KR102073189B1 - 이차전지용 용접혼 - Google Patents

이차전지용 용접혼 Download PDF

Info

Publication number
KR102073189B1
KR102073189B1 KR1020130037048A KR20130037048A KR102073189B1 KR 102073189 B1 KR102073189 B1 KR 102073189B1 KR 1020130037048 A KR1020130037048 A KR 1020130037048A KR 20130037048 A KR20130037048 A KR 20130037048A KR 102073189 B1 KR102073189 B1 KR 102073189B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding horn
secondary battery
flat surface
welding
electrode plate
Prior art date
Application number
KR1020130037048A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140120767A (ko
Inventor
임채현
김현준
민동빈
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020130037048A priority Critical patent/KR102073189B1/ko
Priority to US14/226,376 priority patent/US9259799B2/en
Publication of KR20140120767A publication Critical patent/KR20140120767A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102073189B1 publication Critical patent/KR102073189B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/06—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering making use of vibrations, e.g. supersonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지에서 초음파 용접에 사용되는 용접혼으로, 상기 용접혼은, 일단 및 타단에 각각 결합부를 구비한 바디부; 및 상기 바디부의 중심부에 구비되어 표면에 돌출부를 구비하는 팁부;를 포함하고, 상기 용접혼의 적어도 일표면에는 질화물이 코팅되는 이차전지용 용접혼에 관한 것이다.

Description

이차전지용 용접혼 {WELDING HORN FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지용 용접혼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접성능이 향상되고 사용수명이 증가한 이차전지용 용접혼에 관한 것이다.
통상, 이차전지는 복수회의 충방전이 가능한 전지로, 최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 등의 산업이 발달함에 따라 휴대용 기기의 전원으로 채용이 용이한 이차 전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 이차전지는 그 사용형태 및 사용량이 증가할 수록 성능 및 안전성을 향상시키기 위하여 다양한 방면으로 연구가 진행되고 있다.
이와 같은 이차전지는 전지케이스 내부에 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 구비되는 세퍼레이터로 이루어지는 전극조립체, 이온의 이동을 돕는 전해액을 구비하고, 양극판 및 음극판 사이의 전기화학적인 반응에 의하여 가역적으로 충전 및 방전이 가능하다. 상기 이차전지는 상기 양극판 및 음극판에 구비되는 전극탭에 의하여 전지케이스로 연결되어 외부 기기와의 전기적인 연결이 가능하게 된다. 이때, 상기 전극탭은 양극판 및 음극판에 견고하게 연결하면서, 생산성을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 이차전지의 생산성을 향상시키기 위한 이차전지용 용접혼을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 용접성이 향상되고, 사용수명이 길어진 이차전지용 용접혼을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 이차전지에서 초음파 용접에 사용되는 용접혼으로, 상기 용접혼은, 일단 및 타단에 각각 결합부를 구비한 바디부; 및 상기 바디부의 중심부에 구비되어 표면에 돌출부를 구비하는 팁부;를 포함하고, 상기 용접혼의 적어도 일표면에는 질화물이 코팅될 수 있다.
상기 질화물은 상기 팁부에 코팅될 수 있으며, 상기 질화물은 TiN을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 질화물은 2㎛ 내지 3㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 용접혼은 양극판 또는 음극판의 표면에 전극탭을 용접하는데 사용될 수 있다.
상기 바디부는 제1 방향으로 연장되는 평탄면을 구비하고, 상기 제1 방향은 상기 바디부의 일단에서 타단으로 연장되는 방향일 수 있다.
상기 팁부는 상기 평탄면 상에서 돌출되고, 상기 팁부는 상기 평탄면을 가로지도록 상기 제1 방향에 수직한 방향인 제2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 팁부는 상기 평탄면의 상부 단부에서 하부 단부를 연결하도록 막대형으로 연장되어, 상기 평탄면에서 돌출될 수 있다.
