KR102165327B1

KR102165327B1 - 전극 리드 밀착용 지그 및 전극 리드 용접 방법

Info

Publication number: KR102165327B1
Application number: KR1020170043910A
Authority: KR
Inventors: 지호준; 신은규; 정병천
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2020-10-13
Also published as: KR20180112616A

Abstract

본 발명에 따르면, 배터리 셀들의 전극 리드들을 용접시 상하로 포개진 상층 전극 리드와 하층 전극 리드를 서로 밀착시키기 위한 전극 리드 밀착용 지그로서,
상기 전극 리드들의 상부와 하부에서 상기 전극 리드들을 지지하도록 마련되는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛에 대해 수평으로 상대 이동 가능하고 상기 전극 리드들 중 어느 하나의 전극 리드의 말단 팁(tip)을 가압하도록 마련되는 측면 가압 유닛을 포함하는 전극 리드 밀착용 지그가 제공될 수 있다.

Description

전극 리드 밀착용 지그 및 전극 리드 용접 방법{Jig for contact between two electrode leads and welding method of electrode leads}

본 발명은 전극 리드 밀착용 지그와 전극 리드 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이저 용접시 2개의 전극 리드 간의 용접 대상 부분을 밀착 및 홀딩시키기 위한 지그와, 이러한 지그 등을 통한 전극 리드 용접 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 큰 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.

리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 이러한 이차 전지는 대체로 전극 조립체가 외장재에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 외장재가 실링되는 과정을 통해 제조된다.

특히, 최근에는 파우치형 이차 전지의 선호도가 높다. 파우치형 이차 전지는 가볍고 전해액의 누액(leakage) 가능성이 적고 형태에 융통성을 가질 수 있어 보다 작은 부피 및 질량으로 같은 용량의 이차전지를 구현할 수 있는 장점이 있다.

파우치형 이차 전지는, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 이격 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체로부터 연장 배치되는 전극 리드와, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 파우치 외장재를 포함한다.

전극 리드는 전극 조립체와 연결되고 파우치 외장재의 외부로 노출되는 부분으로 다른 이차 전지나 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있는 전극 단자 역할을 한다. 이러한 전극 리드는 전극 조립체에 직접 연결된 전극 탭과 연결될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 양극 탭과 음극 탭이 각각 양극 리드와 음극 리드와 연결될 수 있다.

파우치형 이차 전지로 구성된 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성한다. 또한, 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 모듈을 구성하기도 한다. 따라서, 어떤 배터리 모듈에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

일반적으로, 복수 개의 배터리 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성할 때 배터리 셀들의 전극 리드들(1,2)을 레이저(4) 용접하여 전기적으로 연결시킨다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 두 개의 배터리 셀을 대면 배치한 다음, 각 배터리 셀의 전극 리드 부분을 상하로 맞댄 상태에서 용접 대상 부위에 레이저 빔을 조사해 스팟 용접을 행한다. 이때, 용접 품질을 높이기 위해서는 상층 전극 리드(1)와 하층 전극 리드(2)가 서로 완전히 밀착된 상태에서 용접을 행해야 한다. 그런데 종래의 전극 리드들을 받쳐주는 지지대(3)만으로는 전극 리드의 울퉁불퉁한 표면 상태를 완전히 보정하지 못하기 때문에 레이저 용접 시 전극 리드들 간의 밀착성 확보가 쉽지 않다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0116562호 (2013.10.24) 에스케이이노베이션 주식회사

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전극 리드 용접시 전극 리드들 간의 용접 대상 부분을 밀착 및 홀딩시킬 수 있는 전극 리드 밀착용 지그 및 이를 사용하여 전극 리드를 용접하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 배터리 셀들의 전극 리드들을 용접시 상하로 포개진 상층 전극 리드와 하층 전극 리드를 서로 밀착시키기 위한 전극 리드 밀착용 지그로서,

상기 전극 리드들의 상부와 하부에서 상기 전극 리드들을 지지하도록 마련되는 지지 유닛; 및 상기 지지 유닛에 대해 수평으로 상대 이동 가능하고 상기 전극 리드들 중 어느 하나의 전극 리드의 말단 팁(tip)을 가압하도록 마련되는 측면 가압 유닛을 포함하는 전극 리드 밀착용 지그가 제공될 수 있다.

