KR101698564B1 - 이차전지용 전극단자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

신규한 이차전지용 전극단자 및 이의 제조 방법이 개시된다.

Description

이차전지용 전극단자 및 이의 제조 방법{An electrode terminal for secondary battery and manufacturing method thereof}

이차전지용 전극단자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체, 디스플레이와 더불어 IT 기기의 핵심부품으로 이차전지 산업이 각광 받고 있다. 최근에는 대용량 전지가 사용되는 전기자전거, 하이브리드 자동차(HEV), 전기자동차(EV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV) 및 에너지 저장장치(ESS) 등의 용도로써 그 사용이 증가되고 있다.

일반적인 이차전지의 부품 중의 하나인 전극단자(양극단자 및 음극단자)는 집전체의 말단부(즉, 전극탭)와 접촉 또는 접속되어 집전체와 외부를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이러한 전극단자는 그 일측이 이차전지의 단위셀 케이스 내부에 위치하고, 타측은 단위셀 케이스 외부에 위치하며, 단위셀 내부의 전해액이 전극단자와 케이스의 접합부위를 통해 누액되는 것을 방지하기 위하여 절연필름이 전극단자 중간에 부착된다.

이러한 전극단자는 통상 집전체와 동일한 재질을 사용하며, 외부 공기 및 이물에 의한 부식을 방지하기 위해 내부식성 금속으로 도금된다. 구체적으로, 양극단자 및 양극집전체는 알루미늄 재질일 수 있고, 음극단자 및 음극집전체는 구리 재질일 수 있으며, 이러한 알루미늄 또는 구리 재질의 전극단자는 산화가 잘되고, 부식에 약하므로 그 표면에 니켈 등을 도금하여 사용하고 있다.

그러나, 일반적으로 도금 금속은 전극단자에 비해 전기전도도가 낮다. 또한, 도금된 전극단자를 사용하여 이차 전지를 구성하는 경우, 이종 금속의 물성 차이로 접합이 곤란하고, 이차 전지 형성 후에도 결합력 저하에 따른 단락 발생의 문제가 있다.

내식성, 도전성 및 전극탭과의 접합성이 우수한 전극단자를 제공하는 것이다.

일 측면에 따르면, 이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 미세 요철을 포함하고, 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금된 도금층을 포함하는 이차전지용 전극단자가 제공된다.

상기 전극단자는 알루미늄 재질일 수 있다.

상기 전극단자는 알루미늄 재질일 수 있고, 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 전극단자는 구리 재질일 수 있다.

상기 전극단자는 구리 재질이고, 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 도금층은 0.1 내지 20 μm의 두께를 가질 수 있다.

상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 일부에 미세 요철을 더 포함할 수 있다.

상기 전극단자는 상기 이차전지의 케이스에 접합되는 절연 필름을 더 포함할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 전극단자의 적어도 일부분을 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하여 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 도금층의 일부분에 레이저를 조사하여, 상기 도금층을 제거하고, 상기 전극단자를 노출시키는 단계;를 포함하고, 상기 노출된 전극단자 영역은 미세 요철을 포함한, 이차전지용 전극단자의 제조 방법이 제공된다.

상기 전극단자는 알루미늄 재질일 수 있다.

상기 전극단자는 알루미늄 재질이고, 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 전극단자는 구리 재질일 수 있다.

상기 전극단자는 구리 재질이고, 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 노출된 전극단자 영역의 일부분에 절연필름을 융착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 도금층 형성 단계 이후에, 상기 도금층의 일부분에 절연필름을 융착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 이차전지용 전극단자로 구성된 이차전지는 내식성, 도전성 및 접합성이 우수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법의 흐름도이다.
도 3 내지 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른, 레이저 조사 전(a)후(b)를 도시한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른, 레이저 조사 전후(a,b)를 도시한 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른, 레이저 조사 전후(a,b)를 확대 도시한 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른, 레이저 조사 전후(a,b)를 확대 도시한 SEM 사진이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 명세서 중 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 미세 요철을 포함하고, 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금된 도금층을 포함하는 이차전지용 전극단자가 개시된다.

