KR102070590B1 - Method of Manufacturing Battery Cell Comprising Metal Layer at Welded Portion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 분리막으로 구성된 전극조립체가 금속 소재의 셀 케이스 내에 장착되어 있는 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(i) 전극조립체의 전극단자들 중의 적어도 하나가 셀 케이스의 내면에 접촉하여 용접 예정부를 형성하도록 전극조립체를 셀 케이스에 삽입하는 과정;
(ii) 상기 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면에 레이저 광을 조사하여 용접 예정부를 용접하는 과정; 및
(iii) 상기 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법을 제공한다.The present invention is a method for manufacturing a battery cell in which an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator is mounted in a metal cell case.
(i) inserting the electrode assembly into the cell case such that at least one of the electrode terminals of the electrode assembly contacts the inner surface of the cell case to form a welding plan;
(ii) welding the welding scheduled portion by irradiating a laser light to an outer surface of the cell case facing the welding scheduled portion; And
(iii) forming a metal layer on an outer surface of the cell case irradiated with the laser light;
It provides a battery cell manufacturing method comprising a.

Description

용접 부위에 금속층을 포함하는 전지셀의 제조방법 {Method of Manufacturing Battery Cell Comprising Metal Layer at Welded Portion}Method for manufacturing battery cell comprising metal layer at welded area {Method of Manufacturing Battery Cell Comprising Metal Layer at Welded Portion}

본 발명은 용접 부위에 금속층을 포함하는 전지셀의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a battery cell including a metal layer in a welding site.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해졌으며 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as a source of energy is increasing rapidly. Among them, many researches on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage have been conducted. It is used.

이차전지가 휴대폰, 노트북 등의 전원으로 사용되는 경우에는 일정한 출력을 안정적으로 제공하는 이차전지가 요구되는 반면에, 전동드릴과 같은 파워툴의 동력원으로 사용되는 경우, 순간적으로 높은 출력을 제공하면서 진동, 낙하 등과 같은 외부의 물리적 충격에 대해서도 안정적일 수 있는 이차전지가 요구된다.When a secondary battery is used as a power source for a mobile phone or a laptop, a secondary battery that provides a stable output is required, while when used as a power source of a power tool such as an electric drill, it instantaneously provides a high output while vibrating There is a need for a secondary battery that can be stable against external physical shocks such as falling and the like.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중, 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고, 외부의 물리적 충격에 대해 구조적으로 안정하다는 장점을 가지고 있으며, 파우치형 전지는 용량 대비 중량이 작으며, 형태 변형이 용이하고 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있다.According to the shape of the battery case, secondary batteries are classified into cylindrical batteries and rectangular batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch type case of an aluminum laminate sheet. . Among them, the cylindrical battery has the advantage of relatively large capacity and structurally stable against external physical impact, and the pouch type battery has the advantages of small weight to capacity, easy shape deformation and low manufacturing cost. have.

또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.In addition, the electrode assembly embedded in the battery case is a power generator capable of charging and discharging composed of a laminated structure of the anode / separator / cathode, a jelly-roll type wound through a separator between the long sheet-like anode and cathode coated with the active material And a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are classified into a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes are sequentially stacked in a state where a separator is interposed therebetween. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has advantages of easy manufacturing and high energy density per weight.

이와 관련하여, 전형적인 원통형 이차전지의 구조가 도 1에 도시되어 있다.In this regard, the structure of a typical cylindrical secondary battery is shown in FIG.

도 1을 참조하면, 원통형 이차전지(100)는 양극(121)과 음극(122), 및 분리막(123)을 차례로 적층하여 둥근 형태로 감은 구조를 갖는 젤리-롤형(권취형) 전극조립체(120)를 전지케이스(130)에 수납하고, 전지케이스(130) 내에 전해액을 주입한 후에, 전지케이스(130)의 개방 상단에 전극단자가 형성되어 있는 캡 어셈블리(140)를 결합하여 제작한다.Referring to FIG. 1, a cylindrical secondary battery 100 is a jelly-roll type (winding type) electrode assembly 120 having a structure in which a cathode 121, an anode 122, and a separator 123 are stacked in turn and wound in a round shape. ) Is stored in the battery case 130, and after the electrolyte is injected into the battery case 130, the cap assembly 140 having the electrode terminal formed on the open upper end of the battery case 130 is combined.

