KR101483425B1 - 신규한 전극 탭-리드 결합부 구조를 가진 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
Description
본 발명은 신규한 전극 탭-리드 결합부 구조를 가진 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지에 관한 것이다.
충방전이 가능한 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등을 포함하여 고출력 대용량이 요구되는 디바이스의 동력원으로서 주목 받고 있다.
이러한 디바이스에는 고출력 대용량의 제공을 위해 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀(단위전지)로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
도 1 및 2에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 파우치형 리튬 이차전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 파우치형 리튬 이차전지(10)는, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수개의 전극 탭들(40, 50)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.
전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(30)를 수용할 수 있는 수납 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 도 1에서와 같은 적층형 전극조립체(30)의 경우, 다수의 양극 탭들(40)과 다수의 음극 탭들(50)이 전극리드(60, 70)에 함께 결합될 수 있도록, 전지케이스(20) 내부 상단은 전극조립체(30)로부터 이격되어 있다.
이러한 파우치형 리튬 이차전지의 전극 탭들은 일반적으로 0.5 mm 이하 박판(Foil)으로 형성되어 있으며, 용접에 의해 상호 결합되면서 전극리드와 같은 전극단자에 전기적으로 연결된다.
한편, 전극 탭들이 전극리드와 결합되는 구조의 전극조립체로는 대표적으로 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태로 적층한 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 들 수 있으며, 이러한 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체에서는 다수의 전극 탭들(양극 탭 또는 음극 탭)을 하나의 전극리드(양극리드 또는 음극리드)에 초음파 융착에 의해 결합시킨다.
이러한 초음파 융착에 의한 결합은, 대략 20 KHz 정도의 높은 초음파에 의해 발생된 고주파 진동을 인가하여, 전극 탭들과 전극리드 사이의 경계면에서 혼(Horn)과 엔빌(Anvil)의 작동에 따라 진동에너지가 마찰에 의해 열에너지로 변환되면서 급속히 용접이 이루어지는 원리로 진행된다.
그러나, 이러한 과정에서, 초음파 컨트롤러 등의 부가적인 장비가 요구되며, 특히, 혼과 엔빌의 진동에 의해 마모가 일어나므로 초음파 공정 과정에서도 수시로 품질 확인이 필요하고, 그에 따른 제품 소모로 인한 유지 보수 비용이 많이 요구되는 문제점이 있다.
따라서, 초음파 융착 과정에서는 소모품을 사용할 수 밖에 없는 공정상 한계가 있으므로, 유지 보수 비용과 조건 조정이 간단한 새로운 공정이 적용되는 이차전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지에서, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공시킴으로써, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되는 새로운 개념의 전극 탭-리드 결합부를 가진 이차전지를 개발하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합을 갖도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 이차전지의 전극 탭들 및 전극리드의 결합을 초음파 융착에 의하지 않고, 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합함으로써, 초음파 용접 과정에서 필요한 소모품의 사용으로 인한 유지 보수 비용의 상승을 감소시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 관통구는 보호부재에 의해 감싸여 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에는 절연필름이 부착되어 있고, 상기 보호부재는 그것의 아래쪽에 밀착되어 있는 구조일 수 있다.
일반적으로 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에 절연필름이 부착되므로, 이 경우 본 발명의 보호부재는 상기 절연필름의 아래쪽에 연속하여 또는 다소 이격된 상태로 전극 탭-리드 결합부에 밀착될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 절연필름과 전극 탭-리드 결합부의 결합 상태가 더욱 견고해지고 해당 부위를 주변으로부터 보호할 수 있다.
상기 전극 탭들과 전극리드의 결합은, 예를 들어, 타공부재 및 지지부재에 의해 전극 탭들과 전극리드에 동시에 타공하여 관통구를 형성할 때 전극 탭들 및 전극리드에 형성되는 버들에 의해 상호 결합되는 방식으로 달성될 수 있다.
상기 관통구 형성을 위한 타공부재와 지지부재는 앞서 설명한 바와 같은 초음파 융착에 사용되는 혼과 엔빌에 비해 내구성이 훨씬 우수하므로, 추가적인 유지 보수 비용을 크게 절감할 수 있다.