상기 전극단자의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 가공의 용이성, 도전성, 비용 측면을 감안하여, 예를 들어 양극용으로는 알루미늄 재질이 사용될 수 있고, 음극용으로 구리 재질이 사용될 수 있다. 상기 도금 전 전극단자의 두께는, 예를 들어 100 내지 500 μm일 수 있고, 평면시의 형상은, 예를 들어 장방형, 정방형 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 전극단자의 일부분에는 미세 요철이 형성되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "미세 요철"은 약 1 nm 내지 1,000 μm 범위의 속하는 스케일의 요철을 의미한다. 상기 미세 요철은 후술하는 바와 같이, 레이저를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 요철은 도트형, 선형, 플라워형 등의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 요철은 다수의 산(peak)부와 골(valley)부가 형성되고, 상기 산부의 정상부에는 판단면이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 미세 요철은 이차전지를 구성할 때, 전극탭과의 접촉 면적을 넓혀 접합성이 향상될 수 있다.

상기 전극단자의 타부분에는 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금된 도금층이 형성되어 있다. 금속의 내부식성은 동일 금속이라도 온도, 농도, 분위기(산화분위기 또는 환원분위기)와 같은 주변 조건 및 전위차에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속"이란 모든 측정조건들이 동일한 경우에 있어서, 단위시간당 전극단자를 이루는 금속보다 부식 정도가 더 적은 금속을 의미한다. 예를 들어, 온도, 농도 등이 동일한 염수에 일정 시간 동안 침지시켰을 경우, 전극단자를 이루는 금속보다 부식이 덜 진행되는 금속을 본 발명에서의 도금 금속으로 사용할 수 있다.

예를 들어, 상기 전극단자가 알루미늄 재질인 경우, 상기 알루미늄보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은 또는 금일 수 있다. 또는, 상기 전극단자가 구리 재질인 경우, 상기 구리보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금 또는 금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 도금층은, 예를 들어 0.1 내지 20 μm의 두께를 가질 수 있다. 상기 도금층이 0.1 μm 미만인 경우 원하는 내부식 효과를 얻기 어렵고, 상기 도금층이 20 μm를 초과하는 경우, 전극단자가 너무 두꺼워질 수 있다.

상기 전극단자는 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 일부에도 미세 요철을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 전극단자 부위에 보다 가까운 쪽에 미세 요철을 포함하고, 보다 먼 쪽에 도금층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 도금 면적이 적어져 전극단자의 도전성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 전극단자는 상기 이차전지의 케이스에 접합되는 절연 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 절연필름은 폴리올레핀계 수지(예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지), 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 절연필름은 서로 상이한 특성을 갖는 2종 이상의 수지를 단일층으로, 또는 다중층으로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 내열성이 높은 수지층(예를 들면, 나일론 필름 등의 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등)을 외층으로 하고, 내약품성이 우수한 수지층(예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등)을 내층으로 하는 2중층 구조일 수 있다. 상기 전극단자가 절연필름을 포함하고, 상기 전극단자가 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 일부에도 미세 요철을 더 포함하는 경우, 상기 절연필름에 보다 가까운 쪽에 미세 요철을 포함하고, 보다 먼 쪽에 도금층을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자는 일단(이차전지의 케이스 외부로 노출되는 부위)에 도금층(10)을 포함하고, 타단(이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 부위)에는 미세 요철부(21)를 포함하며, 전극단자의 일부분을 절연필름(31, 32)이 감싸고 있고, 상기 도금층(10) 및 절연필름(31,32) 사이에 미세 요철부(22)를 더 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자는 미세 요철부 및 도금층을 모두 포함함으로써 내식성 및 전극탭과의 접착성이 향상될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극단자의 적어도 일부분을 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하여 도금층을 형성하는 단계; 및 상기 도금층의 일부분에 레이저를 조사하여, 상기 도금층을 제거하고, 상기 전극단자를 노출시키는 단계;를 포함하고, 상기 노출된 전극단자 영역은 미세 요철을 포함한, 이차전지용 전극단자의 제조 방법이 개시된다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법의 흐름도이다. 각 단계별로 이하에서 상세히 설명한다.

