KR101976084B1 - 이차전지용 고내식성 전극 단자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이차전지용 고내식성 전극 단자 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 전극 집전체에 접합되는 전극 단자로서, 도전성 물질로 이루어지는 베이스층, 및 베이스층의 표면에 형성되는 제1 코팅층을 포함하고, 제1 코팅층은 베이스층보다 높은 내부식성을 갖고, 제1 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고, 제1 코팅층은 금속 재질과 비금속 재질을 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되는, 이차전지용 고내식성 전극 단자가 제공된다.

Description

이차전지용 고내식성 전극 단자 및 그 제조 방법{ELECTRODE TERMINAL HAVING HIGH CORROSION RESISTANCE FOR SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이차전지용 고내식성 전극 단자 및 그 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.
대한민국 등록특허공보 제10-1698564호 (2017.01.23. 공고)
본 발명은 내부식성이 우수한 이차전지용 고내식성 전극 단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 전극 집전체에 접합되는 전극 단자로서, 도전성 물질로 이루어지는 베이스층, 및 베이스층의 표면에 형성되는 제1 코팅층을 포함하고, 제1 코팅층은 베이스층보다 높은 내부식성을 갖고, 제1 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고, 제1 코팅층은 금속 재질과 비금속 재질을 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되는, 이차전지용 고내식성 전극 단자가 제공된다.
이차전지용 고내식성 전극 단자는 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층을 더 포함할 수 있다.
이차전지용 고내식성 전극 단자는 제2 코팅층의 표면에 형성되는 크로메이트층을 더 포함하고, 크로메이트층의 제2 코팅층에 대한 밀착력은 제1 코팅층에 대한 밀착력보다 클 수 있다.
제2 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고, 제2 코팅층은 제1 코팅층에 함유된 금속 재질과 동일한 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
베이스층은 구리(Cu)를 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층은 니켈(Ni)과 인(P)을 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층 중 인(P)은 5 내지 11 중량% 함유되고, 제2 코팅층은 니켈(Ni)을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지의 전극 집전체에 접합되는 전극 단자를 제조하는 방법으로서, 도전성 베이스층의 표면에 제1 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 제1 코팅층은 베이스층보다 높은 내부식성을 갖고, 제1 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고, 제1 코팅층은 금속 재질과 비금속 재질을 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되는, 이차전지용 고내식성 전극 단자 제조 방법이 제공된다.
이차전지용 고내식성 전극 단자 제조 방법은, 제1 코팅층을 형성하는 단계 이후에, 제1 코팅층의 표면에 제2 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이차전지용 고내식성 전극 단자 제조 방법은, 제2 코팅층을 형성하는 단계 이후에, 제2 코팅층의 표면에 크로메이트층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 크로메이트층의 제2 코팅층에 대한 밀착력은 제1 코팅층에 대한 밀착력보다 클 수 있다.
제2 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고, 제2 코팅층은 제1 코팅층에 함유된 금속 재질과 동일한 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
베이스층은 구리(Cu)를 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층은 니켈(Ni)과 인(P)을 포함하여 이루어지고, 제1 코팅층의 전해도금을 위한 도금액 중 인(P)은 6 내지 7 중량% 함유되고, 제2 코팅층은 니켈(Ni)을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 내부식성이 우수한 이차전지용 고내식성 전극 단자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고내식성 전극 단자가 이차전지에 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자의 제조하기 위한 도금 공정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자의 단면을 나타낸 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자와 비교예에 따른 전극 단자의 단면을 비교한 사진.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자와 비교예에 따른 전극 단자의 내식성 테스트 결과를 나타낸 비교 실험 사진.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자 및 그 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이차전지의 전극 집전체(10)에 접합되는 전극 단자(100)로서, 베이스층(110), 제1 코팅층(120), 제2 코팅층(130), 크로메이트(cromate)층 및 절연 스트립(150)을 포함하는 고내식성 전극 단자(100)가 제시된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 내부식성이 우수한 제1 코팅층(120)을 통해 전극 단자(100)의 내부식성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 이와 동시에 제2 코팅층(130)을 통해 크로메이트층(140)의 밀착성을 높여 결과적으로 절연 스트립(150)의 밀착성을 높임으로써 이차전지 케이스(20)와 전극 단자(100)의 접합 부위에서의 밀봉성을 보다 향상시킬 수 있다.
이차전지는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(20), 케이스(20) 내부에 배치되는 전극, 이러한 전극에 전기적으로 연결되는 전극 집전체(10), 및 케이스(20) 내부 공간에 충전되는 전해액으로 구성될 수 있으며, 이들 전극 집전체(10) 단부(전극 탭)에는 외부 장치와의 전기적 접속을 위한 전극 단자(100)가 각각 접합될 수 있다.
