 양 사이드로 갈수록 점진적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.3. The method of claim 2,
Ultrasonic welding apparatus, characterized in that the number of the contact member is gradually increased toward both sides than the center of the horn. 제 1 항에 있어서,
상기 혼은, 상기 전극 리드로 초음파를 전달하는 하나 이상의 접촉부재를 구비하고,
상기 혼의 양 사이드에 배치된 접촉부재의 끝단 면적은, 상기 혼의 중앙에 배치된 접촉부재의 끝단 면적보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.The method of claim 1,
The horn has one or more contact members for delivering ultrasonic waves to the electrode leads,
And an end area of the contact member disposed at both sides of the horn is larger than an end area of the contact member disposed at the center of the horn. 제 4 항에 있어서,
상기 혼에 구비된 각 접촉부재의 면적이, 상기 혼의 중앙에서 양 사이드로 갈수록 점진적으로 확대되는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 장치.5. The method of claim 4,
Ultrasonic welding apparatus, characterized in that the area of each contact member provided in the horn is gradually enlarged toward both sides from the center of the horn.
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