상기 지지 유닛은, 제1 지지블럭과 상기 제1 지지블럭에 대해 수평으로 소정 간격 이격 배치되는 제2 지지블럭을 구비하여 상기 상층 전극 리드의 상면 두 곳을 지지하게 마련되는 상판지지대; 및 상기 제1 지지블럭에 대향하는 위치에서 상기 하층 전극 리드의 하면 한 곳을 지지하게 마련되는 하판지지대를 포함할 수 있다.

상기 하판지지대는, 상기 제1 지지블럭에 대해 상하로 상대 이동 가능하게 마련될 수 있다.

상기 제1 지지블럭과 상기 하판지지대에 연결되어 상기 하판지지대의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 제1 가이드 봉을 더 포함할 수 있다.

상기 측면 가압유닛은, 상기 제2 지지블럭에 대해 수평으로 상대 이동 가능하게 마련될 수 있다.

상기 제2 지지블럭과 상기 측면 가압유닛에 연결되어 상기 측면 가압유닛의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 제2 가이드 봉을 더 포함할 수 있다.

상기 측면 가압유닛은, 상기 제2 지지블럭 하부에 위치하는 수평 블록과, 상기 수평 블럭에서 적어도 상기 제2 지지블럭보다 높게 수직으로 연장되는 수직블럭을 포함할 수 있다.

상기 상판지지대는 상기 제1 지지블럭과 상기 제2 지지블럭 사이의 영역이 상하로 뚫린 형태로 형성되는 리드 용접구를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 전극 리드 용접 방법은, 상층 전극 리드의 말단 팁보다 하층 전극 리드의 말단 팁이 더 돌출되게 하고 상기 상층 전극 리드와 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분을 상하로 포개는 단계; 상기 상층 전극 리드의 상면을 향해 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분이 만곡되게 상기 하층 전극 리드의 말단 팁을 가압하는 단계; 및 상기 상층 전극 리드와 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분에 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 하층 전극 리드의 말단 팁을 가압하는 단계 이전에, 상기 전극 리드들의 말단 팁으로부터 상기 소정 간격 이격된 위치를 상하로 가압하여 상기 전극 리드를 홀딩시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 전극 리드의 말단 팁을 가압하여 전극 리드 용접 대상 부분의 밀착성을 확보할 수 있는 전극 리드 밀착용 지그가 제공될 수 있다. 이러한 전극 리드 말착용 지그를 사용하여 전극 리드 용접 대상 부분에 대한 밀착성 및 고정성을 확보한 상태에서 레이저 용접을 행함으로써 전극 리드 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전극 리드 용접 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드 밀착용 지그의 개략적인 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드 밀착용 지그를 사용한 전극 리드 밀착 방법 및 용접 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 직렬 연결된 2개의 배터리 셀들을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드 밀착용 지그(10)의 개략적인 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 도 2의 전극 리드 밀착용 지그(10)를 사용한 전극 리드 밀착 방법 및 용접 방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 직렬 연결된 2개의 배터리 셀들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드 밀착용 지그(10)는, 지지 유닛(100)과 측면 가압 유닛(200)으로 구성될 수 있다.

먼저, 지지 유닛(100)은 전극 리드들(21,31)의 상부와 하부에서 상하로 포개진 전극 리드들(21,31)을 지지 및 홀딩시키는 구성요소이다.

보다 구체적으로 상기 지지 유닛(100)은 전극 리드들(21,31)의 상부, 즉 상층 전극 리드(21)의 상면을 누르는 상판 지지대(110)와, 전극 리드들(21,31)의 하부, 즉 하층 전극 리드(31)의 하면을 받치는 하판 지지대(120)를 포함할 수 있다.