특히, 전극조립체를 전지케이스에 수납한 상태에서 전극조립체의 음극단자를 원통형 금속 캔의 내부에 용접할 때, 종래에는 저항 용접이 주로 사용되었으나, 저항 용접이 가지는 여러 가지 문제점들 때문에, 최근에는 레이저 용접이 시도되고 있다. In particular, when welding the negative electrode terminal of the electrode assembly to the inside of the cylindrical metal can while the electrode assembly is stored in the battery case, resistance welding has been mainly used in the past, but due to various problems with resistance welding, recently, Welding is being attempted.

이러한 레이저 용접은 간소한 제조 공정 및 용접 불량을 감소시키는 장점이 있으나, 다른 용접 공법에 비해 용접 심(seam, 여기서 심은 용접에 의해 용융된 부위를 칭함)이 깊이 형성되기 때문에 전해액의 누액(leak)가 발생하고, 용접 부위에 코팅층이 손상되어 부식이 발생하는 문제점들을 가지고 있다. Such laser welding has the advantage of reducing the simple manufacturing process and welding defects, but compared to other welding methods, since a welding seam (here, the seam refers to a molten part by welding) is formed deep, leakage of the electrolyte solution is caused. Is generated, and the coating layer is damaged at the welded portion, which causes problems of corrosion.

따라서, 상기 설명한 내용의 문제점들을 해결할 수 있는 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery cell that can solve the problems described above.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성함으로써, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 전지셀의 제조 방법을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a method for producing a battery cell that can achieve a desired effect by forming a metal layer on the outer surface of a cell case irradiated with laser light.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀 제조 방법은, 양극, 음극, 및 분리막으로 구성된 전극조립체가 금속 소재의 셀 케이스 내에 장착되어 있는 전지셀을 제조하는 방법으로서,A battery cell manufacturing method according to the present invention for achieving this object is a method for manufacturing a battery cell in which an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator is mounted in a cell case of a metal material,

(i) 전극조립체의 전극단자들 중의 적어도 하나가 셀 케이스의 내면에 접촉하여 용접 예정부를 형성하도록 전극조립체를 셀 케이스에 삽입하는 과정;(i) inserting the electrode assembly into the cell case such that at least one of the electrode terminals of the electrode assembly contacts the inner surface of the cell case to form a welding plan portion;

(ii) 상기 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면에 레이저 광을 조사하여 용접 예정부를 용접하는 과정; 및(ii) welding the welding planned portion by irradiating a laser light to an outer surface of the cell case facing the welding scheduled portion; And

(iii) 상기 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성하는 과정;(iii) forming a metal layer on an outer surface of the cell case irradiated with the laser light;

를 포함하는 것으로 구성되어 있다.It is configured to include.

이와 같이, 본 발명의 제조 방법에 따라, 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성함으로써, 용접 심이 형성된 부위에서의 전해액 누액를 막고, 손상된 코팅층에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Thus, according to the manufacturing method of this invention, by forming a metal layer on the outer surface of the cell case to which the laser beam was irradiated, electrolyte leakage at the site | part in which the weld seam was formed can be prevented, and corrosion can be prevented from occurring in the damaged coating layer.

상기 과정(i)에서 셀 케이스는, 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 원통형의 금속 캔일 수 있고, 용접 예정부의 형성을 위해 셀 케이스의 내면에 접촉하는 전극단자는 음극단자일 수 있으며, 용접 예정부는 셀 케이스의 하부 내면에 형성될 수 있다. In the process (i), the cell case is not particularly limited, but preferably may be a cylindrical metal can, and the electrode terminal contacting the inner surface of the cell case to form a welding plan portion may be a cathode terminal, and the welding plan portion may be It may be formed on the lower inner surface of the cell case.

하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(iii)에서 금속층을 형성할 때, 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 전체에 금속층이 형성될 수 있다.In one specific example, when forming the metal layer in the process (iii), the metal layer may be formed on the entire outer surface of the cell case facing the welding scheduled portion.