전극 단자(100)는 전극 집전체(10)의 단부에 용접 등의 방식으로 접합될 수 있어 전극 단자(100)의 표면 처리시 용접성 또한 중요하게 고려될 필요가 있다. 본 실시예의 경우 제2 코팅층(130)을 전해도금 방식에 의해 결정형 구조로 형성하고 또한 그 두께를 제1 코팅층(120)에 비해 상대적으로 얇게 형성함으로써 전극 집전체(10)의 단부에 대한 용접성을 높일 수 있다.
이차전지의 케이스(20)는 예를 들어 수지 필름의 적어도 일면에 금속박을 적층한 라미네이트 필름(laminate film)으로 구성될 수 있다. 금속박은 물을 투과하지 않는 니켈, 구리, 알루미늄, 스테인리스(stainless) 등으로 이루어질 수 있다. 수지 필름으로는, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열융착 필름이 이용될 수 있다.
이차전지의 케이스(20)는 한 쌍의 라미네이트 필름 사이에 상술한 전극, 전극 집전체(10) 및 전해액을 내부에 수용한 뒤 가장자리를 열융착함으로써 밀봉될 수 있다. 이 경우 전극 단자(100)는 일부가 케이스(20) 내부에 수용되고 나머지 일부는 케이스(20) 외부로 노출될 수 있으며, 전극 단자(100)의 중앙 영역에 접합된 절연 스트립(150)은 케이스(20)의 가장자리에 케이스(20)와 함께 열융착되어 접합됨으로써 케이스(20) 내부의 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
전극 단자(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 베이스층(110), 제1 코팅층(120), 제2 코팅층(130), 크로메이트층(140) 및 절연 스트립(150)으로 구성될 수 있다.
베이스층(110)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 전극 단자(100)의 베이스층(110)은 전극이 양극인지 음극인지에 따라 상이한 재질로 이루어질 수 있다. 양극용 전극 단자(100)의 경우 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으며, 음극용 전극 단자(100)의 경우 구리(Cu) 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 경우 음극용 전극 단자(100)를 일 예로 제시하도록 한다.
제1 코팅층(120)은 베이스층(110)의 표면에 형성될 수 있으며, 베이스층(110)보다 높은 내부식성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우 제1 코팅층(120)은 금속 재질과 비금속 재질을 모두 포함하여 이루어질 수 있으며, 제1 코팅층(120) 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되는 첨가물일 수 있다.
이와 같이 내부식성 재질로 제1 코팅층(120)을 형성함으로써 외부 공기, 이물 등에 의한 전극 단자(100)의 부식을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 코팅층(120)은 예를 들어 니켈(Ni)과 기타 첨가물을 포함하는 니켈 합금 등 내부식성 물질로 이루어질 수 있으며, 보다 구체적으로 제1 코팅층(120)은 니켈(Ni)과 인(P)을 포함하여 니켈-인 합금으로 이루어질 수 있다. 그리고 제1 코팅층(120) 중 인(P)은 12 내지 18 중량% 함유될 수 있다.
제1 코팅층 인(P) 함량이 12% 미만인 경우 제품의 내부식성(내전해성)이 저하될 수 있으며, 18%를 초과하는 경우에는 도금 속도가 저하되어 생산성이 나빠질 수 있다.
또한 이와 같이 니켈-인 합금인 제1 코팅층(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 전해도금 방식에 의해 형성될 수 있다. 이 경우 제1 코팅층(120)은 2회에 걸친 총 2분의 전해도금에 의해 형성될 수 있다.
그리고 이러한 전해도금 공정에 앞서 수세(세척)-탈지(이물 및 오일 제거)-수세(세척)-에칭(표면 조도 형성, 밀착력 향상)-수체(세척) 공정이 전처리로서 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도금액이 담긴 도금조(30) 내에 양극(50)으로서 메쉬 타입의 바스켓이 배치되며, 이러한 바스켓 내에는 도금 재료(70)로서 니켈 크라운이 수용될 수 있다. 그리고 도금조(30)의 내외부에는 롤러(60)가 배치되어 이러한 롤러(60)에 의해 도금을 위한 전극 단자(100)(베이스층(110))가 이송되면서 연속적으로 도금 공정이 이루어질 수 있다. 또한 롤러(60) 중 어느 하나, 예를 들어 도금조(30) 외부의 롤러(60)는 도금 공정의 음극(40)으로 이용되어 그에 접촉된 전극 단자(100)(베이스층(110))에 음전기를 인가할 수 있다.