배터리 셀(20,30)의 전극 리드(21,31)는 상판 지지대(110)와 하판 지지대(120) 사이 공간에 위치될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 전극 리드(21,31)의 용접 대상 부분(W)을 상하로 포개어서 상판 지지대(110)와 하판 지지대(120) 사이에 벌어진 틈으로 (X축 방향으로)밀어 넣을 수 있다.

상기 상판 지지대(110)는 제1 지지블럭(111)과, 상기 제1 지지블럭(111)에 대해 수평으로 소정 간격 이격 배치되는 제2 지지블럭(112) 및, 제1 지지블럭(111)의 모서리 부분과 제2 지지블럭(112)의 모서리 부분을 연결시키는 2개의 프레임(113)으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 상판 지지대(110)는 제1 지지블럭(111)과 제2 지지블럭(112) 사이의 영역이 상하로 뚫린 형태로 형성되는 리드 용접구(S)를 구비할 수 있다. 상기 리드 용접구(S)는 전극 리드를 용접할 때 레이저 빔이 조사되는 공간이다. 상판 지지대(110)는 위에서 아래로 볼 때, 중심부가 상하로 뚫려 있는 사각 틀 형태라 할 수 있다.

상판 지지대(110)에서 제1 지지블럭(111)과 제2 지지블럭(112)은 상층 전극 리드(21)의 상면 두 곳을 지지하게 된다. 보다 구체적으로 말하면, 제1 지지블럭(111)은 지지 유닛(100)의 입구 부분에 위치하게 되는 상층 전극 리드(21)의 일 부분을 지지하게 되고, 제2 지지블럭(112)은 상층 전극 리드(21)의 말단부를 지지하게 된다.

하판 지지대(120)는 상기 제1 지지블럭(111)에 대향하는 위치에서 하층 전극 리드(31)의 하면 한 곳을 지지하게 구성될 수 있다. 즉, 하판 지지대(120)는 제1 지지블럭(111)과 상하로 대칭되게 마련될 수 있고, 제1 지지블럭(111)과의 사이에 전극 리드를 끼울 수 있게 소정 간격 이격 배치된다. 이러한 하판 지지대(120)는 제1 지지블럭(111)과 함께 지지 유닛(100)의 입구를 형성한다.

이러한 지지 유닛(100) 구성에 의하면 전극 리드는 3곳이 지지될 수 있다. 즉, 상층 전극 리드(21)의 용접 대상 부분(W)의 좌측편과 우측편 그리고 하층 전극 리드(31)의 용접 대상 부분(W)의 좌측편이 지지될 수 있다. 특히, 상층 전극 리드(21)와 하층 전극 리드(31)의 용접 대상 부분(W)의 좌측편은 제1 지지블럭(111)과 하판 지지대(120)에 의해 상하로 눌려져 용접 시 전극 리드들이 홀딩될 수 있다.

또한, 본 발명의 전극 리드 밀착용 지그(10)는 제1 지지블럭(111)과 상기 하판 지지대(120)에 연결되어 상기 하판 지지대(120)의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 제1 가이드 봉(300)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 하판 지지대(120)는 제1 가이드 봉(300)을 축으로 상기 제1 지지블럭(111)에 대해 상하로 상대 이동 가능하게 마련될 수 있다.

예컨대, 도 2의 죔쇠(300a)를 시계 또는 반시계 방향으로 돌리면 제1 가이드 봉(300)의 스크류(미도시)을 따라 하판 지지대(120)가 승강 또는 하강하도록 구현할 수 있을 것이다. 참고로, 도 2에는 2개의 제1 가이드 봉(300)이 마련되어 있는데 나머지 하나의 제1 가이드 봉(300)은 하판 지지대(120)와 스크류 결합하지 않고 하판 지지대(120)의 승하강 운동을 단순 가이드 하는 역할만 할 수 있다. 그리고 상기 2개의 제1 가이드 봉(300) 사이로 전극 리드가 통과할 수 있게 마련된다. 물론 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 하판 지지대(120)가 제1 지지블럭(111)에 대해 승하강 운동 가능한 구성이라면 어떠한 작동 메카니즘이 적용되더라도 무방하다.