상기 평탄면은 상기 바디부에서 한쌍이 서로 대면하도록 구비되고, 상기 팁부는 한쌍의 평탄면의 양측 모두 구비되되, 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 팁부의 제1 면에서 돌출되어 구비되고, 상기 제1 면은 상기 평탄면에 나란한 면일 수 있다.
상기 돌출부는 상기 제1 면에 안착되는 밑면이 사각형인 삼각뿔의 형태로 돌출될 수 있다.
상기 결합부는 외부 기기와 결합되는 부분으로, 상기 바디부의 일단 및 타단에 각각 구비되는 원통형의 지지부와, 상기 지지부에서 외측으로 돌출되되 표면에 나사산을 구비하는 체결돌기로 이루어질 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 이차전지의 생산성을 향상시키기 위한 이차전지용 용접혼을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 용접성이 향상되고, 사용수명이 길어진 이차전지용 용접혼을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접혼을 이용하여 용접하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접혼의 사시도이다.
도 4는 도 3의 용접혼의 측면도이다.
도 5는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 6은 질화물을 코팅하기 전과 후를 나타낸 사진이다.
도 7은 도 6의 확대도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접혼을 이용하여 용접하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접혼의 사시도이고, 도 4는 도 3의 용접혼의 측면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 용접혼 (100)은 이차전지에서 초음파 용접에 사용되는 용접혼으로, 일단 (110a) 및 타단 (110b)에 각각 결합부 (120)를 구비한 바디부 (110); 및 상기 바디부 (110)의 중심부에 구비되어 표면에 돌출부 (151)를 구비하는 팁부 (150);를 포함하고, 상기 용접혼 (100)의 적어도 일표면에는 질화물이 코팅될 수 있다. 예컨대, 상기 질화물은 상기 팁부 (150)에 코팅될 수 있다.
본 실시예에 따른 용접혼 (100)은 이차전지 내부에 수납되는 전극조립체 (10)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 용접혼 (100)은 양극판 (11) 또는 음극판 (12)의 표면에 전극탭 (15)을 용접하는데 사용될 수 있다. 이차전지는 전지케이스와, 상기 전지케이스의 내부에 수납되는 전극조립체 (10) 및 전해액으로 이루어질 수 있다. 상기 전극조립체 (10)의 양극판 (11) 및 음극판 (12) 사이의 전기화학적인 반응에 의하여 전자가 발생하고, 상기 전자는 전해액의 의하여 이동할 수 있다.
양극판 (11)은, 예컨대 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 포함하는 양극기재 (11a) 상에 리튬화합물을 포함하는 양극활물질 (11b)을 코팅하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 양극활물질 (11b)이 구비되지 않고, 양극기재 (11a)가 그대로 노출되는 부분에는 전극탭 (15)이 연결될 수 있다. 또한, 음극판 (12)은, 예컨대 구리 또는 구리합금 등을 포함하는 음극기재 (12a)와, 상기 음극기재 (12a) 상에 코팅된 카본을 포함하는 음극활물질 (12b)로 이루어질 수 있다. 음극판 (12)에서, 음극활물질 (12b)이 코팅되지 않아 음극기재 (12a)가 노출되는 부분에는 전극탭 (15)에 연결될 수 있다. 상기 양극판 (11) 및 음극판 (12)은 그 사이에 세페레이터 (13)를 개재하여 권취되거나 또는 적층되어 전극조립체 (10)로 형성될 수 있다. 세퍼레이터 (13)는 미세한 포어를 구비하여, 양극판 (11) 및 음극판 (12) 사이의 직접적인 접촉에 의한 단락을 방지하면서, 동시에 전자 또는 이온 등의 이동이 가능하도록 할 수 있다. 상기 양극판 (11) 및 음극판 (12)에는 전극탭 (15)이 연결될 수 있는데, 이때, 초음파 용접에 의하여 상기 전극탭 (15)이 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전극탭 (15)은 초음파 용접기에 의하여 양극판 (11)에 용접될 수 있다. 이때, 상기 초음파 용접기는 상기 양극판 (11)을 지지하는 앤빌 (20)과 전극탭 (15)와 양극판 (11)을 용접하는 용접혼 (100)을 포함할 수 있다. 상기 양극판 (11)은 상기 양극기재 (11a)가 노출되는 부분을 앤빌 (20) 상에 구비시키고, 상기 양극기재 (11a) 상에 전극탭 (15)을 중첩시킬 수 있다. 이후, 상기 용접혼 (100)으로 상기 전극탭 (15) 및 양극기재 (11a)를 상부에서 가압하고, 초음파 용접기에서 상기 용접혼 (100)으로 전류를 인가함으로써, 전극탭 (15)을 양극기재 (11a)에 용접할 수 있다. 이때, 상기 용접혼 (100)은 진동하여 전극탭 (15)과 마찰열을 발생시키고, 이에 의하여 양극기재 (11a)에 전극탭 (15)을 용접할 수 있다. 여기에서는, 양극판 (11)에 대해서만 설명하였으나, 음극판 (12)에 전극탭 (15)을 용접할 때도 유사하게 적용될 수 있다.