본 발명에서, 상기 금속층의 두께는 셀 케이스의 두께, 소재, 및 용접 심의 깊이 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있으나, 상세하게는, 셀 케이스의 두께 대비 3% 내지 50%의 범위로 형성될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 금속층의 두께가 셀 케이스의 두께 대비 3% 미만인 경우, 금속층의 두께가 균일하게 형성되기 어렵기 때문에 용접 심이 형성된 부위에서 전해액 누액을 막기 어렵고, 50% 이상인 경우, 제품의 부피 및 제조 비용이 증가하는 바 바람직하지 않다.In the present invention, the thickness of the metal layer may be determined in consideration of the thickness of the cell case, the material, and the depth of the weld seam, etc., in detail, may be formed in a range of 3% to 50% of the thickness of the cell case. have. Outside the above range, when the thickness of the metal layer is less than 3% of the thickness of the cell case, it is difficult to prevent the electrolyte leakage from the weld seam is formed because the thickness of the metal layer is difficult to uniformly, if the 50% or more, the volume of the product and The increase in manufacturing costs is undesirable.

상기 과정(iii)의 금속층은, 미관 및 접착 정도를 고려하여, 셀 케이스와 동일하거나 비슷한 물리 화학적 특성을 가지는 소재로 이루어질 수 있다.The metal layer of the process (iii) may be made of a material having the same or similar physicochemical properties as the cell case in consideration of aesthetics and degree of adhesion.

또 다른 예로서, 상기 과정(iii)의 금속층은 적어도 둘 이상의 서로 다른 금속층들로 이루어질 수 있다. 이때, 셀 케이스에 접하는 금속층은, 앞서 설명한 바와 같이, 전지케이스와 동일한 소재로 이루어져 미관 및 접착 강도를 증가시킬 수 있는 것이 바람직하나, 다른 소재로 이루어질 수 있음은 물론이다. As another example, the metal layer of process (iii) may be composed of at least two different metal layers. At this time, the metal layer in contact with the cell case, as described above, preferably made of the same material as the battery case can increase aesthetics and adhesive strength, of course, may be made of a different material.

일반적으로 원통형 전지의 셀 케이스는 스테인리스 또는 니켈로 이루어져 있기에, 상기 과정(iii)의 금속층은 스테인리스 또는 니켈을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 서로 다른 금속들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있음은 물론이다.In general, since the cell case of the cylindrical battery is made of stainless steel or nickel, the metal layer of the process (iii) may be formed of stainless steel or nickel. In addition, of course, it can be made of an alloy containing different metals.

또 다른 구체적인 실시예에서, 상기 과정(i)에서 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 부위에 외부로부터 내부쪽으로 함몰된 형상의 만입부가 형성될 수 있고, 상기 만입부 상에 금속층이 형성될 수 있다. 이와 같이, 금속층이 형성될 수 있는 공간인 만입부를 셀 케이스에 미리 형성함으로써, 금속층 형성에 따른 전지셀의 부피 증가를 상쇄할 수 있고, 금속층의 두께를 용이하게 조절하여 형성할 수 있다.In another specific embodiment, an indentation of a shape recessed inward from the outside may be formed in an outer surface portion of the cell case facing the welding scheduled portion in the process (i), and a metal layer may be formed on the indentation. have. As such, by forming the indentation portion, which is a space in which the metal layer can be formed, in advance in the cell case, the volume increase of the battery cell according to the metal layer formation can be offset, and the thickness of the metal layer can be easily adjusted.