이와 같은 구성에 의하면, 제1 지지블럭(111)과 하판 지지대(120) 사이의 틈을 확대하거나 축소시킬 수 있음으로 전극 리드의 삽입 및 홀딩이 보다 용이해 질 수 있다. 특히, 필요에 따라 죔쇠(300a)를 조절하여 지지 유닛(100)의 홀딩력을 미세하게 조절하는 것도 가능해 질 수 있다.

다음으로, 측면 가압 유닛(200)은 상층 전극 리드(21) 및 하층 전극 리드(31) 중 적어도 어느 하나의 전극 리드의 말단 팁(tip) 부분을 가압할 수 있게 마련되는 구성이다. 다시 말하면, 상기 측면 가압 유닛(200)은 상하로 포개진 2개의 전극 리드 중 적어도 하나의 말단 팁(31a)을 수평 방향으로 밀어 만곡시키기 위한 구성이다.

전극 리드는 일반적으로 알루미늄(Al) 등 전기 전도성 금속 소재로 제작되어 약간의 탄성을 띄기 때문에 압축력을 받으면 휘어지면 그 표면이 팽팽해질 수 있다.

보다 구체적으로 도 3 및 도 4를 참조하면, 상층 전극 리드(21)보다 하층 전극 리드(31)가 수평 방향(X축 방향)으로 더 돌출된 상태로 지지 유닛(100)에 삽입될 수 있다. 따라서 용접 대상 부분(W)의 좌측편이 제1 지지블럭(111)과 하판 지지대(120)로 홀딩되어 있는 상태에서 측면 가압 유닛(200)에 의해 하층 전극 리드(31)의 말단 팁(31a)이 가압되어 좌측편으로 밀리게 되면, 하층 전극 리드(31)는 압축력을 받아 상층 전극 리드(21)를 향해 만곡될 수 있다. 그 결과, 상층 전극 리드(21)의 하면은 하층 전극 리드(31)의 상면과 강하게 밀착 된다.

본 실시예에 따른 측면 가압 유닛(200)을 보다 자세히 살펴보면, 측면 가압 유닛(200)은 제2 가이드 봉(400)으로 제2 지지블럭(112)과 연결되어 수평으로 상대 이동 가능하게 마련될 수 있다. 상기 제2 가이드 봉(400)은 측면 가압 유닛(200)의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 구성이다. 제2 가이드 봉(400)의 일단은 측면 가압 유닛(200)을 통과하여 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면에 결합될 수 있다. 제2 가이드 봉(400)의 타단은 측면 가압 유닛(200)의 관통홀보다 직경이 큰 헤드부(400a)를 갖는다.

이러한 제2 가이드 봉(400)은 측면 가압 유닛(200)의 병진 운동을 가이드 하는 역할을 한다. 즉, 작업자가 측면 가압 유닛(200)을 손으로 밀거나 잡아당기면 제2 가이드 봉(400)을 따라 측면 가압 유닛(200)이 자유롭게 움직일 수 있다. 이때, 측면 가압 유닛(200)의 수평 이동 가능 범위는 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면에서 제2 가이드 봉(400)의 헤드부(400a) 사이로 제한될 수 있다. 물론 제2 가이드 봉(400)에 전술한 제1 가이드 봉(300)과 같은 작동 메카니즘 구성을 사용해 측면 가압 유닛(200)의 위치 고정력을 강화시킬 수도 있다.

상기 측면 가압 유닛(200)은, 제2 지지블럭(112) 하부에 위치하는 수평 블럭(211)과, 상기 수평 블럭(211)에서 적어도 상기 제2 지지블럭(112)보다 높게 수직으로 연장되는 수직 블럭(212)을 포함할 수 있다. 상기 수평 블럭(211)과 수직 블럭(212)은 대략 "L" 자 형태를 이룬다.