통상, 전극조립체에서 양극판 또는 음극판에서 발생하는 전자 (또는, 전류)는 전극탭에 의하여 전지케이스와 연결되어 외부로 전달될 수 있다. 이때, 상기 전극탭은 양극판 또는 음극판에 견고하게 부착되지 않은 경우에는, 저항에 의하여 전자 (또는, 전류)가 손실될 수 있다. 반면, 상기 전극탭을 양극판 또는 음극판에 견고하게 부착하기 위하여 높은 세기로 용접하는 경우에는 상기 양극판 또는 음극판에 금속피로가 잔존하고, 이는 외부 충격이나 진동에 의하여 상기 전극탭이 연결된 부분이 파단되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 실시예에 따른 용접혼 (100)은 이차전지에서 사용될 수 있는 것으로, 전극탭 (15)을 양극판 (11) 또는 음극판 (12)에 용접할 때 사용될 수 있다. 상기 용접혼 (100)은 전극탭 (15)이 양극판 (11) 또는 음극판 (12)에서 박리하지 않고 견고하게 부착시키면서 전류가 효율적으로 흐르도록 할 수 있다. 또한, 상기 용접혼 (100)에 의하여 초음파 용접하는 경우에, 양극판 (11) 또는 음극판 (12)에 금속피로가 잔존하지 않으므로, 상기 양극판 (11) 및 음극판 (12)은 쉽게 파단되지 않고 내충격성 및 내진동성이 향상될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지용 용접혼 (100)은 바디부 (110)와, 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)에 각각 구비되는 결합부 (120)와, 상기 바디부 (110)의 내측에 구비되는 팁부 (150)로 이루어질 수 있다.
상기 결합부 (120)는 예컨대, 초음파 용접기 등의 외부 기기와 결합되는 부분으로, 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)에 각각 구비되는 원통형의 지지부 (121)와, 상기 지지부 (121)에서 외측으로 돌출되되 표면에 나사산 (122a)을 구비하는 체결돌기 (122)로 이루어질 수 있다. 상기 체결돌기 (122)는 나사산 (122a)으로 외부 기기와 체결될 수 있으며, 상기 지지부 (121)는 외부 기기와 용접혼 (100) 사이의 위치를 고정하도록 지지할 수 있다.
상기 바디부 (100)는 제1 방향 (x 방향)으로 연장되는 평탄면 (111)을 구비하고, 상기 제1 방향 (x 방향)은 상기 바디부 (110)의 일단 (110a)에서 타단 (110b)으로 연장되는 방향일 수 있다. 상기 평탄면 (111)은 상기 바디부 (100)에서 전극탭 (15)과 대면하는 면으로, 상기 전극탭 (15)에 대하여 나란하도록 평탄한 면으로 구비될 수 있다. 상기 평탄면 (111)은 한쌍으로 이루어져 서로 대면하도록 구비되고, 한쌍의 평탄면 (111)의 상부 단부 (111a) 및 하부 단부 (111b)는 라운드되어 연결되되 외측으로 볼록하도록 연결될 수 있다. 또한, 상기 평탄면 (111)은 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110a)에 대하여 낮은 단차로 구비될 수 있다. 상기 평탄면 (111)은 내측으로 오목하도록 라운드되어 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)과 연결될 수 있다.