상기 만입부는, 셀 케이스의 두께, 소재, 및 용접 심의 형성 부위 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있으나, 상세하게는 평면상으로 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 면적 대비 10% 내지 70%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 3% 내지 50%의 깊이의 범위로 형성될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 만입부가 평면상으로 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 면적 대비 10% 미만인 경우, 이후 형성될 금속층이 용접 심의 형성된 부위를 모두 덮을 수 없고, 70% 이상인 경우, 만입부 형성에 따른 셀 케이스의 강도 저하가 크므로 바람직하지 않다. 상기 만입부가 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 3% 미만인 경우, 이후 형성될 금속층의 두께가 너무 얇아져 본 발명의 소망하는 효과(부식 및 전해액 누액 방지)을 달성할 수 없고, 50% 이상인 경우, 만입부 형성에 따른 셀 케이스의 강도 저하가 크므로, 바람직하지 않다.The indentation may be determined in consideration of the thickness of the cell case, the material, and the formation portion of the weld seam, etc., but in detail, 10% to 70% of the outer surface area of the cell case facing the welding plan part in plan view. It can be formed in a range of 3% to 50% of the area and the thickness of the side cell case of the indentation on the vertical cross section. Outside of the above range, when the indentation portion is less than 10% of the outer surface area of the cell case facing the planar weld portion in plan view, the metal layer to be formed cannot cover all the formed portions of the weld seam, and when it is 70% or more, indentation formation It is not preferable because the strength drop of the cell case is large. When the indentation portion is less than 3% of the thickness of the side cell case of the indentation portion in the vertical section, the thickness of the metal layer to be formed thereafter becomes too thin to achieve the desired effect of the present invention (corrosion and electrolyte leakage prevention), and is more than 50%. In this case, since the strength drop of the cell case due to the indentation is large, it is not preferable.

상기 셀 케이스에 형성된 만입부에 금속층을 형성할 때, 금속층은, 셀 케이스의 두께, 소재, 및 용접 심의 깊이 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있으나, 평면상으로 만입부의 면적 대비 40% 내지 100%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 50% 내지 200%의 두께로 형성될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 금속층이 평면상으로 만입부의 면적 대비 40% 미만인 경우, 용접 심이 형성된 부위를 모두 덮을 수 없는 바 바람직하지 않다. 상기 금속층이 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 50% 미만인 경우, 금속층의 두께가 너무 얇아져 본 발명의 소망하는 효과(부식 및 전해액 누액 방지)을 달성할 수 없고, 200% 이상인 경우, 전지셀의 부피가 증가하는 바 바람직하지 않다.When the metal layer is formed in the indentation formed in the cell case, the metal layer may be determined in consideration of the thickness of the cell case, the material, the depth of the weld seam, and the like, but in plan view, 40% to 100% of the area of the indentation. It can be formed with a thickness of 50% to 200% compared to the thickness of the side cell case of the indentation in the area and the vertical cross section. Outside of the above range, when the metal layer is less than 40% of the area of the indentation in plan view, it is not preferable that the weld seam cannot cover all of the formed portions. If the metal layer is less than 50% of the thickness of the side cell case of the indentation in the vertical cross section, the thickness of the metal layer becomes too thin to achieve the desired effect of the present invention (corrosion and electrolyte leakage prevention), and the battery is 200% or more. It is undesirable to increase the volume of the cell.

상기 만입부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 하나의 구체적인 예로서, 식각(蝕刻) 또는 압연에 의해 이루어질 수 있다.The method of forming the indentation portion is not particularly limited, but as one specific example, it may be made by etching or rolling.

상기 금속층을 형성하는 방법 또한 특별히 한정되지 않으나, 하나의 구체적인 예로서, 파우더 노즐(powder nozzle)을 통해 분사되는 금속 분말을 레이저 광을 조사하여 용융시키는 클래딩(cladding) 기법으로 형성될 수 있다.The method of forming the metal layer is also not particularly limited, but as one specific example, the metal layer may be formed by a cladding technique of melting the metal powder sprayed through a powder nozzle by irradiating laser light.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 전기셀을 제공한다. 여기서, 상기 전기셀은 전극조립체의 전극단자들 중의 적어도 하나가 셀 케이스의 내면에 용접 결합되어 있고, 전극단자가 셀 케이스에 용접 결합된 부위에 대향하는 셀 케이스의 외면에는 금속층이 부가되어 있다. 상기 전기셀은, 예로서, 캐패시터 또는 리튬 이차전지일 수 있다.The present invention also provides an electric cell produced by the above method. Here, in the electric cell, at least one of the electrode terminals of the electrode assembly is welded to the inner surface of the cell case, and a metal layer is added to the outer surface of the cell case facing the portion where the electrode terminal is welded to the cell case. The electric cell may be, for example, a capacitor or a lithium secondary battery.