수평 블럭(211)은 전술한 상판 지지대(110)와 하판 지지대(120)와 함께 상층 전극 리드(21)와 하층 전극 리드(31)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 수평 블럭(211)은 하층 전극 리드(31)의 용접 대상 부분(W)의 우측편이 지지 수 있다.

수직 블럭(212)은 제2 가이드 봉(400)을 통과시킬 수 있는 관통홀이 상단부에 구비될 수 있다. 제2 가이드 봉(400)은 상기 관통홀을 통해 수직 블럭(212)에 끼워지고 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면에 일단이 고정 결합될 수 있다. 따라서 수직 블럭(212)은 제2 가이드 봉(400)을 따라 수평으로 이동하되, 제2 가이드 봉(400)의 헤드부(400a)에서 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면까지 이동할 수 있다. 그러므로 수직 블럭(212)을 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면에 완전히 밀착시키게 되면, 도 4에 도시한 바와 같이, 상층 전극 리드(21)와 하층 전극 리드(31)의 말단부는 제2 지지블럭(112)과 수직 블럭(212) 및 수평 블럭(211)이 형성하는 공간 내에 정렬되고 홀딩될 수 있다.

이하에서 도 3 내지 도 6을 주로 참조하여 본 발명에 따른 전극 리드 밀착 방법 및 그 용접 방법을 간략히 설명하기로 한다.

먼저, 2개의 배터리 셀(20,30)에서 연결하고자 하는 전극 리드들(21,31)의 용접 대상 부분을 상하로 포갠다. 이때, 바람직하게는 상층 전극 리드(21)의 말단 팁보다 하층 전극 리드(31)의 말단 팁(31a)을 외측으로 더 돌출시킨다.

그 다음, 상판 지지대(110)와 하판 지지대(120) 사이에 공간을 확보하고 포개어진 전극 리드들을 천천히 밀착용 지그(10) 속에 넣는다.

그 다음, 하층 전극 리드(31)의 말단 팁(31a)이 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면 바로 아래에서 제2 지지블럭(112)과 수직 블럭(212) 사이(도 3의 G)에 위치하는 것을 확인하고, 제1 가이드 봉(300)의 죔쇠(300a)를 조절하여 상층 전극 리드(21)와 하층 전극 리드(31)의 용접 대상 부위 좌측편을 압박하여 홀딩시킨다.

이때 측면 가압 유닛(200)에 의한 전극 리드들의 변형량을 감안해 다소 느슨하게 압박한다. 이와 같이, 하층 전극 리드(31)의 말단 팁(31a)을 가압하기 이전에, 전극 리드들(21,31)의 말단 팁으로부터 소정 간격 이격된 위치, 예컨대 용접 대상 부분(W)의 좌측편을 상하로 가압함으로써 전극 리드들을 홀딩시키고 전극 리드들의 얼라인 상태를 유지한다. 그리고 용접 대상 부분(W)의 좌측편이 위와 같이 홀딩됨으로써 이후 전극 리드의 말단 팁을 가압할 때 전극 리드에 압축력이 온전히 가해질 수 있다.

그 다음, 측면 가압 유닛(200)을 좌측면으로 천천히 밀어 하층 전극 리드(31)의 말단 팁을 가압한다. 즉, 하층 전극 리드(31)의 말단 팁을 밀어 상층 전극 리드(21)의 상면을 향해 만곡시키는 것이다.

이 경우, 하층 전극 리드(31)가 압축력을 받아 용접 대상 부분이 휘어지면서 상층 전극 리드(21)의 하면에 강하게 밀착될 수 있다. 참고로, 측면 가압 유닛(200)의 수직 블럭(212)은 제2 지지블럭(112)의 외측 벽면에 닿기까지만 밀수 있게 되어 있으므로 전극 리드의 변형량은 일정 범위 이내로 제한될 수 있다.