먼저, 전극단자 상에 도금층을 형성하는 단계(S1)에서, 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 전극단자의 적어도 일부분을 도금하여 상기 전극단자 표면에 내부식성 도금층을 형성한다. 일 구현예에 따르면, 상기 전극단자의 전면(全面)이 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금될 수 있다. 상기 전극단자 표면에 도금층이 형성됨으로써, 전극단자가 외부 공기 및/또는 이물질 등으로 인해 부식되는 것을 방지할 수 있다.

상기 전극단자의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 가공의 용이성, 도전성, 비용 측면을 감안하여, 예를 들어 양극용으로는 알루미늄 재질이 사용될 수 있고, 음극용으로 구리 재질이 사용될 수 있다. 상기 도금 전 전극단자의 두께는, 예를 들어 100 내지 500 μm일 수 있고, 평면시의 형상은, 예를 들어 장방형, 정방형 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 전극단자에 도금되는 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은, 예를 들어 상기 전극단자가 알루미늄 재질인 경우, 상기 알루미늄보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은 또는 금일 수 있다. 또는, 상기 전극단자가 구리 재질인 경우, 상기 구리보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금 또는 금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 도금방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 전해 도금방법 또는 무전해 도금방법을 사용할 수 있다. 전해 도금방법을 사용하여 전극단자를 도금하는 경우, 도금 공정이 비교적 간단하고, 도금액의 수명이 길며, 관리가 쉽다. 무전해 도금방법을 사용하여 전극단자를 도금하는 경우, 전해 도금방법을 사용할 때에 비해 전극단자 표면에 보다 균일한 도금층을 형성할 수 있다.

상기 도금층은, 예를 들어 0.1 내지 20 μm의 두께를 가질 수 있다. 상기 도금층이 0.1 μm 미만인 경우 원하는 내부식 효과를 얻기 어렵고, 상기 도금층이 20 μm를 초과하는 경우, 전극단자가 너무 두꺼워질 수 있다.

이후, 도금층이 형성된 전극단자의 일부분에 레이저를 조사하는 단계(S2)에서, 상기 도금층의 일부분에 레이저를 조사하여, 상기 도금층을 제거하고, 상기 전극단자를 노출시키면서, 미세 요철을 형성한다. 특히, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법에서 사용되는 레이저는 좁은 영역에도 사용될 수 있고, 또한 미세 패턴을 갖도록 전극단자를 가공할 수 있는 장점이 있다.

상기 레이저는 상기 도금층을 제거하여 상기 전극단자를 외부로 노출시킬 수 있는 레이저라면 특별히 제한되지 않으며, 전극단자의 재질, 두께, 도금 금속 종류, 도금층의 두께 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.

상기 레이저가 상기 도금층의 일부분에 조사되면, 상기 도금층은 용융 및 증발되고, 상기 전극단자가 외부로 노출되는 데, 이때 상기 전극단자를 이루는 금속 또한 일부 용융 및/또는 증발되면서, 상기 전극단자 상에 미세 요철이 형성될 수 있다. 이러한 미세 요철은 이후 이차전지를 구성할 때, 전극탭과의 접촉 면적을 넓혀 접합성을 향상시킬 수 있다.