이 경우 제1 코팅층(120)의 전해도금을 위한 도금액은 붕산, 황산니켈, 염화니켈을 포함하여 이루어질 수 있으며, 인을 함유하는 노보플레이트-HS(NOVOPLATE HS REPLENISHER)가 추가로 포함될 수 있다.
이들 붕산, 황산니켈, 염화니켈, 노보플레이트-HS는 예를 들어, 물 100 중량부에 대해 각각 6 중량부, 45 중량부, 6 중량부 및 7.14 중량부로 혼합될 수 있다. 이와 같이 혼합된 도금액 중 인(P)은 6 내지 7 중량% 함유될 수 있다.
도금액 중 인의 함량이 6 중량% 보다 낮으면　내부식성이 떨어지게 되어 전극 단자(100)의 품질에 문제가 있으며, 반대로 7 중량% 보다 높으면 도금 속도가 느려지게 되어 생산성에서 불리하게 된다.
제1 코팅층(120)의 전해도금에 따른 화학 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[기본 반응]
NiSO4 <-> Ni2 + + SO42-
NiCl2 <-> Ni2 + + 2Cl-
H3BO3 <-> 3H+ + BO3 3-
수소 발생: H2PO2 - + H2O -> H2PO3 - + H2
니켈 석출: Ni2 + + H2PO2 0 + H20 -> (Cat) -> Ni0 + H2PO3 - + 2H+
인의 석출: H2PO2 - + H+ -> P + OH + H20
[음극(40)]
Ni2 + + 2e- -> Ni (도금 석출)
2H+ + 2e- -> H2 (수소 가스)
[양극(50)]
Ni -> Ni2 + + 2e- (니켈 양극(50)에서 니켈이온 생성)
H2O -> 2H+ + 1/2O2 + 2e- (산소 가스)
Ni + 2Cl- -> NiCl2 + 2e- <-> Ni2+ + 2Cl- (니켈 양극(50)이 염화니켈에서 해리된 염소이온과 반응하여 니켈이온 생성을 촉진)
상술한 바와 같이 본 실시예의 경우, 도금액에 인을 첨가하여 전해도금시 니켈에 인이 함유된 제1 코팅층(120)이 형성되도록 함으로써, 전극 단자(100)의 내부식성을 현저히 향상시킬 수 있다.
인을 함유하지 않는 도금액으로 전해도금을 수행하여 니켈만으로 이루어진 코팅층을 형성하는 경우, 다공질 구조의 도금층이 형성되어 도금층의 내부까지 쉽게 부식될 수 있으며, 도금층의 두께가 두꺼워져 열전도도가 낮음에 따라 용접성이 양호하지 못한 단점이 있으며, 니켈과 인을 함유하는 화학도금액을 이용하여 무전해도금 방식으로 코팅층을 형성하는 경우, 도금층이 비정질 구조로 형성되어 크로메이트층(140)과의 밀착력이 낮아짐에 따라 크로메이트층(140) 형성을 위해 다수의 공정을 반복해야 하고, 화학 반응에 의존함에 따라 도금 속도가 느려 생산성이 저하되고, 비정질 구조로 인해 입자의 조밀성이 높아 용접성이 양호하지 못한 단점이 있다.
이에 대해 본 실시예의 경우 니켈 도금을 위한 전해도금액에 인 성분을 함유하여 전해도금 방식으로 니켈-인 성분의 제1 코팅층(120)을 형성함으로써, 인 성분에 의해 내부식성을 향상시킬 수 있고, 다공질 구조로 인해 크로메이트층(140)과의 밀착력을 향상시켜 이에 따라 절연 스트립(150)과의 밀착력 또한 향상시킬 수 있으며, 전해도금에 의함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있고, 결정형 타입으로 도금 두께가 얇게 형성되어 양호한 용접성을 얻을 수 있는 이점이 있습니다.
이어서, 제2 코팅층(130)은 제1 코팅층(120)의 표면에 형성될 수 있으며, 제1 코팅층(120)과 마찬가지로 베이스층(110)보다 높은 내부식성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으나, 제1 코팅층(120)보다는 내부식성이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우 제2 코팅층(130)은 제1 코팅층(120)에 함유된 금속 재질과 동일한 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로 제2 코팅층(130)은 인이 없이 니켈을 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같이 내부식성을 갖는 제1 코팅층(120) 상에, 마찬가지로 내부식성을 갖는 제2 코팅층(130)을 형성하여 이중 내부식성 구조를 구현함으로써, 전극 단자(100)의 내부식성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
또한 제2 코팅층(130)의 표면에는 크로메이트층(140)이 형성될 수 있으며, 이러한 크로메이트층(140)의 제2 코팅층(130)에 대한 밀착력은 제1 코팅층(120)에 대한 밀착력보다 클 수 있다. 즉 제2 코팅층(130)은 전해도금에 의해 형성되어 다공질 구조로 이루어질 수 있어 이러한 제2 코팅층(130)을 제1 코팅층(120)의 표면에 형성함으로써, 크로메이트층(140)과의 밀착력이 보다 향상될 수 있으며, 이에 따라 절연 스트립(150)은 크로메이트층(140)에 의해 전극 단자(100)에 밀착되어 견고하게 융착될 수 있다.