또한, 본 발명은 상기 전지셀을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는, 구체적인 예로서, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.In addition, the present invention provides a device including the battery cell as a power source. Examples of the device include a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a mobile phone, an MP3, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), and a hybrid electric vehicle (HEV). , Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), electric bikes (E-bikes), electric scooters (E-scooters), electric golf carts, or power storage systems However, of course, it is not limited only to these.

상기 캐패시터, 리튬 이차전지, 및 디바이스의 구체적인 구성은 당업계에 공지되어 있는 바, 본 명세서에서는 이에 대한 설명을 생략한다. Specific configurations of the capacitor, the lithium secondary battery, and the device are well known in the art, and thus description thereof will be omitted.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 제조 방법은 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성함으로써, 용접 심이 형성된 부위에서 전해액의 누액을 막고, 손상된 코팅층에 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the battery cell manufacturing method according to the present invention forms a metal layer on the outer surface of the cell case irradiated with the laser light, thereby preventing leakage of the electrolyte at the site where the weld seam is formed and preventing corrosion from occurring on the damaged coating layer. can do.

도 1은 종래기술에 따른 원통형 전지셀의 길이 방향에 따른 수직 단면을 나타내는 분리막 모식도이다;
도 2은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 전체에 금속층이 형성되어 있는 전지셀의 부분 단면에 대한 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 셀 케이스의 외면에 형성된 만입부에 금속층이 형성되어 있는 전지셀의 부분 단면에 대한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a vertical cross section in the longitudinal direction of a cylindrical battery cell according to the prior art;
FIG. 2 is a schematic view of a partial cross section of a battery cell in which a metal layer is formed on the entire outer surface of a cell case facing a welding scheduled portion according to one embodiment of the present invention; FIG.
3 is a schematic view of a partial cross-section of a battery cell in which a metal layer is formed in the indentation portion formed on the outer surface of the cell case according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 전체에 금속층이 형성되어있는 전지셀을 부분 단면도로 나타낸 모식도이다. 2 is a schematic view showing, in partial cross-sectional view, a battery cell in which a metal layer is formed on the entire outer surface of a cell case facing a welding scheduled portion according to one embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전지셀(200)은 양극, 음극, 및 분리막으로 구성된 전극조립체(250)가 원통형의 금속 캔(220) 내에 장착되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이해의 편의를 위하여, 양극단자(도시하지 않음)가 아래쪽을 향하도록 도립된 형상으로 전지셀(200)을 도시하였다.Referring to FIG. 2, the battery cell 200 has a structure in which an electrode assembly 250 including an anode, a cathode, and a separator is mounted in a cylindrical metal can 220. For convenience of illustration, the battery cell 200 is illustrated in an inverted shape with the positive terminal (not shown) facing downward.

이러한 전지셀(200)은, (i) 전극조립체(250)의 음극단자(230)가 금속 캔(220)의 내면에 접촉하여 용접 예정부를 형성하도록 전극조립체(250)를 금속 캔 (220)에 삽입하는 과정, (ii) 용접 예정부에 대향하는 금속 캔 (220)의 외면에 레이저 광(270)을 조사하여 용접 예정부를 용접하는 과정, 및 (iii) 레이저 광(270)이 조사된 금속 캔(220)의 외면에 금속층(210)을 형성하는 과정을 통해 제조된다. The battery cell 200 includes (i) the electrode assembly 250 to the metal can 220 such that the negative electrode terminal 230 of the electrode assembly 250 contacts the inner surface of the metal can 220 to form a welding plan. Inserting, (ii) irradiating a laser beam 270 to the outer surface of the metal can 220 facing the welded portion to weld the welded portion, and (iii) a metal can irradiated with the laser light 270. It is manufactured through the process of forming the metal layer 210 on the outer surface of (220).

과정(i)에서 용접 예정부는 금속 캔(220)의 하부(여기서 "하부"를 정의하기 위해, 도 1을 참고하면, 탑 어셈블리(140)가 형성되어 있는 부위가 상부이고, 길이 방향을 기준으로 그 반대편을 "하부"로 칭함)의 내면에 형성되어 있다.In the process (i), the welding plan portion is to define a lower portion (here “lower portion”) of the metal can 220, referring to FIG. The opposite side is formed in the inner surface of the "lower part".