레이저는 시간적으로 발진 및 정지가 반복되는 펄스 레이저와 일정한 세기의 레이저가 지속적으로 나오는 연속 레이저로 분류될 수 있는데, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법에서 사용되는 레이저는 펄스 레이저와 연속 레이저 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 특히, 펄스 레이저를 사용하는 경우, 연속 레이저를 사용할 때에 비해, 요철의 높낮이 차이를 더 크게 할 수 있고, 및/또는 요철의 개수를 더 증가시킬 수 있다.

또한, 레이저는 매질의 상태에 따라 기체 레이저, 고체 레이저 및 액체 레이저로 분류될 수 있는데, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법에서 사용되는 레이저는 기체 레이저, 고체 레이저 및 액체 레이저 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 특히, 고체 레이저는 높은 출력을 갖고 단시간(예를 들어, 나노초, 피코초 등)에 발진이 가능하므로, 이차전지용 전극단자 제조 시간을 단축시킬 수 있다. 상기 고체 레이저의 고체 상태 매질로는, 예를 들어 루비, Nd:YAG, Nd:YVO₄, Nd:YLF, Nd:glass 또는 이터븀 섬유(Ytterbium fiber) 등이 포함될 수 있다.

또한, 레이저는 주사속도(scanning speed) 및 반복률(repetition rate) 등에 따라 발생되는 요철의 높낮이 차이 및/또는 개수가 변경될 수 있다. 예를 들어 주사속도가 감소될수록, 반복률이 커질수록 레이저가 조사되는 표면에 축적되는 레이저의 에너지 밀도가 증가하여 더 큰 높낮이 차이를 갖고, 및/또는 더 많은 요철 개수를 갖는 미세 요철을 형성할 수 있다. 따라서, 전극단자의 제조 비용, 제조 시간, 요철의 형성 정도 등을 고려하여, 레이저의 주사속도 및 반복률 등을 적절히 선택할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법은 절연필름을 융착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 절연필름은 전극단자의 도금 단계 이전 또는 이후, 또는 레이저 조사 단계 이전 또는 이후 언제든지 가능하다.

상기 절연필름은 폴리올레핀계 수지(예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지), 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 절연필름은 서로 상이한 특성을 갖는 2종 이상의 수지를 단일층으로, 또는 다중층으로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 내열성이 높은 수지층(예를 들면, 나일론 필름 등의 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등)을 외층으로 하고, 내약품성이 우수한 수지층(예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등)을 내층으로 하는 2중층 구조일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 도금층 형성 단계 및 레이저 조사 단계를 거친 이후에, 상기 노출된 전극단자 영역의 일부분에 절연필름을 융착시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 노출된 전극단자 영역의 일부를 피복하도록, 상기 노출된 전극단자 영역의 일부분의 상하 양면에 각각 절연필름을 맞겹친 후, 상기 절연필름을 융착시킴으로써, 상기 노출된 전극단자 영역의 일부에 상기 절연필름을 형성할 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 상기 도금층 형성 단계 이후 및 레이저 조사 단계 이전에, 상기 도금층의 일부분에 절연필름을 융착시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 도금층의 일부를 피복하도록, 상기 도금층의 일부분의 상하 양면에 각각 절연필름을 맞겹친 후, 상기 절연필름을 융착시킴으로써, 상기 도금층의 일부에 상기 절연필름을 형성할 수 있다.

도 3 내지 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a1)은 전극단자(100)를 나타내고, 도 3의 (a2)는 상기 전극단자 표면에 형성된 도금층(110)을 나타낸다. 도 3의 (a3)는 레이저가 조사되지 않은 도금층(110), 및 레이저가 조사되어 형성되는, 상기 도금층이 제거되고, 미세 요철을 가지면서, 외부로 노출된 전극단자 영역(120)을 나타낸다. 도 3의 (a4)는 상기 도금층(110) 및 상기 노출된 전극단자 영역(120)을 포함하고, 상기 노출된 전극단자 영역(120) 일부에 절연필름(130)이 융착되어 있는 전극단자를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 도 4의 (b1)은 전극단자(200)를 나타내고, 도 4의 (b2)는 상기 전극단자 표면에 형성된 도금층(210)을 나타낸다. 도 4의 (b3)는 상기 도금층(210)의 일부에 융착된 절연필름(230)을 나타낸다. 도 4의 (b4)는 상기 절연필름(230)이 융착되지 않은 상기 도금층(210)의 다른 일부분에 상기 레이저가 조사되어 형성되는, 상기 도금층(210) 및 외부로 노출된 전극단자 영역(221, 222)을 포함하고, 상기 도금층(210) 일부에 절연필름(230)이 융착되어 있는 전극단자를 나타낸다.

도 3 및 4와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조 방법을 이용하여, 롤에 감겨진 전극단자를 처음부터 낱개 단위로 절단한 뒤 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 제조할 수 있다. 반면, 도 5 및 6과 같이, 전극단자가 롤에 감겨진 채로 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 의해 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 제조할 수도 있다. 도 5는 도 3을 참조하고, 도 6은 도 4를 참조하여 쉽게 이해될 수 있다.

상기 이차전지용 전극단자의 제조 방법에 의해 제조된 전극단자로 이차전지를 구성하는 경우, 셀 저항이 적은 이차전지를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 전극탭과 전극단자 간의 충분한 접합 강도를 확보할 수 있어, 이차전지를 사용하는 데 있어서 단락을 방지하여 이차전지의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[ 실시예 ]

실시예 1

알루미늄 재질의 전극단자를 무전해 도금법을 이용하여 상기 알루미늄보다 내부식성이 큰 니켈로 도금하여, 도금층을 형성하였다. 200 μm의 두께를 갖는 알루미늄 재질의 전극단자를 염화니켈 25 g/L, 차인산나트륨 8 g/L, 염화암모늄 60 g/L, 질산암모늄 60 g/L 및 pH 6.8인 니켈 도금액을 사용하여, 70℃에서 15 분간 무전해 도금하여, 전극단자 표면에 니켈 도금층을 형성하였다.

상기 도금층의 일부에 절연필름으로서 폴리프로필렌을 융착시켰다.

이후, 상기 절연필름이 융착되지 않은 도금층의 다른 일부분에 Yb 섬유 레이저를 조사하여, 상기 니켈 도금층을 제거하고, 미세 요철을 가지면서 외부로 노출된 전극단자부위를 형성함으로써, 이차전지용 전극단자를 제조하였다. 이때, 레이저 파장은 1064 nm, 출력은 20 W, 펄스폭(pulse width)은 100 ns로 설정하였다.

실시예 2

구리 재질의 전극단자를 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시에 1에서 실시한 방법과 동일한 방법을 사용하여, 이차전지용 전극단자를 제조하였다.

평가예 1

본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조된 이차전지용 전극단자의 레이저 조사 전후 사진을 촬영하고, 그 결과를 도 7 및 8에 나타내었다.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 이차저지용 전극단자이며, (a)는 레이저를 조사하기 이전의 사진이고, (b)는 레이저를 조사한 이후의 사진이다. 도 7을 참조하면, 레이저를 조사하지 않은 부분(또는, 레이저를 조사하기 이전의 부분)은 광택을 띠면서, 매끄러운 표면을 갖는 반면, 레이저를 조사한 부분은 광택이 사라지고, 거친 표면을 갖는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 레이저를 조사한 부분에 요철부가 형성되었음을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 이차저지용 전극단자이며, (a)는 레이저를 조사하기 이전의 사진이고, (b)는 레이저를 조사한 이후의 사진이다. 도 8을 참조하면, 레이저를 조사하지 않은 부분(또는, 레이저를 조사하기 이전의 부분)은 광택을 띠면서, 매끄러운 표면을 갖는 반면, 레이저를 조사한 부분은 광택이 사라지고, 거친 표면을 갖는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 레이저를 조사한 부분에 요철부가 형성되었음을 확인할 수 있다.

평가예 2

본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조된 이차전지용 전극단자의 레이저 조사 전후를 주사현미경(SEM)을 이용하여, 1,000 배율에서 전극단자의 표면을 관찰하고, 그 결과를 도 9 및 10에 나타내었다.

도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 이차저지용 전극단자이며, (a)는 레이저를 조사하기 이전의 SEM 사진이고, (b)는 레이저를 조사한 이후의 SEM 사진이다. 도 9를 참조하면, 레이저를 조사하지 않은 부분(또는, 레이저를 조사하기 이전의 부분)은 비교적 매끄러운 표면을 갖는 반면, 레이저를 조사한 부분은 요철이 형성되었음을 확인할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 이차저지용 전극단자이며, (a)는 레이저를 조사하기 이전의 SEM 사진이고, (b)는 레이저를 조사한 이후의 SEM 사진이다. 도 10을 참조하면, 레이저를 조사하지 않은 부분(또는, 레이저를 조사하기 이전의 부분)은 비교적 매끄러운 표면을 갖는 반면, 레이저를 조사한 부분은 요철이 형성되었음을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자는, 전극단자의 일부분에만 내부식성 도금층이 형성되어 있어 도전성 저하를 감소시키고, 전극탭과 접합되는 부위에 미세 요철을 포함함으로써, 전극탭의 접합시 접합 강도가 우수하고, 따라서 상기 전극단자를 사용한 이차전지는 성능 및 품질이 더욱 안정화될 수 있다.

100, 200, 300, 400 전극단자
10, 110, 210, 310, 410 도금층
21, 22, 120, 221, 222, 321, 322, 323, 421, 422, 423, 424, 425, 426 미세 요철을 갖는 전극단자 영역
31, 32, 130, 230, 331, 332, 333, 431, 432, 433 절연필름

Claims (15)

1. 이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 미세 요철을 포함하고, 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위의 적어도 일부에 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금된 도금층을 포함하는 이차전지용 전극단자로서,
   상기 전극단자는 상기 이차전지의 케이스에 접합되는 절연 필름을 더 포함하고, 상기 절연 필름과 상기 도금층 사이에 미세 요철을 더 포함한, 이차전지용 전극단자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극단자는 알루미늄 재질인, 이차전지용 전극단자.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전극단자는 알루미늄 재질이고,
   상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택된, 이차전지용 전극단자.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전극단자는 구리 재질인, 이차전지용 전극단자.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전극단자는 구리 재질이고,
   상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택된, 이차전지용 전극단자.
6. 제1항에 있어서,
   상기 도금층은 0.1 내지 20 μm의 두께를 갖는, 이차전지용 전극단자.
7. 삭제
8. 삭제
9. 전극단자의 적어도 일부분을 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하여 도금층을 형성하는 단계; 및
   상기 도금층의 일부분에 레이저를 조사하여, 상기 도금층을 제거하고, 상기 전극단자를 노출시키는 단계;를 포함하고,
   상기 노출된 전극단자 영역은 미세 요철을 포함하며,
   상기 전극단자에서 상기 노출된 전극단자 영역의 적어도 일부분은 이차전지의 전극에서 인출되는 전극탭과 접합되는 부위이고, 상기 도금층이 형성된 전극단자 영역의 적어도 일부분은 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 부위인, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 전극단자는 알루미늄 재질인, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 전극단자는 알루미늄 재질이고,
    상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 코발트, 구리, 니켈, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택된, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 전극단자는 구리 재질인, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 전극단자는 구리 재질이고,
    상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이의 임의의 조합에서 선택된, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 노출된 전극단자 영역의 일부분에 절연필름을 융착시키는 단계를 더 포함한, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.
15. 제9항에 있어서,
    상기 도금층 형성 단계 이후에, 상기 도금층의 일부분에 절연필름을 융착시키는 단계를 더 포함한, 이차전지용 전극단자의 제조 방법.

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