상기 팁부 (150)는 전극탭 (15)과 직접 접촉하는 부분으로, 상기 전극탭 (15) 및 양극판 (11) 또는 음극판 (12)을 가압하면서 진동할 수 있다. 상기 팁부 (150)의 진동에 의하여 발생하는 마찰열에 의하여 상기 전극탭 (15)은 양극판 (11) 또는 음극판 (12)에 용접될 수 있다. 상기 팁부 (150)는 상기 평탄면 (111) 상에서 돌출될 수 있다. 예컨대, 상기 팁부 (150)는 상기 평탄면 (111) 상에서 돌출되되, 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 용접혼 (100)을 지면에 안착시키는 경우, 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)은 지면과 접촉하도록 구비되는 반면, 상기 팁부 (150)는 상기 지면에서 이격되어 구비될 수 있다. 따라서, 상기 팁부 (150)는 상기 바디부 (110)의 일단 (110a) 및 타단 (110b)에 의하여 지지되므로, 지면 등과 직접 접촉하지 않아 상기 팁부 (150)가 외부 마찰에 의하여 마모되는 것을 방지할 수 있다.
상기 팁부 (150)는 상기 평탄면 (111)을 가로지도록 상기 제1 방향 (x 방향)에 수직한 방향인 제2 방향 (y 방향)으로 연장될 수 있다. 예컨대, 상기 팁부 (150)는 평탄면 (111)의 상부 단부 (111a)에서 하부 단부 (111b)를 연결하도록 막대형으로 연장되어, 상기 평탄면 (111)에서 제3 방향 (z 방향)으로 돌출될 수 있다. 상기 제3 방향 (z 방향)은 상기 제1 및 제2 방향 (x-y 방향)으로 이루어진 평면 좌표 상에서, 상기 제1 및 제2 방향에 수직하도록 상부 또는 하부를 향하는 방향일 수 있다. 예컨대, 상기 팁부 (150)는 상기 평탄면 (111)의 상부 단부 (111a)에서 하부 단부 (111b)까지 전체적으로 연장되어 구비될 수 있으며, 상기 팁부 (150)에 의하여 상기 평탄면 (111)은 좌측부분 및 우측부분이 서로 개별적으로 구분될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 용접혼 (100)에서 평탄면 (111)은 상기 바디부 (110)에서 한쌍이 서로 대면하도록 구비될 수 있는데, 상기 팁부 (150)는 한쌍의 평탄면 (111)의 양측 모두 구비되되, 서로 대응하는 위치에 구비될 수 있다. 따라서, 일측 팁부 (150)가 마모되는 경우에는, 타측 팁부 (150)를 사용할 수 있으므로, 용접혼 (100)의 교체 주기를 연장할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 팁부 (150)의 외면에는 돌출부 (151)가 구비될 수 있다.
도 5는 도 3의 A부분의 확대도이다.
도 5를 참조하여, 상기 돌출부 (151)는 상기 팁부 (150)의 제1 면에서 제3 방향 (z 방향)으로 돌출되어 구비되고, 상기 제1 면은 상기 평탄면 (111)에 나란한 면일 수 있다. 상기 돌출부 (151)는 상기 평탄면 (111)에서 막대형으로 돌출되어 구비될 수 있는데, 상기 제1 면은 상기 평탄면 (111)과 나란한 면일 수 있으며, 상기 돌출부 (151)은 상기 팁부 (150)의 제1 면을 전체적으로 덮도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 돌출부 (151)는 상기 제1 면에 안착되는 밑면이 사각형인 삼각뿔 (151a)의 형태로 돌출되어 구비될 수 있다.