과정(ii)에서 레이저 광(270)이 조사된 금속 캔(220)에는 용접 심(260)이 형성되어 있고, 과정(iii)에서 금속층(210)은 용접 예정부에 대향하는 금속 캔(220)의 외면 전체에 형성되어 있고, 금속층(210)의 두께(t)는 금속 캔(220)의 두께(T) 대비 3% 내지 50%의 범위이다. The welding seam 260 is formed on the metal can 220 to which the laser light 270 is irradiated in step (ii), and in step (iii), the metal layer 210 faces the welding scheduled part. Is formed on the entire outer surface of the, the thickness (t) of the metal layer 210 is in the range of 3% to 50% compared to the thickness (T) of the metal can 220.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 셀 케이스의 외면에 형성된 만입부에 금속층이 형성되어 있는 전지셀의 부분 단면도를 나타낸 모식도이다.3 is a schematic view showing a partial cross-sectional view of a battery cell in which a metal layer is formed in an indentation portion formed on an outer surface of a cell case according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 양극, 음극, 및 분리막으로 구성된 전극조립체(350)가 원통형의 금속 캔(320) 내에 장착되어 있는 전지셀(300)은 (i) 전극조립체(350)의 음극단자(330)가 금속 캔(320)의 내면에 접촉하여 용접 예정부를 형성하도록 전극조립체(350)를 금속 캔(320)에 삽입하는 과정, (ii) 용접 예정부에 대향하는 금속 캔 (320)의 외면에 레이저 광(370)을 조사하여 용접 예정부를 용접하는 과정, 및 (iii) 레이저 광(370)이 조사된 금속 캔(320)의 외면에 금속층(310)을 형성하는 과정을 통해 제조된다. 이해의 편의를 위해, 도 3에서는 만입부(380)의 대비로 금속층(310)의 크기를 상대적으로 작게 도시하였다.Referring to FIG. 3, a battery cell 300 in which an electrode assembly 350 including an anode, a cathode, and a separator is mounted in a cylindrical metal can 320 is (i) a cathode terminal 330 of the electrode assembly 350. ) Inserting the electrode assembly 350 into the metal can 320 such that the electrode contacts the inner surface of the metal can 320 to form a welding scheduled portion, and (ii) the outer surface of the metal can 320 facing the welding scheduled portion. The process of welding the welding scheduled portion by irradiating the laser light 370 and (iii) the process of forming the metal layer 310 on the outer surface of the metal can 320 to which the laser light 370 is irradiated. For convenience of illustration, in FIG. 3, the size of the metal layer 310 is relatively small in comparison with the indentation 380.

과정(i)에서 용접 예정부에 대향하는 금속 캔(320)의 외면 부위에 외부로부터 내부쪽으로 함몰된 형상의 만입부(380)가 형성되어 있다. 만입부(380)는, 평면상으로 용접 예정부에 대향하는 금속 캔(320)의 외면 면적 대비 10% 내지 70%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부의 측면 금속 캔(320)의 두께(T1) 대비 3% 내지 50%의 깊이(d)를 가진다. 금속층(310)은 평면상으로 만입부(380)의 면적 대비 40% 내지 100%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부(380)의 측면 금속 캔(320)의 두께(T1) 대비 50% 내지 200%의 두께(d1)로 형성되어 있다. In the process (i), an indentation portion 380 having a shape recessed from the outside to the inside is formed in the outer surface portion of the metal can 320 facing the welding scheduled portion. The indentation portion 380 has an area of 10% to 70% of the outer surface area of the metal can 320 facing the welding scheduled portion in plan view, and the thickness T1 of the side metal can 320 of the indentation portion in the vertical cross section. It has a depth d of 3% to 50% relative to it. The metal layer 310 has an area of 40% to 100% of the area of the indentation 380 in plan view, and 50% to 200 of the thickness T1 of the side metal can 320 of the indentation 380 in the vertical section. It is formed with the thickness d1 of%.