상기 타공부재는 바람직하게는 관통구에 대응하는 외경을 가진 타공부를 포함하고 있고, 상기 지지부재는 타공 과정에서 상기 타공부재의 타공부가 도입되고 타공부의 외경보다 작은 내경을 가진 만입부를 포함하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 타공부재의 타공부 외경은 지지부재의 만입부 내경 대비 50 내지 99%의 크기일 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 타공부재의 타공부가 타공 과정에서 형성된 버들을 회전부재는 회전하면서 융착시킬 수도 있다.
이러한 융착으로 인해 전극 탭들 상호간 및 전극 탭들과 전극리드의 결합력이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 회전부재가 전극 탭들 내지 전극리드로부터 돌출된 버들의 가진 단부를 완만하게 마무리함으로써, 이러한 각진 단부로 인한 전지케이스의 손상을 억제할 수 있다.
상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어지는 구조일 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 스택형 또는 스택/폴딩형 구조일 수 있다. 스택/폴딩형 구조는 양면이 동일한 전극으로 이루어진 적층 구조의 바이셀 또는 양면이 서로 다른 전극으로 이루어진 풀셀을 분리필름으로 권취한 구조이다.
상기 전지케이스는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 구조의 중대형 전지팩과, 이러한 전지팩을 전원으로 포함하는 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스의 바람직한 예로는 한정된 장착공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출되는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 중대형 전지팩과 이를 포함하는 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 초음파 융착에 의하지 않고, 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되는 구조를 가짐으로써, 정밀하고 고가의 초음파 융착기의 사용을 필요로 하지 않으므로, 초음파 컨트롤러 등의 부가적인 장치의 유지 보수 비용을 절감하고, 공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 2는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 파우치형 리튬 이차전지의 일반적인 구조의 사시도들이다;
도 3은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지 측면부의 단면도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부를 포함하는 이차전지의 평면도이다;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부에 보호부재가 부착한 구조로 이루어진 이차전지의 평면도이다;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타공부재와 지지부재에 의해 관통구가 형성되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다;
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 버들이 융착되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지 측면부의 단면도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부를 포함하는 이차전지의 평면도이다;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부에 보호부재가 부착한 구조로 이루어진 이차전지의 평면도이다;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타공부재와 지지부재에 의해 관통구가 형성되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다;
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 버들이 융착되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 전극조립체의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 활물질이 양면에 각각 도포되어 있는 양극 집전체와 음극 집전체 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체(30)는 다수의 전극판으로 구성되어 있고, 전극판들에서 돌출된 전극 탭들(40)이 전극리드(60) 상에 하나 이상의 관통구(200)가 상호 연통 되도록 천공된다. 관통구(200) 형성 과정에서 생성된 버들(burr)에 의해 전극 탭들(40)이 전극리드(60)와 상호 부착되어 전극 탭-리드 결합부(90)를 형성한다.
즉, 전극 탭-리드 결합부(90)는 타공부재(도시하지 않음) 및 지지부재(도시하지 않음)에 의해 전극 탭들(40)과 전극리드(60)에 동시에 타공될 때 형성되는 버들에 의해 만들어진다. 버들(burr)의 형성에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부를 포함하는 이차전지의 평면도들이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 도 3과 함께 참조하면, 전극조립체(30)는 다수의 양극과 음극으로 구성되어 있으므로, 다수의 양극 탭들(40)과 음극 탭들(50)은 각각 양극리드(60)와 음극리드(70)에 연통되는 관통구(200)의 버들에 의해 상호 결합되어 있다. 따라서, 전극리드(60, 70)의 하단부와 전극 탭(40, 50)의 상단부에는 도 3에서와 같이 전극 탭-리드 결합부(90)가 형성된다.
양극리드(60)와 음극리드(70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위해 절연필름(80)이 부착되어 있고, 더욱이, 전극 탭-리드 결합부(90)의 결합력을 더욱 향상시키고 주변으로부터 보호하기 위해 절연필름(80)의 아래쪽에 보호부재(100,102)가 부착되어 있다.