상기 돌출부 (151)가 상기 팁부 (151)에서 전극탭과 직접 접촉하는 부분인 제1 면 상에 구비될 때, 상기 제1 면을 전체적으로 덮도록 구비되므로 상기 팁부 (150)와 전극탭과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 돌출부 (151)는 삼각뿔의 꼭지점 (151a)이 외측으로 돌출되어 구비되므로 상기 전극탭을 고정할 수 있고, 상기 돌출부 (151)는 삼각뿔의 꼭지점 (151a)을 중심으로 4개의 삼각형의 형태로 구비되므로 상기 전극탭과의 마찰력을 증대시켜, 용접효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 용접혼에서 상기 팁부 (150)에는 질화물이 코팅될 수 있다.
도 6은 질화물을 코팅하기 전과 후를 나타낸 사진이고, 도 7은 도 6의 확대도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 용접혼의 팁부에 질화물을 코팅하기 전과 후를 나타낸 도면으로, 상기 팁부에 질화물이 코팅되는 경우 돌출부의 거칠기가 개선됨을 확인할 수 있다. 팁부와 전극탭의 접촉면적을 증대시키기 위하여 돌출부가 구비될 수 있다. 용접혼은 금속으로 이루어지므로, 돌출부의 형태로 가공하기 위해서는 섬세하게 가공할 필요할 필요가 있고, 돌출부를 구비시킨 후에도 상기 돌출부의 표면에는 거칠기가 존재하기 쉽다. 이와 같이, 거칠기는 용접혼의 사용수면을 감소시키고, 또한 전극탭과 기재와의 접촉을 방해할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 용접혼은 돌출부에 질화물이 코팅되므로, 표면의 거칠기를 개선하여 매끈한 표면으로 구비될 수 있다. 따라서, 전극탭과 양극판 또는 음극판을 용접할 때, 균일하게 용접시킬 수 있어 전자 (또는, 전류)가 효율적으로 흐를 수 있다.
예컨대, 상기 질화물은 TiN을 포함할 수 있으며, 상기 질화물은 2㎛ 내지 3㎛의 두께로 코팅될 수 있다. 용접혼에 질화물을 코팅시키는 방법은 대략 480도의 온도에서 열간코팅으로 수행될 수 있다. 예컨대, PVD (물리 진공 증착)에 의한 방법으로 수행될 수 있다. 용접혼이 구비된 챔버 (chamber) 내벽에 TiN을 포함하는 가스 등을 부착시킨 후, 상기 챔버의 온도를 상승시켜 TiN을 증발 및 이온화시키고, 전압을 인가하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 질화물의 코팅두께가 2㎛ 미만인 경우에는 상기 돌출부의 거칠기를 충분히 개선시킬 수 없으므로 전극탭을 양극판 또는 음극판에 균일하게 용접시키기 어렵다. 또한, 상기 질화물의 코팅두께가 3㎛을 초과하는 경우에는, 돌출부의 표면 거칠기가 충분히 개선되었음에도 질화물 코팅시간이 증가되므로 용접혼의 제작비를 불필요하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 질화물의 코팅두께는 2㎛ 내지 3㎛인 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 용접혼은 이차전지에서 양극탭 또는 음극탭 상에 전극탭을 용접하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 용접혼은 상기 전극탭과의 접촉면적이 증대되어, 외부 충격 또는 진동에 의하여 양극탭 또는 음극탭을 파단시키지 않고 동시에 상기 전극탭을 견고하게 용접시킬 수 있다. 또한. 본 실시예에 따른 용접탭은 돌출부에 질화물이 코팅되어 상기 돌출부의 거칠기를 개선할 수 있으므로, 전극탭을 상기 양극판 또는 음극판 상에 균일하게 용접할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 전극조립체 11 : 양극판
12 : 음극판 13 : 세퍼레이터
15 : 전극탭 20 : 앤빌
100 : 용접혼 110 : 바디부
120 : 결합부 150 : 돌출부

Claims (12)

  1. 초음파 용접에 사용되는 용접혼으로, 상기 용접혼은,
    일단 및 타단에 각각 결합부를 구비한 바디부; 및
    상기 바디부의 중심부에 구비되어 표면에 돌출부를 구비하는 팁부;를 포함하고,
    상기 용접혼의 적어도 일표면에는 질화물이 코팅되며,
    상기 바디부는 길이 방향과 나란한 제1 방향으로 연장되는 평탄면을 구비하고,
    상기 팁부는 상기 평탄면을 가로지르도록 상기 제1 방향에 수직한 방향인 제2 방향으로 연장되며, 상기 제2 방향을 따라 상기 평탄면의 상부 단부로부터 하부 단부까지 연속적으로 연결하는 막대형으로 연장되어, 상기 평탄면에서 돌출되되, 상기 바디부의 일단 및 타단 보다 낮은 높이로 돌출되고,
    상기 돌출부는 제2 방향을 따라 팁부의 일단에서 타단까지 연속적으로 균일하게 다수로 배열되며,