제1 코팅층(120) 역시 다공질 구조로 형성되어 크로메이트층(140)과의 밀착성에서 유리한 측면이 있으나 제2 코팅층(130)의 경우 인을 함유하지 않음에 따라 보다 균일한 결정형 구조가 형성될 수 있으므로, 제2 코팅층(130)이 제1 코팅층(120)에 비해 크로메이트층(140)과의 밀착성 측면에서 보다 유리할 수 있다.
한편, 제2 코팅층(130)은 제1 코팅층(120)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 전해도금 시간을 조절함으로써 도금 두께를 조절할 수 있으며, 제2 코팅층(130)은 제1 코팅층(120)에 비해 약 절반 정도의 시간 동안의 전해도금을 통해 형성되어 약 절반 정도의 두께를 가질 수 있다. 이들 제1 코팅층(120)과 제2 코팅층(130)은 총 0.6 내지 1.4마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 제2 코팅층(130)은 전해도금에 의해 형성되어 결정형 구조를 갖고 또한 도금 시간 조절을 통해 제1 코팅층(120)에 비해 얇은 두께로 형성됨으로써, 전극 집전체(10)의 단부에 대한 용접성을 더욱 높일 수 있게 된다.
니켈로 이루어진 제2 코팅층(130)은 제1 코팅층(120)과 마찬가지로 도 4에 도시된 바와 같이 전해도금 방식에 의해 형성될 수 있다. 제2 코팅층(130)은 약 1분의 전해도금에 의해 형성될 수 있다.
그리고 본 공정에 앞서 수세(세척) 공정을 거치게 되고, 본 공정에 이어 크로메이트 처리(절연 스트립(150) 부착력 부여)-수세(세척)-건조 공정이 수행될 수 있다. 앞서 설명한 제1 코팅층(120)의 전처리 공정으로부터 건조 공정에 이르기까지의 전공정은 릴투릴(reel to reel) 공정으로 연속적으로 이루어질 수 있다.
제2 코팅층(130)의 전해도금을 위한 도금액은 인을 함유하는 노보플레이트-HS(NOVOPLATE HS REPLENISHER)을 제외하고는 제1 코팅층(120) 형성을 위한 도금액과 동일하며, 다만 붕산, 황산니켈, 염화니켈이 예를 들어, 물 100 중량부에 대해 각각 4 중량부, 13.33 중량부, 4 중량부로 혼합될 수 있다.
제2 코팅층(130) 표면의 크로메이트층(140)은 절연 스트립(150)과의 밀착력을 높이기 위한 구성으로서 상술한 크로메이트 표면처리를 통해 약 1.5 내지 5 나노미터 정도의 두께로 형성될 수 있다. 크로메이트 표면처리는 제2 코팅층(130)까지 형성된 전극 단자(100)를 크롬산염 용액에 침지하여 수행될 수 있다.
절연 스트립(150)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 크로메이트층(140)의 일부 영역(중앙 영역)을 커버하도록 형성되어, 이차전지의 케이스(20)에 접합될 수 있다. 상술한 바와 같이 절연 스트립(150)과의 밀착력 향상을 위해 표면처리로서 크로메이트층(140)을 형성하며, 이러한 크로메이트층(140)은 제1 코팅층(120) 보다 제2 코팅층(130)에 잘 밀착될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자(100)와 비교예에 따른 전극 단자(100)의 단면을 나타낸 사진이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 전극 단자(100)는 구리로 이루어진 베이스층(110) 상에 니켈-인 합금으로 이루어진 제1 코팅층(120), 및 니켈로 이루어진 제2 코팅층(130)으로 구성됨으로써(도 5, 도 6의 a), 니켈만으로 이루어진 코팅층을 갖는 단자(도 6의 b)에 비해 내부식성이 현저히 향상될 수 있음은 물론이고, 크로메이트층(140), 나아가 절연 스트립(150)과의 밀착성 또한 크게 향상될 수 있으며 전극 집전체(10) 단부와의 용접성 또한 크게 개선될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 고내식성 전극 단자(100)와 비교예에 따른 전극 단자(100)의 내식성 테스트 결과를 나타낸 비교 실험 사진이다.