도 7에는 본 발명의 실시예에 따라 타공부재와 지지부재에 의해 관통구가 형성되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 8 및 도 9에는 형성된 버들이 융착되는 과정을 보여주는 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 도 3 내지 도 6과 함께 참조하면, 전극조립체(30)는 양극과 음극에 각각 다수의 전극 탭-리드 결합부(90)를 포함하고 있다.
타공부재의 타공부(501)는 관통구(200)에 대응하는 외경(W1)을 가지고 있고, 지지부재(300)에는 타공 과정에서 타공부재의 타공부(501)가 도입되고, 타공부(501)의 외경(W1)보다 작은 내경(W2)을 가진 만입부(310)가 형성되어 있다.
구체적으로, 타공부재의 타공부(501)는 수직으로 이동하면서 지지부재(300)에 의해 지지된 전극 탭들과 전극리드를 순차적으로 천공하여 관통구(200)를 형성하는 과정에서, 전극 탭들과 전극리드의 내면에 버들(350)을 생성한다. 버들(350)은 전극 탭들과 전극리드의 내면 단부가 천공 방향, 즉, 지지부재(300) 쪽으로 연신된 구조를 가지므로 결합력을 제공한다.
또한, 별도로 회전부재(500)가 타공 과정에서 형성된 버들(350)을 회전하면서 수평방향으로 고르게 융착시킴으로써, 전극리드(60)와 전극 탭들(40)이 더욱 강한 결합력을 발휘할 수 있도록 해준다. 이와 더불어, 버들(350)의 각진 단부를 완만하게 마무리하여 전지케이스(도시하지 않음) 등이 손상되는 것을 억제한다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (11)
- 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되어 있고, 상기 전극 탭들과 전극리드의 결합은 타공부재 및 지지부재에 의해 전극 탭들과 전극리드에 동시에 타공하여 관통구를 형성할 때 전극 탭들 및 전극리드에 형성되는 버들에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 보호부재에 의하여 감싸여 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 2 항에 있어서, 상기 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에는 절연필름이 부착되어 있고, 상기 보호부재는 그것의 아래쪽에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 타공부재는 관통구의 내경에 대응하는 외경을 가진 타공부를 포함하고 있고, 상기 지지부재는 타공 과정에서 상기 타공부재의 타공부가 도입되고 타공부의 외부보다 작은 내경을 가진 만입부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 5 항에 있어서, 상기 타공부재의 타공부가 타공 과정에서 형성된 버들을 회전부재가 회전하면서 융착시키는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지모듈.
- 제 9 항에 따른 중대형 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
- 제 10 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950021845A (ko) * | 1993-12-16 | 1995-07-26 | 조희재 | 알카리 축전지용 비소결식 전극의 제조방법 |
| KR20070049553A (ko) * | 2005-11-08 | 2007-05-11 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 이차전지 |
| JP2011060672A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Toyota Motor Corp | 電池の製造装置、製造方法、および電池 |
| KR20110057674A (ko) * | 2009-11-24 | 2011-06-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
-
2012
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950021845A (ko) * | 1993-12-16 | 1995-07-26 | 조희재 | 알카리 축전지용 비소결식 전극의 제조방법 |
| KR20070049553A (ko) * | 2005-11-08 | 2007-05-11 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 이차전지 |
| JP2011060672A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Toyota Motor Corp | 電池の製造装置、製造方法、および電池 |
| KR20110057674A (ko) * | 2009-11-24 | 2011-06-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101818629B1 (ko) | 2015-01-13 | 2018-01-15 | 주식회사 엘지화학 | 리드 웰딩 용이성이 향상된 모형셀 및 그 제조방법 |
| US10770712B2 (en) | 2017-01-06 | 2020-09-08 | Lg Chem, Ltd. | Pouch-typed battery cell comprising electrode lead having current breaking function |
| KR20230053517A (ko) | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 주식회사 엔에스머티리얼즈 | 이차전지용 리드탭 제조 방법 |
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