    상기 질화물은 금속으로 형성된 돌출부의 표면에 2㎛ 내지 3㎛의 두께로 증착되며, 두께 방향을 따라 균질한 박막으로 형성된 이차전지용 용접혼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질화물은 상기 팁부에 코팅되는 이차전지용 용접혼.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 질화물은 TiN을 포함하는 이차전지용 용접혼.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용접혼은 양극판 또는 음극판의 표면에 전극탭을 용접하는데 사용되는 이차전지용 용접혼.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 평탄면은 상기 바디부에서 한쌍이 서로 대면하도록 구비되고, 상기 팁부는 한쌍의 평탄면의 양측 모두 구비되되, 서로 대응하는 위치에 구비되는 이차전지용 용접혼.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 팁부의 제1 면에서 돌출되어 구비되고, 상기 제1 면은 상기 평탄면에 나란한 면인 이차전지용 용접혼.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 제1 면에 안착되는 밑면이 사각형인 삼각뿔의 형태로 돌출되는 이차전지용 용접혼.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는 외부 기기와 결합되는 부분으로, 상기 바디부의 일단 및 타단에 각각 구비되는 원통형의 지지부와, 상기 지지부에서 외측으로 돌출되되 표면에 나사산을 구비하는 체결돌기로 이루어지는 이차전지용 용접혼.
KR1020130037048A 2013-04-04 2013-04-04 이차전지용 용접혼 KR102073189B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130037048A KR102073189B1 (ko) 2013-04-04 2013-04-04 이차전지용 용접혼
US14/226,376 US9259799B2 (en) 2013-04-04 2014-03-26 Welding horn for secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130037048A KR102073189B1 (ko) 2013-04-04 2013-04-04 이차전지용 용접혼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140120767A KR20140120767A (ko) 2014-10-14
KR102073189B1 true KR102073189B1 (ko) 2020-02-04

Family

ID=51653758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130037048A KR102073189B1 (ko) 2013-04-04 2013-04-04 이차전지용 용접혼

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9259799B2 (ko)
KR (1) KR102073189B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9776270B2 (en) * 2013-10-01 2017-10-03 Globalfoundries Inc. Chip joining by induction heating
DE102014223907A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Sonotrode, Schweißvorrichtung mit Sonotrode sowie dazugehöriges Schweißverfahren
TWM501657U (zh) * 2015-02-06 2015-05-21 Exa Energy Technology Co Ltd 極板及包含該極板之電池
KR102510882B1 (ko) * 2015-07-16 2023-03-16 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 제조방법
US10946475B2 (en) * 2016-08-04 2021-03-16 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Tool for ultrasonic bonding and apparatus for ultrasonic bonding
JP2019013959A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 イーグル工業株式会社 超音波接合治具、接合構造及び接合方法
JP7022890B2 (ja) * 2018-01-24 2022-02-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接合構造体および接合方法
US10981245B2 (en) * 2019-09-24 2021-04-20 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for ultrasonic welding of polymers and polymeric composites
CN113228366B (zh) * 2019-11-22 2022-03-25 宁德新能源科技有限公司 电池及用电装置
CN111710896B (zh) * 2020-06-28 2021-07-30 重庆工程职业技术学院 一种电池自动化组装系统
JP7397831B2 (ja) * 2021-08-06 2023-12-13 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 超音波接合用ホーン
JP2023091901A (ja) * 2021-12-21 2023-07-03 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002096024A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Ngk Spark Plug Co Ltd 超音波ホーン用セラミック部材及びこれを備える超音波ホーン
KR100933791B1 (ko) * 2009-09-22 2009-12-24 서정석 이동식 초음파 용착기