그 다음 위와 같이 상층 전극 리드(21)와 하층 전극 리드(31)가 밀착된 상태에서, 용접 대상 부분(W)에 레이저 빔을 조사하여 스팟 용접을 행한다.

이때 전극 리드들(21,31) 간의 스팟 용접은 리드 용접구(S) 영역내에서만 이루어질 수 있다. 따라서 전극 리드 용접 대상 부분(W)에 대한 레이저 빔의 조사 범위 설정이 수월해질 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 전극 리드 밀착용 지그(10)에 의하면 전극 리드들 간의 밀착성을 확보한 다음, 전극 리드 용접을 행할 수 있어 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

10: 리드 밀착용 지그 100: 지지 유닛
110: 상판 지지대 111: 제1 지지블럭
112: 제2 지지블럭 120: 하판 지지대
200: 측면 가압 유닛 211: 수평 블럭
212: 수직 블럭 300: 제1 가이드 봉
300a: 죔쇠 400: 제2 가이드 봉
400a: 헤드부

Claims

배터리 셀들의 전극 리드들을 용접시 상하로 포개진 상층 전극 리드와 하층 전극 리드를 서로 밀착시키기 위한 전극 리드 밀착용 지그로서,
상기 전극 리드들의 상부와 하부에서 상기 전극 리드들을 지지하도록 마련되는 지지 유닛; 및
상기 지지 유닛에 대해 수평으로 상대 이동 가능하고 상기 전극 리드들 중 어느 하나의 전극 리드의 말단 팁(tip)을 가압하도록 마련되는 측면 가압 유닛을 포함하고,
상기 지지 유닛은,
제1 지지블럭과 상기 제1 지지블럭에 대해 수평으로 소정 간격 이격 배치되는 제2 지지블럭을 구비하여 상기 상층 전극 리드의 상면 두 곳을 지지하게 마련되는 상판지지대;
상기 제1 지지블럭에 대향하는 위치에서 상기 하층 전극 리드의 하면 한 곳을 지지하게 마련되는 하판지지대; 및
상기 제1 지지블럭과 상기 하판지지대에 연결되어 상기 하판지지대의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 제1 가이드 봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
삭제
제1항에 있어서,
상기 하판지지대는,
상기 제1 지지블럭에 대해 상하로 상대 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
삭제
제1항에 있어서,
상기 측면 가압유닛은,
상기 제2 지지블럭에 대해 수평으로 상대 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
제5항에 있어서,
상기 제2 지지블럭과 상기 측면 가압유닛에 연결되어 상기 측면 가압유닛의 병진 운동을 가이드하는 축을 형성하는 제2 가이드 봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
제5항에 있어서,
상기 측면 가압유닛은,
상기 제2 지지블럭 하부에 위치하는 수평 블럭과, 상기 수평 블럭에서 적어도 상기 제2 지지블럭보다 높게 수직으로 연장되는 수직블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
제1항에 있어서,
상기 상판지지대는 상기 제1 지지블럭과 상기 제2 지지블럭 사이의 영역이 상하로 뚫린 형태로 형성되는 리드 용접구를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 밀착용 지그.
제1항에 따른 전극 리드 밀착용 지그를 사용하여 배터리 셀들의 전극 리드들을 용접하는 방법으로서,
상층 전극 리드의 말단 팁보다 하층 전극 리드의 말단 팁이 더 돌출되게 하고 상기 상층 전극 리드와 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분을 상하로 포개는 단계;
상기 상층 전극 리드의 상면을 향해 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분이 만곡되게 상기 하층 전극 리드의 말단 팁을 가압하는 단계; 및
상기 상층 전극 리드와 상기 하층 전극 리드의 용접 대상 부분에 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 용접 방법.
제9항에 있어서,
상기 하층 전극 리드의 말단 팁을 가압하는 단계 이전에, 포개진 상기 상층 전극 리드와 상기 하층 전극 리드에서 상기 전극 리드들의 말단 팁으로부터 소정 간격 이격된 위치를 상하로 가압하여 상기 전극 리드를 홀딩시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 리드 용접 방법.