본 내식성 테스트는 아래의 전해액(10,000ppm)을 이용하여 섭씨85도에서 진행되었다.
[전해액]
제조사: 엔켐
모델명:　GE01
주요성분: Cyclic carbonate contents < 30%
　　　　　　　　　　Linear carbonate contents < 70%
　　　　　　　　　　Li-salt　< 20%
　　　　　　　　　　Additive　< 5%
비교예 1은 인을 6 중량% 함유한 니켈-인 도금층을 무전해도금 방식으로 0.7마이크로미터 두께로 형성한 단자이고, 비교예 2는 인을 함유하지 않는 니켈 도금층을 전해도금 방식으로 형성한 단자이다.
그리고 도 7의 실시예는 도 5와 동일한 실시예로서, 인을 14.51 중량% 함유한 니켈-인 도금층을 전해도금 방식으로 0.5마이크로미터 두께로 형성하고 그 위에 니켈 도금층을 0.3마이크로미터로 형성한 전극 단자(100)이다.
비교예 1의 경우 6일만에 박리가 일어나고 비교예 2의 경우 단 1일만에 박리가 일어난 것에 비해, 본 실시예의 경우 전해액 내에서 20일 이상의 기간 동안 부식이 발생되지 않아 내부식성 측면에서 타 구조/방식의 제품들에 비해 탁월한 전극 단자(100)임을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 전극 단자
110: 베이스층
120: 제1 코팅층
130: 제2 코팅층
140: 크로메이트층
150: 절연 스트립
10: 전극 집전체
20: 케이스
30: 도금조
40: 음극
50: 양극
60: 롤러
70: 도금 소재

Claims (10)

  1. 이차전지의 전극 집전체에 접합되는 전극 단자로서,
    도전성 물질로 이루어지는 베이스층; 및
    상기 베이스층의 표면에 형성되는 제1 코팅층을 포함하고,
    상기 제1 코팅층은 상기 베이스층보다 높은 내부식성을 갖고,
    상기 제1 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고,
    상기 제1 코팅층은 금속 재질과 비금속 재질을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되고,
    상기 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층을 더 포함하고,
    상기 제2 코팅층의 표면에 형성되는 크로메이트층을 더 포함하고,
    상기 크로메이트층의 상기 제2 코팅층에 대한 밀착력은 상기 제1 코팅층에 대한 밀착력보다 크고,
    상기 제2 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고,
    상기 제2 코팅층은 상기 제1 코팅층에 함유된 금속 재질과 동일한 금속 재질을 포함하여 이루어지고,
    상기 베이스층은 구리(Cu)를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층은 니켈(Ni)과 인(P)을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층 중 인(P)은 12 내지 18 중량% 함유되고,
    상기 제2 코팅층은 균질한 결정형 구조를 형성하기 위해 인(P)이 없이 니켈(Ni)을 포함하여 이루어지고,
    상기 제2 코팅층의 두께는 상기 제1 코팅층의 두께 보다 작은, 이차전지용 고내식성 전극 단자.
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  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 이차전지의 전극 집전체에 접합되는 전극 단자를 제조하는 방법으로서,
    도전성 베이스층의 표면에 제1 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 코팅층은 상기 베이스층보다 높은 내부식성을 갖고,
    상기 제1 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고,
    상기 제1 코팅층은 금속 재질과 비금속 재질을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층 중 비금속 재질은 금속 재질 보다 적은 양으로 함유되고,
    상기 제1 코팅층을 형성하는 단계 이후에,
    상기 제1 코팅층의 표면에 제2 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 코팅층을 형성하는 단계 이후에,
    상기 제2 코팅층의 표면에 크로메이트층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 크로메이트층의 상기 제2 코팅층에 대한 밀착력은 상기 제1 코팅층에 대한 밀착력보다 크고,
    상기 제2 코팅층은 전해도금 방식에 의해 형성되고,
    상기 제2 코팅층은 상기 제1 코팅층에 함유된 금속 재질과 동일한 금속 재질을 포함하여 이루어지고,
    상기 베이스층은 구리(Cu)를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층은 니켈(Ni)과 인(P)을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 코팅층의 전해도금을 위한 도금액 중 인(P)은 6 내지 7 중량% 함유되고,
    상기 제2 코팅층은 균질한 결정형 구조를 형성하기 위해 인(P)이 없이 니켈(Ni)을 포함하여 이루어지는, 이차전지용 고내식성 전극 단자 제조 방법.
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