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3752380A (en) * 1972-03-13 1973-08-14 Branson Instr Vibratory welding apparatus
JPH02504487A (ja) * 1987-08-17 1990-12-20 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 超音波溶接用工具装置
US5096532A (en) * 1990-01-10 1992-03-17 Kimberly-Clark Corporation Ultrasonic rotary horn
US5390844A (en) * 1993-07-23 1995-02-21 Tessera, Inc. Semiconductor inner lead bonding tool
US5603444A (en) * 1995-08-22 1997-02-18 Ultex Corporation Ultrasonic bonding machine and resonator thereof
JP2915350B2 (ja) * 1996-07-05 1999-07-05 株式会社アルテクス 超音波振動接合チップ実装装置
US6078125A (en) * 1997-07-22 2000-06-20 Branson Ultrasonics Corp. Ultrasonic apparatus
JP3215084B2 (ja) * 1998-04-28 2001-10-02 株式会社アルテクス 超音波振動接合用共振器
JP3290632B2 (ja) * 1999-01-06 2002-06-10 株式会社アルテクス 超音波振動接合装置
US6651864B2 (en) * 1999-02-25 2003-11-25 Steven Frederick Reiber Dissipative ceramic bonding tool tip
US20080197172A1 (en) * 1999-02-25 2008-08-21 Reiber Steven F Bonding Tool
TW460345B (en) * 1999-08-02 2001-10-21 Arutekusu Kk Joining device by ultrasonic vibration
JP3487264B2 (ja) * 2000-07-06 2004-01-13 松下電器産業株式会社 電子部品のボンディング装置
JP3568496B2 (ja) * 2001-07-06 2004-09-22 株式会社アルテクス 超音波ワイヤボンディング用共振器
WO2003045616A1 (en) * 2001-11-24 2003-06-05 Delphi Technologies, Inc. Improvements in wire harnesses
DE10160228A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-18 Hesse & Knipps Gmbh Kreuztransducer
JP3788351B2 (ja) * 2002-01-21 2006-06-21 松下電器産業株式会社 電子部品のボンディング装置および電子部品のボンディングツール
JP3952959B2 (ja) * 2002-02-25 2007-08-01 株式会社村田製作所 超音波ホーンおよびこの超音波ホーンを用いた超音波接合装置
JP2003266180A (ja) 2002-03-14 2003-09-24 Nissan Motor Co Ltd 超音波接合用工具および超音波接合装置
TWI230102B (en) * 2002-03-27 2005-04-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component mounting method, component mounting apparatus, and ultrasonic bonding head
TW200405839A (en) * 2002-10-03 2004-04-16 Ultex Corp Ultrasonic bonding machine
JP3966217B2 (ja) * 2003-04-23 2007-08-29 松下電器産業株式会社 ボンディング装置およびボンディングツール
JP2005159061A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Fujitsu Ltd 超音波ツール及び超音波接合装置
DE102004009048A1 (de) * 2004-02-23 2005-09-08 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Werkzeug
JP4792945B2 (ja) * 2005-01-28 2011-10-12 日産自動車株式会社 超音波接合装置および接合構造体
DE102005020087A1 (de) * 2005-04-29 2006-11-09 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von einem bondbaren Flächenbereich auf einem Träger
US20070068991A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Handel Jeffrey M Ultrasonic welding system
US7757926B2 (en) * 2006-02-28 2010-07-20 Asm Assembly Automation Ltd Transducer assembly for a bonding apparatus
KR100851416B1 (ko) 2007-12-29 2008-08-08 서옥순 초음파 용착기 공구 수평 측정장치 및 이를 이용한 수평측정방법
DE102008002744A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallschwingeinheit mit Halterung