상기 설명한 과정에서, 레이저 광이 조사된 금속 캔의 외면에 금속층을 형성하면, 용접 심 주변에 발생하는 전해액 누액 및 용접에 의해 손상된 코팅층에 의해 발생하는 부식 등을 방지할 수 있다.In the above-described process, when the metal layer is formed on the outer surface of the metal can irradiated with laser light, electrolyte leakage around the weld seam and corrosion caused by the coating layer damaged by welding can be prevented.

이상 본 발명의 실시예 및 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.Although described above with reference to embodiments and drawings of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (20)

양극, 음극, 및 분리막으로 구성된 전극조립체가 금속 소재의 셀 케이스 내에 장착되어 있는 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(i) 전극조립체의 전극단자들 중의 적어도 하나가 셀 케이스의 내면에 접촉하여 용접 예정부를 형성하도록 전극조립체를 셀 케이스에 삽입하는 과정;
(ii) 상기 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면에 레이저 광을 조사하여 용접 예정부를 용접하는 과정; 및
(iii) 상기 레이저 광이 조사된 셀 케이스의 외면에 금속층을 형성하는 과정;
을 포함하고,
상기 과정(i)에서 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 부위에 외부로부터 내부쪽으로 함몰된 형상의 만입부를 형성하고,
상기 만입부 상에 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.A method of manufacturing a battery cell in which an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator is mounted in a metal cell case,
(i) inserting the electrode assembly into the cell case such that at least one of the electrode terminals of the electrode assembly contacts the inner surface of the cell case to form a welding plan;
(ii) welding the welding scheduled portion by irradiating a laser light to an outer surface of the cell case facing the welding scheduled portion; And
(iii) forming a metal layer on an outer surface of the cell case irradiated with the laser light;
Including,
In the process (i) to form an indentation of the shape recessed from the outside to the inside on the outer surface portion of the cell case facing the welding scheduled portion,
Battery cell manufacturing method characterized in that to form a metal layer on the indentation. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)에서 셀 케이스는 원통형의 금속 캔인 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the cell case in the step (i) is a battery cell manufacturing method, characterized in that the cylindrical metal can. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)에서 용접 예정부의 형성을 위해 셀 케이스의 내면에 접촉하는 전극단자는 음극단자인 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrode terminal in contact with the inner surface of the cell case for forming the welding plan in the step (i) is a negative electrode terminal. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)에서 용접 예정부는 셀 케이스의 하부 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법. The method of claim 1, wherein in the process (i), the welding plan portion is formed on a lower inner surface of the cell case. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)의 금속층은 셀 케이스와 동일한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer of step (iii) is made of the same material as that of the cell case. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)의 금속층은 적어도 둘 이상의 서로 다른 금속층들로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer of step (iii) is made of at least two different metal layers. 제 8 항에 있어서, 상기 과정(iii)에서 셀 케이스에 접하는 금속층은 전지케이스와 동일한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 8, wherein the metal layer in contact with the cell case in the process (iii) is made of the same material as the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)의 금속층은 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer of step (iii) is made of an alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)의 금속층은 스테인리스 또는 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer of step (iii) comprises stainless steel or nickel. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 만입부는, 평면상으로 용접 예정부에 대향하는 셀 케이스의 외면 면적 대비 10% 내지 70%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 3% 내지 50%의 깊이를 가진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.According to claim 1, wherein the indentation is in planar area of 10% to 70% of the outer surface area of the cell case facing the welding plan portion, and 3% to 50% of the thickness of the side cell case of the indentation in the vertical cross section Method for producing a battery cell, characterized in that having a depth of. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속층은 평면상으로 만입부의 면적 대비 40% 내지 100%의 면적과, 수직 단면상으로 만입부의 측면 셀 케이스의 두께 대비 50% 내지 200%의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer is formed in a planar shape with an area of 40% to 100% of the area of the indentation, and a vertical cross section of 50% to 200% of the thickness of the side cell case of the indentation. Battery cell manufacturing method. 제 1 항에 있어서, 상기 만입부는 식각 또는 압연에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the indentation part is formed by etching or rolling. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)의 금속층은 파우더 노즐(powder nozzle)을 통해 분사되는 금속 분말을 레이저 광을 조사하여 용융시키는 클래딩(cladding) 기법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal layer of step (iii) is formed by a cladding technique of melting metal powder sprayed through a powder nozzle by irradiating laser light. . 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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