KR100891965B1 (ko) 2009-01-28 2009-04-08 서정석 혼의 진동주파수 분석장치 및 분석방법
DE202009014956U1 (de) * 2009-06-18 2010-09-23 Telsonic Holding Ag Ultraschall-Schweißvorrichtung
JP5491081B2 (ja) * 2009-06-22 2014-05-14 株式会社アルテクス 超音波振動金属接合用共振器
KR100939975B1 (ko) 2009-07-27 2010-02-03 서정석 초음파 금속 용착 혼
KR100933792B1 (ko) 2009-09-22 2009-12-24 서정석 자동 금속 용착 혼 장치
KR100934241B1 (ko) 2009-09-22 2009-12-28 서정석 자동높이조절 기능이 구비된 금속용착기
DE102010000520A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 SCHOTT Solar AG, 55122 Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Lot auf ein Werkstück
US8082966B2 (en) * 2010-03-12 2011-12-27 Edison Welding Institute, Inc. System for enhancing sonotrode performance in ultrasonic additive manufacturing applications
JP4995297B2 (ja) * 2010-03-26 2012-08-08 三菱重工業株式会社 電池、及びこの電池の製造に用いられる超音波溶接システム
JP5361077B2 (ja) 2010-03-31 2013-12-04 日鉄住金防蝕株式会社 防食方法
CN102763207B (zh) * 2010-04-14 2015-10-21 奥瑟戴尼电子公司 用于半导体器件的支撑系统
DE102010029395A1 (de) * 2010-05-07 2011-11-10 Telsonic Holding Ag Torsionssonotrode, Ultraschall-Schweißvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung mittels Ultraschall
JP5214692B2 (ja) * 2010-09-21 2013-06-19 株式会社東芝 電池
KR101765769B1 (ko) * 2010-12-29 2017-08-07 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 전극 탭 초음파 용접 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002096024A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Ngk Spark Plug Co Ltd 超音波ホーン用セラミック部材及びこれを備える超音波ホーン
KR100933791B1 (ko) * 2009-09-22 2009-12-24 서정석 이동식 초음파 용착기

Also Published As

Publication number Publication date
US20140299652A1 (en) 2014-10-09
US9259799B2 (en) 2016-02-16
KR20140120767A (ko) 2014-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102073189B1 (ko) 이차전지용 용접혼
US20230290927A1 (en) Connecting contact leads to lithium-based electrodes
EP2733778B1 (en) Jelly-roll with improved processability and battery cell including same
JP2017535932A5 (ko)
JP5297471B2 (ja) 二次電池
KR100823193B1 (ko) 이차 전지
TWI416778B (zh) 鋰二次電池
JP2010108916A5 (ko)
KR20180016843A (ko) 집전부재를 갖는 이차 전지
JP6238189B2 (ja) ２次電池
KR101314972B1 (ko) 이차 전지
JP2006093125A (ja) 二次電池の集電板、及びこれを有する電極組立体及び二次電池
JP2005203374A (ja) 二次電池
US20210167455A1 (en) Battery module and method for manufacturing same
CN110301061A (zh) 蓄电装置
JP3231495U (ja) 接触ラグを有する電気化学セル
CN112956061A (zh) 二次电池
KR20150084270A (ko) 리튬 이차전지의 제조방법
US10115934B2 (en) Battery pack
JP2017062916A (ja) 蓄電素子
JP2016110772A (ja) 円筒形二次電池
KR20170081907A (ko) 엠보싱 표면구조의 집전체를 갖는 이차전지
US20150086864A1 (en) Electrode assembly and secondary battery including the same
KR20150083633A (ko) 젤리롤 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
KR20120082145A (ko) 파우치형 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant