KR102242274B1 - Prismatic cell having current collector connecting structure and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR102242274B1 KR1020200093342A KR20200093342A KR102242274B1 KR 102242274 B1 KR102242274 B1 KR 102242274B1 KR 1020200093342 A KR1020200093342 A KR 1020200093342A KR 20200093342 A KR20200093342 A KR 20200093342A KR 102242274 B1 KR102242274 B1 KR 102242274B1
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이동현
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Abstract

The present invention relates to a prismatic cell having a current collector connection structure and a manufacturing method thereof. According to one embodiment of the present invention, the method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure includes: a step (a) of preparing a jelly roll; a pre-welding step (b) of connecting the jelly roll with an electrode non-coating part; a main-welding step (c) of connecting the jelly roll completed with the pre-welding, with a current collector; and a prismatic cell assembly step (d) of storing the jelly roll completed with the main-welding, in a prismatic case, and then, assembling a cap plate including a plurality of electrode terminals so as to seal the prismatic case. The method also includes a step of connecting the current collector with the cap plate through spinning, after the step (c). Therefore, the present invention is capable of making a connection structure strong to impacts and vibrations.

Description

커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 및 그 제조방법{PRISMATIC CELL HAVING CURRENT COLLECTOR CONNECTING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Prismatic cell having current collector connection structure and its manufacturing method {PRISMATIC CELL HAVING CURRENT COLLECTOR CONNECTING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a prismatic cell having a current collector connection structure and a method of manufacturing the same.

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 작동 전압이 각종 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 활용도가 급속히 증가하고 있다. In general, a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, or electric vehicles. In particular, lithium secondary batteries have a capacity of about three times that of nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries in which operating voltages are widely used as power sources for various electronic equipment, and their utilization is rapidly increasing because the energy density per unit weight is high. .

리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 예컨대, 리튬 이차 전지는 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 갖는다. Lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively. For example, a lithium secondary battery has an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which a positive electrode active material and a negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator therebetween, and a battery case for sealing the electrode assembly together with an electrolyte.

그리고 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형태에 따라 분류된다. And lithium secondary batteries are classified according to the shape of the battery case.

예를 들어, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되는 형태인 캔형 이차 전지가 있으며, 전극 조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차 전지가 있다. 특히, 캔형 이차 전지는 금속 캔의 형상에 따라 원통형 이차 전지(이하, 원통형 셀이라 함)와 각형 이차 전지(이하, 각형 셀이라 함)로 다시 분류된다.For example, there is a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and there is a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch. In particular, can-type secondary batteries are further classified into cylindrical secondary batteries (hereinafter referred to as cylindrical cells) and prismatic secondary batteries (hereinafter referred to as prismatic cells) according to the shape of the metal can.

각형 셀은 다수 개로 스택 된 전극 조립체가 각형 케이스의 내부에 수납되는 형태를 가진다. 그리고 각형 셀은 각형 케이스에 조립되는 캡 플레이트의 내부, 즉 배면 부위를 통해 연결된 복수의 커런트 컬렉터(예: 양극 및 음극 커런트 컬렉트 등)를 구비한다. The prismatic cell has a shape in which a plurality of stacked electrode assemblies are accommodated in the prismatic case. In addition, the prismatic cell includes a plurality of current collectors (eg, positive and negative current collectors, etc.) connected through the inside of the cap plate, that is, the rear portion of the cap plate assembled in the rectangular case.

종래의 각형 셀의 경우 커런트 컬렉터의 연결을 위해 주로 레이저 용접 등의 방식이 이용되었다. 그런데 이러한 종래의 방식에 따르면 외부로부터 진동이 유입되거나 또는 외부로부터 물리적인 충격이 가해질 경우 용접 부위의 접합이 해제될 우려가 따랐다. 또한, 레이저 용접 등의 종래의 방식에 따르면, 이종 재질의 경우 접합에 제약이 따르는 문제점이 있었다. In the case of a conventional prismatic cell, a method such as laser welding was mainly used to connect the current collector. However, according to this conventional method, when vibration is introduced from the outside or a physical shock is applied from the outside, there is a concern that the bonding of the welding part will be released. In addition, according to a conventional method such as laser welding, there is a problem in that the bonding is restricted in the case of different materials.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0028068호(이하, 선행문헌)가 있으며, 상기 선행문헌에는 각형 전지 셀이 개시되어 있다. 다만, 이에 개시된 각형 전지 셀의 경우 진동 및 충격에 강하며 이종 재질의 경우에도 접합에 제약이 따르지 않는 커런트 컬렉터의 연결 방식에 관하여 전혀 제시하고 있지 않다. As a prior art related to the present invention, there is Korean Patent Publication No. 10-2015-0028068 (hereinafter, prior document), and the prior document discloses a prismatic battery cell. However, in the case of the prismatic battery cell disclosed herein, it is not suggested at all about the connection method of the current collector, which is resistant to vibration and shock, and does not have restrictions on bonding even in the case of heterogeneous materials.

본 발명의 목적은 진동 및 충격에 강인한 연결 구조를 가지며, 이종 재질의 경우에도 연결에 제약이 따르지 않는 개선된 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 및 그 제조방법을 제공한다. It is an object of the present invention to provide a prismatic cell having an improved current collector connection structure that has a connection structure that is robust against vibration and shock, and does not have a connection restriction even in the case of a heterogeneous material, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따르는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법은, (a) 젤리 롤을 마련하는 단계; (b) 상기 젤리 롤과 전극 무지부를 연결하는 프리 웰딩(pre-welding) 단계; (c) 상기 프리 웰딩이 완료된 상기 젤리 롤과 커런트 컬렉터를 연결하는 메인 웰딩(main-welding) 단계; 및 (d) 상기 메인 웰딩이 완료된 상기 젤리 롤을 각형 케이스에 수납하고, 상기 각형 케이스를 밀봉하도록 복수의 전극단자가 구비된 캡 플레이트를 조립하는 각형 셀 조립 단계;를 포함하며, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 커런트 컬렉터와 상기 캡 플레이트를 스피닝(spinning) 가공으로 연결하는 단계;를 더 포함한다. A method for manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) preparing a jelly roll; (b) a pre-welding step of connecting the jelly roll and the electrode uncoated portion; (c) a main-welding step of connecting the jelly roll on which the pre-welding has been completed and the current collector; And (d) assembling a cap plate having a plurality of electrode terminals to accommodate the jelly rolls on which the main welding has been completed in a prismatic case and to seal the prismatic case; and, the (c) After the step, connecting the current collector and the cap plate through a spinning process; further includes.

상기 (c) 단계 이후에, (c-1) 상기 캡 플레이트로부터 설정길이로 돌출된 돌기를 상기 커런트 컬렉터의 홀에 삽입시켜 상기 커런트 컬렉터의 연결 위치를 정렬하는 단계; (c-2) 상기 커런트 컬렉터의 홀을 관통하여 돌출된 돌기 헤드부를 스피닝 가공하여 소성 변형시키는 단계; 및 (c-3) 상기 스피닝 가공에 의해 소성 변형된 돌기 헤드부의 확장단면부를 이용하여 상기 커런트 컬렉터를 정렬된 위치에 연결시키는 단계;를 더 포함한다. After the step (c), (c-1) inserting a protrusion protruding from the cap plate to a set length into the hole of the current collector to align the connection position of the current collector; (c-2) plastically deforming by spinning the protrusion head protruding through the hole of the current collector; And (c-3) connecting the current collector to the aligned position using the expanded cross-section of the protruding head part plastically deformed by the spinning process.

상기 (c-1) 단계에서, 상기 홀은, 상기 돌기 및 상기 돌기 헤드부의 단면 크기에 대응하여 동일하거나 이보다 큰 단면 크기를 가질 수 있다. In the step (c-1), the hole may have a cross-sectional size equal to or greater than that of the protrusion and the protrusion head.

상기 (c-2) 단계에서, 상기 돌기 헤드부는, 상기 커런트 컬렉터의 두께보다 큰 돌출길이를 가지며, 상기 돌기가 상기 홀에 삽입 시 상기 커런트 컬렉터의 상부로 설정길이만큼 돌출될 수 있다. In the step (c-2), the protrusion head portion has a protrusion length greater than the thickness of the current collector, and when the protrusion is inserted into the hole, the protrusion may protrude to an upper portion of the current collector by a set length.

상기 (c-2) 단계에서, 상기 스피닝 작업은, 고속 회전하는 스피닝 툴과, 상기 스피닝 툴에 회전력을 제공하는 스피닝 본체를 포함하는 스피닝 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 스피닝 작업은, 고속 회전하는 스피닝 툴과, 상기 스피닝 툴에 회전력을 제공하는 스피닝 본체를 포함한다. 스피닝 툴은 고속 회전하며, 상기 돌기 헤드부에 접촉되어 상기 돌출 헤드부를 폭 방향으로 단면이 확장된 확장단면부로 소성변형시킬 수 있다. 스피닝 본체는 상기 스피닝 툴에 회전력을 제공하고, 상기 돌기 헤드부를 기준으로 상기 스피닝 툴의 높이를 조절하며, 상기 돌기 헤드부의 중심방향을 기준으로 상기 스피닝 툴이 경사진 자세를 갖도록 설정각도 범위 내에서 틸팅 구동할 수 있다. In the step (c-2), the spinning operation may be performed by a spinning apparatus including a spinning tool that rotates at high speed and a spinning body that provides rotational force to the spinning tool. The spinning operation includes a spinning tool that rotates at high speed, and a spinning body that provides rotational force to the spinning tool. The spinning tool rotates at high speed and is in contact with the protruding head to plastically deform the protruding head into an extended cross-sectional portion whose cross-section is expanded in the width direction. The spinning body provides rotational force to the spinning tool, adjusts the height of the spinning tool based on the protruding head, and within a set angle range so that the spinning tool has an inclined posture based on the central direction of the protruding head. It can be operated by tilting.

상기 확장단면부는 상기 돌기에 접속된 상기 커런트 컬렉터를 소정의 힘으로 가압하여 접속 위치를 구속시키는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 커런트 컬렉터는 열 충격에 의한 변형 없이, 또한 진동 또는 외력에 의해 헐거워지거나 연결이 해제되는 것이 방지될 수 있다. The expanded cross-sectional portion may have a shape for restricting a connection position by pressing the current collector connected to the protrusion with a predetermined force. Accordingly, the current collector can be prevented from being loosened or disconnected by vibration or external force without deformation due to thermal shock.

상기 확장단면부는 상기 돌기 헤드부에 비해 직경이 확장된 형상으로 변형되되, 상부 면이 평탄하게 형성되도록 변형되거나, 또는 상기 스피닝 장치의 틸팅 제어에 의해 상부로 갈수록 단면이 축소되는 원뿔 형상으로 변형될 수 있다. The expanded cross-sectional portion is deformed into a shape whose diameter is enlarged compared to the protruding head portion, but is deformed so that the upper surface is formed flat, or by the tilting control of the spinning device, the cross-section is deformed into a conical shape whose cross section is reduced upward. I can.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 젤리 롤은, 전극 조립체를 상하로 적층한 스택 구조체 형태의 스택타입 젤리 롤 또는 각형권취타입 젤리 롤 일 수 있다. In addition, in the step (a), the jelly roll may be a stack type jelly roll in the form of a stack structure in which the electrode assemblies are stacked up and down, or a square wound type jelly roll.

또한, 상기 (c) 단계 이후에, 서로 연결된 상기 복수의 젤리 롤을 폴딩(folding)시켜 폴딩 구조체를 마련하는 단계;를 더 포함한다. In addition, after the step (c), folding the plurality of jelly rolls connected to each other to prepare a folding structure; further includes.

상기 (d) 단계 이후에, (e) 상기 조립된 각형 셀의 상기 복수의 전극단자에 부스 바를 스피닝 가공으로 연결시키는 단계를 더 포함한다. After the step (d), (e) further comprising the step of connecting the bus bar to the plurality of electrode terminals of the assembled prismatic cell by spinning.

상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 복수의 전극단자 각각에 상기 부스 바를 접속시키는 단계; (e-2) 상기 부스 바의 상부로 돌출된 상기 복수의 전극단자 각각의 돌출 헤드부를 스피닝(spinning) 가공하여, 상기 돌출 헤드부를 상기 부스 바를 가압 가능한 형태인 변형 헤드부로 변형시키는 단계; 및 (e-3) 상기 변형 헤드부를 이용하여, 상기 복수의 전극단자 각각과 상기 부스 바 사이를 필요한 결합력으로 연결시키는 부스 바 연결 단계;를 포함한다. The step (e) includes: (e-1) connecting the bus bar to each of the plurality of electrode terminals; (e-2) spinning the protruding heads of each of the plurality of electrode terminals protruding from the top of the bus bar to transform the protruding head into a deformable head that can pressurize the bus bar; And (e-3) a bus bar connection step of connecting each of the plurality of electrode terminals and the bus bar with a necessary coupling force by using the deformable head part.

상기 (e-1) 단계에서, 상기 부스 바는, 적어도 일단부에 상기 전극단자가 관통하여 상호 접속되기 위한 관통 홀을 구비할 수 있다. In the step (e-1), the bus bar may have a through hole through which the electrode terminal passes through at least one end and is connected to each other.

상기 (e-2) 단계에서, 상기 돌출 헤드부는, 상기 전극단자의 내측 중심에서 설정길이만큼 상기 전극단자의 중심방향으로부터 외측으로 연장하여 돌출되는 형상을 가질 수 있다. In the step (e-2), the protruding head portion may have a shape extending outward from the center direction of the electrode terminal by a set length from the inner center of the electrode terminal and protruding from the inner center of the electrode terminal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법을 이용하여 제조된 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀을 제공한다. 상기 각형 셀은, 상기 캡 플레이트의 일면에 구비된 상기 복수의 전극단자 각각에 접속되는 부스 바와, 상기 캡 플레이트의 타면에 구비된 상기 복수의 돌기를 이용하여 연결되는 커런트 컬렉터를 포함하며, 상기 복수의 전극단자 각각에 돌출된 돌출 헤드부를 스피닝 가공하여 상기 복수의 변형 헤드부로 소성 변형시켜, 상기 복수의 변형 헤드부를 이용하여 상기 복수의 전극단자 각각과 상기 부스 바 사이를 연결시키는 부스 바 연결구조를 가지고, 상기 복수의 돌기 각각에 돌출된 돌기 헤드부를 스피닝 가공하여 소성 변형시켜, 상기 돌기 헤드부의 단면확장형상을 이용하여 상기 복수의 돌기 각각과 상기 커런트 컬렉터 사이를 연결시키는 커런트 컬렉터 연결구조를 가질 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, there is provided a prismatic cell having a current collector connection structure manufactured by using a method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure. The prismatic cell includes a bus bar connected to each of the plurality of electrode terminals provided on one surface of the cap plate, and a current collector connected using the plurality of protrusions provided on the other surface of the cap plate, and the plurality of A bus bar connection structure that connects each of the plurality of electrode terminals and the bus bar using the plurality of deformable head portions by spinning the protruding head portion protruding from each of the electrode terminals of And plastically deformed by spinning a protrusion head protruding to each of the plurality of protrusions, and a current collector connection structure that connects each of the plurality of protrusions and the current collector using a cross-sectional extension shape of the protrusion head. have.

본 발명에 의하면 각형 셀의 전극단자와 부스 바를 연결하는 방법 및 연결구조를 개선하여, 각형 셀을 구성하는 커런트 컬렉터의 연결구조를 강화시켜 진동 및 충격에도 우수하며, 이종 재질을 사용함에도 제약이 따르지 않는 장점이 있다. According to the present invention, the method and connection structure of connecting the electrode terminals of the square cell and the bus bar are improved, and the connection structure of the current collector constituting the square cell is reinforced, so that it is excellent in vibration and shock, and there are no restrictions even when using different materials. There is no advantage.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together with explanation of specific matters for carrying out the present invention.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법 및 그 세부 단계를 간략히 도시한 순서도들이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 셀을 준비하는 단계를 설명하기 위한 공정도 및 개념도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커런트 컬렉터 연결 단계를 설명하기 위해 도시한 공정도 및 개념도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스 바 접속 연결 단계를 설명하기 위한 공정도 및 개념도이다.
1 to 3 are flowcharts briefly showing a method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure and detailed steps thereof according to an embodiment of the present invention.
4 to 8 are process and conceptual diagrams for explaining a step of preparing a prismatic cell according to an embodiment of the present invention.
9 to 12 are process and conceptual diagrams illustrating a current collector connection step according to an embodiment of the present invention.
13 to 15 are process and conceptual diagrams for explaining the steps of connecting and connecting a bus bar according to an embodiment of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. Although the first, second, and the like are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless otherwise stated, the first component may be the second component.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. Hereinafter, the "top (or bottom)" of the component or the "top (or bottom)" of the component means that an arbitrary component is arranged in contact with the top (or bottom) of the component. In addition, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are "interposed" between each component. It is to be understood that "or, each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise specified, each component may be singular or plural.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. Singular expressions used in the present specification include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various elements or various steps described in the specification, and some of the elements or some steps It may not be included, or it should be interpreted that it may further include additional components or steps.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when referred to as "A and/or B", it means A, B or A and B, unless otherwise specified, and when referred to as "C to D", it means that a special opposite description is Unless there is one, it means that it is C or more and D or less.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 몇몇 실시예에 따르는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 및 그 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a prismatic cell having a current collector connection structure and a manufacturing method thereof according to some preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법 및 그 세부 단계를 간략히 도시한 순서도들이다.1 to 3 are flowcharts briefly showing a method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure and detailed steps thereof according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 셀 제조방법은 젤리 롤 마련단계(예: 스택 단계 등)(S100), 프리 웰딩 단계(S200), 메인 웰딩 단계(S300), 폴딩 단계(S400), 각형 셀 조립 단계(S500)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 메인 웰딩 단계(S300) 이후에 커런트 컬렉터와 캡 플레이트를 스피닝 가공으로 연결하는 단계(S310, S320, S330)를 더 포함한다. 그리고 각형 셀 조립 단계(S500)의 이후에 부스 바 접속 연결 단계(S600)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a prismatic cell according to an embodiment of the present invention includes a jelly roll preparation step (eg, a stack step) (S100), a pre-welding step (S200), a main welding step (S300), and a folding step. (S400), including a prismatic cell assembly step (S500). According to an embodiment of the present invention, after the main welding step (S300), the step of connecting the current collector and the cap plate by spinning (S310, S320, S330) is further included. And it may further include a bus bar connection connection step (S600) after the prismatic cell assembly step (S500).

젤리 롤 마련 단계(또는 스택 단계)Jelly Roll Preparation Step (or Stack Step)

젤리 롤을 마련하는 단계인 스택 단계(S100)는 전극 조립체를 상하로 적층하여 스택 구조체(11)를 만드는 단계이다(도 4 참조). 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스택 구조체(11)의 예시적 형상을 보여준다. 다만, 도시된 스택 구조체(11)는 하나의 바람직한 예시적 형상으로서 본 발명은 반드시 이러한 형상에 제한되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 형상으로 변경하여 실시하여도 무방하다. 예를 들어 도 4에 도시된 스택타입 젤리 롤과 달리 각형권취타입 젤리 롤을 마련할 수 있으며, 이 밖에도 다양한 타입의 젤리 롤을 마련하여 이용할 수 있다. The stacking step (S100), which is a step of preparing a jelly roll, is a step of making the stack structure 11 by stacking the electrode assemblies up and down (see FIG. 4). 4 shows an exemplary shape of a stack structure 11 according to an embodiment of the present invention. However, the illustrated stack structure 11 is a preferred exemplary shape, and the present invention is not necessarily limited to this shape, and may be implemented by changing various shapes that are obvious to a person skilled in the art. For example, unlike the stack type jelly roll shown in FIG. 4, a square-shaped winding type jelly roll may be provided, and in addition, various types of jelly rolls may be provided and used.

프리 웰딩 단계Pre-welding stage

프리 웰딩 단계(S200)는 상기 스택 구조체(11, 도 4 참조)를 프리 웰딩(pre-welding)하여 젤리 롤(jelly- roll)(13, 도 5 참조)의 전극 무지부를 연결하는 단계이다(도 5 참조). 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리 롤(13)의 예시적 형상을 보여준다. 다만, 도시된 젤리 롤(13)는 하나의 예시적 형상으로서 본 발명은 이러한 형상에 제한되지 않으며, 통상의 기술자에게 자명한 다양한 형상으로 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 각형권취타입 젤리 롤을 이용할 수 있다. The pre-welding step (S200) is a step of pre-welding the stack structure 11 (see FIG. 4) to connect the electrode uncoated portions of the jelly-roll 13 (see FIG. 5) (FIG. 5). 5 shows an exemplary shape of a jelly roll 13 according to an embodiment of the present invention. However, the illustrated jelly roll 13 is an exemplary shape, and the present invention is not limited to this shape, and may be implemented by changing into various shapes that are obvious to a person skilled in the art. For example, a square wound type jelly roll can be used.

메인 웰딩 단계Main welding stage

메인 웰딩 단계(S300)는 젤리 롤(13, 도 5 참조)의 프리 웰딩(S200) 단계 이후에, 젤리 롤(13, 도 5 참조)에 터미널 및 캡(15, 도 6 참조)을 비롯하여 복수의 커런트 컬렉터를 웰딩(welding)하는 것을 말하는데, 이를 메인 웰딩(main-welding)이라 한다.In the main welding step (S300), after the pre-welding step (S200) of the jelly roll 13 (see FIG. 5), a plurality of terminals and caps 15 (see FIG. 6), including the jelly roll 13 (see FIG. 5), This refers to welding the current collector, which is called main-welding.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 커런트 컬렉터와 캡 플레이트를 스피닝(spinning) 가공으로 연결하는 단계는 메인 웰딩 단계(S300) 이후에 수행될 수 있는데, 이에 관하여는 후술하기로 한다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the step of connecting the current collector and the cap plate by spinning may be performed after the main welding step S300, which will be described later.

폴딩 및 각형 셀 조립 단계Folding and square cell assembly steps

폴딩 단계(S400)는 도 6에 도시된 바와 같이 양측으로 연결된 복수의 젤리 롤(13)이 마주하여 겹쳐지도록 폴딩(folding)시키는 단계이다. 폴딩 단계(S140)를 거쳐 복수의 젤리 롤(13)은 폴딩 구조체(17)의 형태로 제공될 수 있다(도 7 참조). 도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 젤리 롤(13)을 폴딩시킨 폴딩 구조체(17)의 개략적인 형상을 확인할 수 있다. 폴딩 구조체(17)의 상부에는 복수의 전극단자가 구비된 캡 플레이트(18)가 위치할 수 있다. The folding step (S400) is a step of folding so that the plurality of jelly rolls 13 connected to both sides face each other and overlap as shown in FIG. 6. After the folding step S140, the plurality of jelly rolls 13 may be provided in the form of a folding structure 17 (see FIG. 7 ). Referring to FIG. 7, a schematic shape of a folding structure 17 obtained by folding a plurality of jelly rolls 13 according to an embodiment of the present invention can be confirmed. A cap plate 18 including a plurality of electrode terminals may be positioned on the folding structure 17.

각형 셀 조립 단계(S500)는 각형 케이스(19)의 내부 수납공간으로 폴딩 구조체(17)를 수납하고, 각형 케이스(19)의 상부 개방 부위를 밀폐시키도록 캡 플레이트와 나머지 각형 셀 구성부품을 조립하는 단계이다(도 8 참조). 여기서, 각형 셀 구성부품이라 함은 다수의 절연부품, 다수의 리드, 가스켓 등이 다양하게 포함될 수 있는데 통상의 기술자에게 자명한 구성들을 더 포함시킬 수 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 케이스(19)를 이용하여 전체적으로 밀봉된 각형 셀(20)의 개략적인 형상을 확인할 수 있다. In the square cell assembly step (S500), the folding structure 17 is accommodated in the inner storage space of the square case 19, and the cap plate and the remaining square cell components are assembled to seal the upper opening of the square case 19. This is the step (see Fig. 8). Here, the angular cell component may include a plurality of insulating parts, a plurality of leads, a gasket, and the like, and may further include components that are obvious to a person skilled in the art. Referring to FIG. 8, a schematic shape of a prismatic cell 20 that is entirely sealed using a prismatic case 19 according to an embodiment of the present invention can be confirmed.

한편, 도 9를 참조하면 각형 셀(20)의 경우 캡 플레이트(18)를 통해 복수의 전극단자(50)를 포함하며, 복수의 전극단자(50)는 양극 및 음극 단자를 포함할 수 있다. 그리고 각각의 전극단자(50)는 돌출 헤드부(60)를 구비할 수 있다. 돌출 헤드부(60)는 전극단자(50)의 내측 중심에서 설정길이만큼 전극단자(50)의 중심방향으로부터 외측으로 연장하여 돌출되는 형상을 가진다. 예를 들어, 돌출 헤드부(60)는 전체 돌출 부위에 대해 단면 사이즈가 일정한 크기를 갖는 I형 단면을 가질 수 있다. 이러한 돌출 헤드부(60)는 부스 바의 접속 작업은 용이하게 하며, 스피닝 작업을 거쳐 납작한 형태의 변형 헤드부(300, 도 14 및 도 15 참조)로 소성변형 되어 부스 바(100)를 접속된 상태로 구속시킨다. Meanwhile, referring to FIG. 9, the prismatic cell 20 includes a plurality of electrode terminals 50 through the cap plate 18, and the plurality of electrode terminals 50 may include positive and negative terminals. In addition, each of the electrode terminals 50 may include a protruding head portion 60. The protruding head portion 60 has a shape extending outwardly from the center direction of the electrode terminal 50 by a set length from the inner center of the electrode terminal 50 and protruding from the inner center of the electrode terminal 50. For example, the protruding head portion 60 may have an I-shaped cross-section having a constant cross-sectional size with respect to the entire protruding portion. This protruding head part 60 facilitates the connection work of the bus bar, and is plastically deformed into a deformed head part 300 (see FIGS. 14 and 15) in a flat shape through spinning to connect the bus bar 100. Constrained to the state.

부스 바 접속 연결 단계Busbar connection connection steps

본 단계는 부스 바 접속 연결 단계로서, 이전 단계에서 각형 셀의 조립이 완료되면 각형 셀의 전극단자에 부스 바를 접속시켜 연결하는 단계를 말한다. This step is a busbar connection and connection step. When the assembly of the square cell is completed in the previous step, it refers to the step of connecting the busbar to the electrode terminal of the square cell and connecting it.

도 3을 참조하면, 부스 바 접속 연결 단계(S600)는 부스 바 접속 단계(S610), 전극단자의 돌출 헤드부 스피닝 단계(S620), 및 부스 바 연결 고정 단계(S630)를 포함한다. 그리고 도 12 내지 도 15는 부스 바 접속 연결 단계의 공정도 및 개념도를 나타내고 있다.Referring to FIG. 3, a bus bar connection and connection step (S600) includes a bus bar connection step (S610), a spinning step of the protruding head of the electrode terminal (S620), and a bus bar connection fixing step (S630). And Figures 12 to 15 show a process diagram and a conceptual diagram of the bus bar connection connection step.

부스 바 접속 단계(S610)는 각형 셀에 구비된 복수의 전극단자(50) 각각에 부스 바(100)를 접속시키는 단계이다. 부스 바(100)는 관통 홀(110)을 구비한다. 이 관통 홀(110)은 부스 바(100)의 길이 말단에 위치할 수 있는데, 전극단자(50), 더 구체적으로는 전극단자(50)로부터 외측으로 돌출된 돌출 헤드부(60)가 관통하는 구멍을 말한다. 관통 홀(110)은 전극단자(50) 및 돌출 헤드부(60)의 단면 크기 및 형상에 대응하여 이와 동일하거나 이보다 큰 단면의 홀을 갖는 것이 바람직하다. 다시 말해, 관통 홀(110)에 전극단자(50) 및 돌출 헤드부(60)가 삽입되는 작업을 쉽게 하기 위해서는 관통 홀(110)을 약간 큰 사이즈로 형성할 수 있다.The bus bar connection step (S610) is a step of connecting the bus bar 100 to each of the plurality of electrode terminals 50 provided in the prismatic cell. The bus bar 100 has a through hole 110. The through hole 110 may be located at the end of the length of the bus bar 100, and the electrode terminal 50, more specifically, the protruding head portion 60 protruding outward from the electrode terminal 50 penetrates. Say the hole. It is preferable that the through hole 110 has a hole having the same or larger cross-section corresponding to the cross-sectional size and shape of the electrode terminal 50 and the protruding head 60. In other words, in order to facilitate the operation of inserting the electrode terminal 50 and the protruding head 60 into the through hole 110, the through hole 110 may be formed in a slightly larger size.

한편, 부스 바(100)의 일면에는 관통 홀(110)의 주변을 둘러 부스 바(100)의 두께 내부방향으로 설정 깊이 함몰된 부스 바 환형 홈(120, 도 14 참조)이 더 구비될 수 있다. 부스 바 환형 홈(120, 도 14 참조)은 후술할 스피닝 단계(S620)를 거친 후 돌출 헤드부(60)가 스피닝 툴(210, 도 12 참조)에 의해 납작하게 눌러져 소성 변형되는 경우 변형 헤드부(300)가 밀착하여 수용되는 수용공간을 제공한다. 다시 말해, 부스 바 환형 홈(120, 도 13 참조)은 변형 헤드부(300)의 중앙부(310) 높이를 부스 바(100)의 상부 면 높이와 맞추어 평평하게 해주기 위해서(도 14 참조), 변형 헤드부(300)의 확장부(320)가 삽입되어 수용될 수 있는 크기의 홈을 말한다. Meanwhile, a busbar annular groove 120 (refer to FIG. 14) that is deeply depressed set in the thickness of the bus bar 100 in the inner direction of the thickness of the bus bar 100 may be further provided on one surface of the bus bar 100. . Bus bar annular groove 120 (refer to FIG. 14) is plastically deformed when the protruding head 60 is pressed flat by a spinning tool 210 (refer to FIG. 12) after going through a spinning step (S620) to be described later. It provides an accommodation space in which 300 is closely adhered to. In other words, the busbar annular groove 120 (refer to FIG. 13) is in order to flatten the height of the central portion 310 of the deformable head portion 300 with the height of the upper surface of the bus bar 100 (see FIG. 14). It refers to a groove having a size in which the extension part 320 of the head part 300 is inserted and accommodated.

이에 따라, 부스 바(100)와 변형 헤드부(300) 간의 견고한 밀착 고정 구조를 확보하면서도, 부스 바(100)의 표면 상으로 돌출된 형상부위가 남지 않아 상대적으로 매끈한 표면 처리 및 마감 형상을 제공할 수 있다. Accordingly, while securing a solid tight fixing structure between the bus bar 100 and the deformable head part 300, there is no remaining shape part protruding on the surface of the bus bar 100, providing a relatively smooth surface treatment and a finished shape. can do.

이에 더하여, 본 발명의 실시예에 따르면 도 12에 도시된 바와 같이 스피닝 단계(S300)를 거친 이후 변형 헤드부(300)가 부스 바의 상부 면으로부터 소정 높이만큼 돌출되는 형상을 가질 수도 있다. 이 밖에도 별도로 도시하진 않았으나, 본 발명의 실시예에 따르면 스피닝 단계(S300)를 거친 이후 변형 헤드부(300)의 형상이 스피닝 툴(210, 도 13 참조)의 경사 각도(a) 조절에 따라 변형 헤드부(300)의 중심부위만이 위로 돌출되는 원뿔 형상을 가질 수도 있다. 만일, 원뿔 형상을 가질 경우 중심부(310)를 향할수록 확장부(320)의 두께가 점진적으로 증가되는 형상을 가질 수 있어 외부 진동 및 충격에 대해 부스 바 연결구조의 형상 변형을 방지할 수 있으며, 필요한 구조적 강도를 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, after passing through the spinning step S300, the deformable head part 300 may have a shape protruding from the upper surface of the bus bar by a predetermined height. In addition, although not shown separately, according to the embodiment of the present invention, the shape of the deformable head part 300 after passing through the spinning step (S300) is deformed according to the adjustment of the inclination angle (a) of the spinning tool 210 (refer to FIG. 13). Only the central portion of the head portion 300 may have a conical shape protruding upward. If it has a conical shape, it may have a shape in which the thickness of the extension part 320 gradually increases as it faces the center 310, so that the shape deformation of the busbar connection structure against external vibration and shock can be prevented. It has the advantage of increasing the necessary structural strength.

전극단자의 돌출 헤드부 스피닝 단계(S620)는 부스 바(100)의 관통 홀(110)에 접속된 전극단자(50)의 돌출 헤드부(60)를 스피닝(spinning) 가공하는 단계이다. 스피닝 단계(S220)를 거쳐 돌출 헤드부(60)의 가공 전 I형 단면으로 돌출된 형상은 도 14(또는 도 15)에 도시된 것과 같이 납작하게 눌러져 변형된다. 변형된 돌출 헤드부(60)를 변형 헤드부(300)라 한다. 변형 헤드부(300)는 부스 바(100)를 가압하여 연결상태를 유지시켜준다. Spinning the protruding head part of the electrode terminal (S620) is a step of spinning the protruding head part 60 of the electrode terminal 50 connected to the through hole 110 of the bus bar 100. The shape protruding into the I-shaped cross section before the processing of the protruding head 60 through the spinning step S220 is deformed by being pressed flat as shown in FIG. 14 (or FIG. 15). The deformed protruding head portion 60 is referred to as a deformed head portion 300. The deformable head part 300 pressurizes the bus bar 100 to maintain the connected state.

스피닝 작업은 전용의 스피닝 장치(200, 도 12 및 도 13 참조)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 12 및 도 13을 참조하면 스피닝 장치(200)는 스피닝 툴(210)과 스피닝 본체(220)를 포함한다. 스피닝 툴(210)은 설정방향(R)을 따라 고속 회전한다. 스피닝 툴(210)은 고속 회전하면서 전극단자(50)의 돌출 헤드부(60)의 상부(및 상부 일측)에 접촉되며, 돌출 헤드부(60)의 돌출 형상을 납작하게 소성 변형시킬 수 있다. 그 결과 돌출 헤드부(60)는 부스 바(100)를 가압하여 연결상태를 고정시켜주는 변형 헤드부(300)의 형상으로 변형될 수 있다. The spinning operation may be performed by a dedicated spinning device 200 (see FIGS. 12 and 13 ). For example, referring to FIGS. 12 and 13, the spinning apparatus 200 includes a spinning tool 210 and a spinning body 220. The spinning tool 210 rotates at high speed along the setting direction R. The spinning tool 210 is in contact with the upper portion (and one side of the upper portion) of the protruding head portion 60 of the electrode terminal 50 while rotating at high speed, and may plastically deform the protruding shape of the protruding head portion 60 to be flat. As a result, the protruding head portion 60 may be deformed into a shape of a deformable head portion 300 that fixes the connection state by pressing the bus bar 100.

스피닝 본체(220)는 스피닝 툴(210)에 회전력을 제공하는 스피닝 장치(200)의 메인 몸체를 말한다. 예를 들어, 스피닝 본체(220)는 전극단자(50)의 돌출 헤드부(60)를 기준으로 스피닝 툴(210)의 상대 높이를 조절할 수 있으며, 전극단자(50)의 중심방향(C.L)을 기준으로 스피닝 툴(210)이 경사진 자세를 갖도록 설정각도 범위 내에서 틸팅 구동할 수 있다. 여기서, 경사각(a)은 필요에 따라 0~30도의 범위 내에서 정해질 수 있는데, 스피닝 툴(210)의 선단부(211)가 돌출 헤드부(60)를 향하여 대면하는 위치가 변경될 수 있어 돌출 헤드부(60)를 다양한 형상으로 변형시킬 수 있다. 예를 들어, 스피닝 툴(210)의 선단부(211)가 돌출 헤드부(60)의 원주 테두리 부위, 즉 돌출 헤드부의 외측(61)에 대면하도록 스피닝 툴(210)의 경사진 자세가 조절될 경우, 변형 헤드부(300)는 도 14 및 도 15에 도시된 평평한 형상이 아닌 원뿔 형상으로 중심부가 높게 돌출된 형상으로 가공될 수도 있다. The spinning body 220 refers to a main body of the spinning device 200 that provides rotational force to the spinning tool 210. For example, the spinning body 220 may adjust the relative height of the spinning tool 210 with respect to the protruding head 60 of the electrode terminal 50, and adjust the center direction CL of the electrode terminal 50. As a reference, the spinning tool 210 may be tilted within a set angle range to have an inclined posture. Here, the inclination angle (a) may be determined within the range of 0 to 30 degrees as necessary, and the position where the tip portion 211 of the spinning tool 210 faces toward the protruding head portion 60 may be changed, so that the protrusion The head part 60 can be transformed into various shapes. For example, when the inclined posture of the spinning tool 210 is adjusted so that the tip 211 of the spinning tool 210 faces the circumferential edge of the protruding head 60, that is, the outer 61 of the protruding head , The deformable head part 300 may be processed into a shape in which the center protrudes high in a conical shape instead of the flat shape shown in FIGS. 14 and 15.

부스 바(100)는 전극단자에 접속된 상태에서 변형 헤드부(300)에 의해 위에서 눌러지는 형태로서, 필요한 결합력이 확보될 수 있다. 이에 따라, 용접 등을 이용하지 않아 열 충격에 의한 변형을 방지할 수 있으며, 리벳 등 기계요소를 이용한 체결 시 진동 또는 외력에 의해 결합력이 약화되는 것을 방지할 수 있다. The bus bar 100 is pressed from the top by the deformable head part 300 in a state connected to the electrode terminal, and a necessary coupling force can be secured. Accordingly, it is possible to prevent deformation due to thermal shock by not using welding or the like, and it is possible to prevent the coupling force from being weakened due to vibration or external force when fastening using mechanical elements such as rivets.

부스 바 연결 고정 단계(S630)는 스피닝 가공에 의해 소성 변형된 변형 헤드부(300)를 이용하여 전극단자와 부스 바 사이를 필요한 결합력으로 연결시켜 부스 바 연결구조를 형성하는 단계를 말한다. The busbar connection fixing step (S630) refers to a step of forming a busbar connection structure by connecting the electrode terminal and the busbar with a necessary coupling force using the deformable head part 300 plastically deformed by spinning.

도 14 및 도 15를 참조하면, 부스 바 연결구조를 갖는 각형 셀의 최종 형상을 보여준다. 부스 바(100)의 관통 홀(110)은 변형 헤드부(300)의 확장부(320)의 단면에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 구체적인 예로서, 관통 홀(110)의 상단부는 확장부(320)의 단면 크기보다 조금 크게 형성되며, 관통 홀 하단부(130)는 변형 헤드부(300)의 스피닝 가공 전 형상, 즉 돌출 헤드부(60)에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 14 and 15, the final shape of a prismatic cell having a bus bar connection structure is shown. The through hole 110 of the bus bar 100 may have a size corresponding to the cross-section of the extension part 320 of the deformable head part 300. As a specific example, the upper end of the through hole 110 is formed slightly larger than the cross-sectional size of the expansion part 320, and the lower end of the through hole 130 has a shape before the spinning process of the deformable head part 300, that is, a protruding head part ( It may have a size corresponding to 60).

커런트 컬렉터 연결구조 스피닝 가공Spinning of current collector connection structure

이하, 본 발명의 일 실시예에 따르는 커런트 컬렉터 연결구조 스피닝 가공 단계에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a description will be given of the spinning process step of the current collector connection structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면 젤리 롤과 커런트 컬렉터를 연결하는 메인 웰딩 단계 또는 그 이후에 커런트 컬렉터와 캡 플레이트를 스피닝(spinning) 가공으로 연결하는 단계를 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a main welding step of connecting the jelly roll and the current collector or a step of connecting the current collector and the cap plate by spinning may be performed after that.

다시 말해, 커런트 컬렉터와 캡 플레이트를 스피닝 가공하는 단계는 메인 웰딩 단계 이후에 수행될 수 있다. In other words, the spinning process of the current collector and the cap plate may be performed after the main welding step.

도 2는 커런트 컬렉터와 캡 플레이트를 스피닝 가공하는 단계의 세부 단계를 나타낸 순서도이다. 도 2를 참조하면, 커런트 컬렉터 연결 위치 정렬 단계(S310), 돌기 헤드부 스피닝 단계 (S320), 커런트 컬렉터 연결 고정 단계(S330)를 포함한다. Figure 2 is a flow chart showing the detailed steps of the spinning process of the current collector and the cap plate. Referring to FIG. 2, a current collector connection position alignment step (S310), a protrusion head spinning step (S320), and a current collector connection fixing step (S330) are included.

커런트 컬렉터 연결 위치 정렬 단계Current collector connection position alignment steps

본 단계는 커런트 컬렉터 연결 위치 정렬 단계(S310)로서, 캡 플레이트(18)의 타면으로부터 설정길이로 돌출된 돌기(400)를 커런트 컬렉터(500)의 홀(510)에 삽입시켜 커런트 컬렉터(500)의 연결 위치를 정렬하는 단계를 말한다. This step is a current collector connection position alignment step (S310), by inserting the protrusion 400 protruding from the other surface of the cap plate 18 to a set length into the hole 510 of the current collector 500 to insert the current collector 500. It refers to the step of aligning the connection position.

도 9을 참조하면, 캡 플레이트(18)의 타면에 돌기(400)가 설정길이로 돌출되고, 커런트 컬렉터(500)에는 돌기(400)가 관통하는 홀(510)이 구비된다. Referring to FIG. 9, a protrusion 400 protrudes to a set length on the other surface of the cap plate 18, and a hole 510 through which the protrusion 400 passes is provided in the current collector 500.

홀(510)은 돌기(400) 및 돌기 헤드부(410)의 단면 크기에 대응하여 동일하거나 이보다 큰 단면 크기를 갖도록 형성될 수 있다. The hole 510 may be formed to have the same or larger cross-sectional size corresponding to the cross-sectional sizes of the protrusion 400 and the protrusion head portion 410.

한편, 커런트 컬렉터(500)의 일면에는 홀(510)의 주변을 둘러 커런트 컬렉터(500)의 두께 내부방향으로 설정 깊이 함몰된 커런트 컬렉터 환형 홈(520, 도 11 참조)이 더 구비될 수 있다. 커런트 컬렉터 환형 홈(520, 도 11 참조)은 돌기 헤드부(410)가 스피닝 툴(610, 도 9 참조)에 의해 스피닝 가공되어 확장단면부(700)를 가질 때, 확장단면부(700)의 적어도 일부가 밀착하여 수용되는 수용공간을 제공한다. On the other hand, a current collector annular groove 520 (refer to FIG. 11) may be further provided on one surface of the current collector 500 and depressed by a set depth in the thickness inner direction of the current collector 500 around the hole 510. The current collector annular groove 520 (refer to FIG. 11) is formed by spinning the protruding head portion 410 by a spinning tool 610 (refer to FIG. 9) to have an extended cross-section 700. Provides an accommodation space in which at least some of them are closely adhered to.

다시 말해, 커런트 컬렉터 환형 홈(520, 도 11 참조)은 확장단면부(700)의 중앙부(710) 높이를 커런트 컬렉터(500)의 상부 면 높이와 맞추어 평평하게 해주기 위해서, 미리 커런트 컬렉터(500)에 마련될 수 있다. 커런트 컬렉터 환형 홈(520, 도 11 참조)은 커런트 컬렉터(500)와 확장단면부(700) 간의 밀착력을 높이고 커런트 컬렉터(500)의 표면 상으로 돌출된 형상이 없도록 매끈한 표면 처리가 가능한 장점이 있다. 이 밖에도 별도로 도시하진 않았으나 확장단면부(700)가 커런트 컬렉터(500)의 상부로 소정 높이 돌출되는 형상을 가질 수도 있으며, 스피닝 툴(610, 도 10 참조)의 경사 각도(a) 조절에 따라 확장단면부(700)의 중심부위만이 위로 돌출된 원뿔 형상을 가질 수도 있다. 만일, 확장단면부(700)가 원뿔 형상일 경우, 중심부(310)를 향할수록 확장부(320)의 두께가 점진적으로 증가되는 형상을 가짐에 따라 확장단면부가 외부 진동 및 충격에 의해 형상 변형되어 커런트 컬렉터 연결구조가 헐거워지거나 연결상태가 약화되는 것을 방지하는 효과를 향상시킬 수 있다. 그리고 필요한 구조적 강도를 향상시킬 수 있다. In other words, the current collector annular groove 520 (refer to FIG. 11) is in advance to make the height of the central portion 710 of the extended cross-sectional portion 700 flat with the height of the upper surface of the current collector 500, in advance, the current collector 500 Can be provided in. The current collector annular groove 520 (refer to FIG. 11) has the advantage of increasing the adhesion between the current collector 500 and the extended cross-section 700 and enabling a smooth surface treatment so that there is no protruding shape on the surface of the current collector 500. . In addition, although not separately shown, the extended cross-sectional portion 700 may have a shape protruding a predetermined height above the current collector 500, and it is extended according to the adjustment of the inclination angle (a) of the spinning tool 610 (refer to FIG. 10). Only the central portion of the cross-sectional portion 700 may have a conical shape protruding upward. If the extended cross-sectional portion 700 has a conical shape, as the thickness of the extended portion 320 gradually increases toward the center 310, the extended cross-sectional portion is transformed in shape due to external vibration and shock. The effect of preventing the current collector connection structure from loosening or weakening of the connection state can be improved. And it can improve the necessary structural strength.

돌기 헤드부 스피닝 단계Spinning step of the protruding head

본 단계는 돌기 헤드부 스피닝 단계(S320)로서, 커런트 컬렉터(500)의 홀(510)을 관통한 돌기(400), 더 구체적으로는 돌기 헤드부(410)를 스피닝(spinning) 가공하는 단계이다. This step is a spinning step of the protrusion head (S320), which is a step of spinning the protrusion 400, more specifically, the protrusion head 410 through the hole 510 of the current collector 500. .

돌기 헤드부(410)는 커런트 컬렉터(500)의 두께보다 큰 돌출길이를 가지며, 돌기(400)가 홀에 삽입 시 돌기 헤드부(410)가 커런트 컬렉터(500)의 상부로 설정길이만큼 돌출되는 구조로 제공될 수 있다.The protrusion head 410 has a protrusion length greater than the thickness of the current collector 500, and when the protrusion 400 is inserted into the hole, the protrusion head 410 protrudes above the current collector 500 by a set length. It can be provided in a structure.

돌기 헤드부(410)는 스피닝 가공 전에는 I형 단면으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 본 단계를 거쳐 스피닝 가공이 이루어지고 난 이후에는 돌기 헤드부(410)는 단면이 폭 방향으로 확장된 확장단면부(700, 도 11 참조)로 소성 변형될 수 있다. The protruding head portion 410 may have a shape protruding in an I-shaped cross section before spinning. After the spinning process is performed through this step, the protruding head portion 410 may be plastically deformed into an expanded cross-sectional portion 700 (see FIG. 11) whose cross-section is extended in the width direction.

확장단면부(700, 도 11 참조)는 커런트 컬렉터(500)의 상부에서 커런트 컬렉터(500)를 아래로 가압하여 커런트 컬렉터(500)의 연결을 견고하게 고정시킬 수 있다. The extended cross-sectional portion 700 (see FIG. 11) may firmly fix the connection of the current collector 500 by pressing the current collector 500 downward from the top of the current collector 500.

본 단계(S400)에서의 스피닝 작업은 전용의 스피닝 장치(600)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 스피닝 장치(600)는 스피닝 툴(610)과 스피닝 본체(620)를 포함하여 구성될 수 있다(도 9 및 도 10 참조). The spinning operation in this step S400 may be performed by a dedicated spinning device 600. For example, the spinning apparatus 600 may include a spinning tool 610 and a spinning body 620 (see FIGS. 9 and 10 ).

스피닝 툴(610)은 설정방향(R)을 따라 고속 회전하며, 돌기 헤드부(410)의 상부(및 상부 일측)에 접촉되며 돌기 헤드부(410)의 형상을 확장단면부(700, 도 11 참조)로 소성 변형시킬 수 있다. The spinning tool 610 rotates at a high speed along the setting direction (R), and is in contact with the upper (and upper one side) of the protruding head part 410, and extends the shape of the protruding head part 410 to the expanded cross-sectional part 700, FIG. 11 Can be plastically deformed.

스피닝 본체(620)는 스피닝 툴(610)에 회전력을 제공할 수 있다. 또한, 스피닝 본체(620)는 돌기 헤드부(410)를 기준으로 스피닝 툴(610)의 상대 높이를 조절할 수 있으며, 돌기 헤드부(410)의 중심방향(C.L)을 기준으로 스피닝 툴(610)이 경사진 자세를 갖도록 설정각도 범위 내에서 틸팅 구동할 수 있다.The spinning body 620 may provide rotational force to the spinning tool 610. In addition, the spinning body 620 may adjust the relative height of the spinning tool 610 with respect to the protruding head portion 410, and the spinning tool 610 based on the center direction CL of the protruding head portion 410 The tilting drive can be performed within a set angle range to have this inclined posture.

여기서, 경사각(a)은 필요에 따라 0~30도의 범위 내에서 정해질 수 있는데, 스피닝 툴(610)의 선단부(611)가 돌기 헤드부(410)를 향하여 대면하는 위치가 변경될 수 있어 돌기 헤드부(410)를 다양한 형상으로 변형시킬 수 있다. Here, the inclination angle (a) may be determined within the range of 0 to 30 degrees as necessary, and the position where the tip portion 611 of the spinning tool 610 faces toward the protrusion head portion 410 may be changed. The head part 410 can be transformed into various shapes.

예를 들어, 스피닝 툴(610)의 선단부(611)가 돌기 헤드부(410)의 원주 테두리 부위, 즉 돌기 헤드부의 외측(411)에 마주하도록 스피닝 툴(610)의 자세가 경사지게 조절될 경우, 확장단면부(700, 도 11 참조)는 도시된 바와 같은 평평한 형상이 아니라 원뿔 형상으로 중심부가 높게 돌출된 형상으로 가공될 수도 있다. For example, when the posture of the spinning tool 610 is adjusted to be inclined so that the tip portion 611 of the spinning tool 610 faces the circumferential edge portion of the protrusion head portion 410, that is, the outside 411 of the protrusion head portion, The expanded cross-sectional portion 700 (see FIG. 11) may be processed into a shape in which the center protrudes high in a conical shape rather than a flat shape as shown.

이와 같이, 확장단면부(700, 도 11 참조)는 커런트 컬렉터(500)를 눌러 가압하여 연결부위를 견고하게 해주며, 또한, 형상적인 특징에 따라 커런트 컬렉터(500)의 분리를 방지하는 장점이 있다. 따라서, 레이저 용접 등을 이용하지 않아도 되어 열 충격에 의한 변형을 방지할 수 있으며, 리벳 등 기계요소를 이용한 체결 시 진동 및 충격에 취약한 문제도 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 차량 등의 동력장치에 적용할 경우 그 효과는 더욱 더 향상될 수 있다. In this way, the extended cross-sectional portion 700 (see FIG. 11) presses and presses the current collector 500 to strengthen the connection portion, and also has the advantage of preventing the separation of the current collector 500 according to its shape characteristics. have. Therefore, it is not necessary to use laser welding or the like, so that deformation due to thermal shock can be prevented, and problems that are vulnerable to vibration and impact when fastening using mechanical elements such as rivets can be prevented. Therefore, when applied to a power device such as a vehicle, the effect can be further improved.

커런트 컬렉터 연결 고정 단계Current collector connection fixed stage

본 단계는 커런트 컬렉터 연결 고정 단계(S330)로서, 스피닝 가공에 의해 소성 변형된 돌기 헤드부(410)의 확장단면부(700)를 이용하여 상기 커런트 컬렉터(500)를 정렬된 위치에 견고하게 연결시켜 고정하는 단계를 말한다. This step is a current collector connection and fixing step (S330), and the current collector 500 is firmly connected to the aligned position using the expanded cross-section 700 of the protruding head 410 plastically deformed by spinning. It refers to the step of fixing it.

도 11를 참조하면, 확장단면부(700)의 형상과 커런트 컬렉터(500) 간의 결합 관계를 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 확장단면부(700)는 커런트 컬렉터(500)의 홀(510)을 관통한 돌기의 헤드부가 스피닝 가공에 의해 변형된 것으로, 이러한 확장단면부(700)의 밀착 및 가압 작용에 의해 커런트 컬렉터(500)는 견고하게 접합되며, 필요한 결합력이 확보될 수 있다. Referring to FIG. 11, a coupling relationship between the shape of the extended cross-sectional portion 700 and the current collector 500 can be confirmed. As shown, the extended cross-sectional portion 700 is the head portion of the protrusion passing through the hole 510 of the current collector 500 is deformed by spinning, and the contact and pressing action of the extended cross-sectional portion 700 As a result, the current collector 500 is firmly bonded, and a necessary bonding force can be secured.

이때, 커런트 컬렉터(500)의 홀(510) 주변으로는 커런트 컬렉터 환형 홈(520)이 형성되는데, 이 환형 홈(520)을 통해 확장부(720)의 하부가 일부 삽입되어 밀착되며 상호 보다 넓은 면적으로 접촉 고정될 수 있다. 이로써, 커런트 컬렉터 환형 홈(520)은 커런트 컬렉터(500)와 확장단면부(700) 간의 접촉면적을 증가시켜 견고한 연결상태를 유지하기 위해 필요한 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다. 아울러, 확장단면부(700)의 중앙부(710) 높이를 커런트 컬렉터(500)의 상부 면 높이와 맞추어 평평하게 해줄 수 있어, 커런트 컬렉터(500)의 표면 위로 확장단면부(700)가 돌출되지 않도록 하여 매끈한 표면 처리가 가능한 장점이 있다. At this time, around the hole 510 of the current collector 500, a current collector annular groove 520 is formed. Through the annular groove 520, the lower portion of the expansion part 720 is partially inserted and adhered to each other. Can be fixed in contact with the area. As a result, the current collector annular groove 520 may increase the contact area between the current collector 500 and the extended cross-section 700 to further improve a coupling force required to maintain a solid connection state. In addition, it is possible to flatten the height of the central portion 710 of the extended sectional portion 700 with the height of the upper surface of the current collector 500, so that the extended sectional portion 700 does not protrude above the surface of the current collector 500. Therefore, there is an advantage that a smooth surface treatment is possible.

한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따르면 젤리 롤이 메인 웰딩으로 연결된 커런트 컬렉터를 캡 플레이트와 연결 시 스피닝 공법을 적용하는데 있어서, 전극 무지부가 위로 인출되어 연결되는 멀티탭 방식을 예로 들어 설명하였다. 다만, 별도로 도시하진 않았으나 본 발명은 상기의 멀티탭 방식에만 한정되지 않으며, 각형권취 시 전극 무지부를 양 측으로 인출하여 커런트 컬렉터와 메인 웰딩하는 사이드탭 방식의 경우에도 적용이 가능하며, 이 밖에도 통상의 기술자에게 자명한 다양한 관용의 방식에 적절히 변경하여 적용할 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention described above, in applying the spinning method when connecting the current collector to which the jelly roll is connected by main welding to the cap plate, the multi-tap method in which the electrode uncoated part is drawn out and connected has been described as an example. However, although not shown separately, the present invention is not limited to the above multi-tap method, and can also be applied to the case of a side tap method in which the uncoated electrode portion is drawn out to both sides during rectangular winding and main welding is performed with the current collector. It can be appropriately changed and applied to various methods of tolerance that are self-evident.

상술한 바와 같이 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 각형 셀에 커런트 컬렉터를 연결하는 구조를 개선하여, 각형 셀의 커런트 컬렉터의 고정 강도를 높일 수 있어 진동 및 외부 충격에 강인한 구조를 갖는 장점이 있다. As described above, according to the configuration and operation of the present invention, by improving the structure of connecting the current collector to the prismatic cell, it is possible to increase the fixing strength of the current collector of the prismatic cell, thereby having a structure that is strong against vibration and external shock.

또한, 스피닝 가공을 이용하면 커런트 컬렉트 소재와 이의 접합 부위 간의 이종재질에 따른 제약이 전혀 없다는 장점이 있으며, 레이저 용접 등을 이용하는 경우에 우려되는 열 충격 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다. In addition, when the spinning process is used, there is an advantage that there is no restriction due to the heterogeneous material between the current collector material and the joint portion thereof, and problems such as thermal shock, which are concerned when using laser welding, etc., can be prevented in advance.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 몇몇 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above with reference to the drawings illustrated for the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification, and various by a person skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformations can be made. In addition, even if not explicitly described and described the effect of the configuration of the present invention while describing some embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effect by the configuration should also be recognized.

S100: 스택 단계
S200: 프리 웰딩 단계
S300: 메인 웰딩 단계
S400: 폴딩 단계
S500: 각형 셀 조립 단계
S600: 부스 바 접속 연결 단계
11: 스택 구조체
13: 젤리 롤
15: 터미널 및 캡
17: 폴딩 구조체
18: 캡 플레이트
19: 케이스
20: 각형 셀
50: 전극단자
60: 돌출 헤드부
61: 돌출 헤드부의 외측
100: 부스 바
110: 관통 홀
120: 환형 홈
130: 관통 홀 하단부
200: 스피닝 장치
210: 스피닝 툴
211: 툴 선단부
220: 스피닝 본체
330: 변형 헤드부
310: 중앙부
320: 확장부
400: 돌기
410: 돌기 헤드부
411: 돌기 헤드부의 외측
500: 커런트 컬렉터
510: 홀
520: 환형 홈
530: 홀 하단부
600: 스피닝 장치
610: 스피닝 툴
611: 툴 선단부
620: 스피닝 본체
630: 변형 헤드부
700: 확장단면부
710: 중앙부
720: 확장부
S100: stack step
S200: pre-welding step
S300: main welding step
S400: folding step
S500: square cell assembly steps
S600: Busbar connection connection step
11: stack structure
13: jelly roll
15: terminal and cap
17: folding structure
18: cap plate
19: case
20: square cell
50: electrode terminal
60: protruding head
61: outside of the protruding head
100: bus bar
110: through hole
120: annular groove
130: lower through hole
200: spinning device
210: spinning tool
211: tool tip
220: spinning body
330: deformation head portion
310: central part
320: extension
400: protrusion
410: protruding head
411: outside of the protruding head
500: current collector
510: hall
520: annular groove
530: lower part of the hole
600: spinning device
610: spinning tool
611: tool tip
620: spinning body
630: deformation head portion
700: extended section
710: central part
720: extension

Claims (13)

(a) 젤리 롤을 마련하는 단계; (b) 상기 젤리 롤과 전극 무지부를 연결하는 프리 웰딩(pre-welding) 단계; (c) 상기 프리 웰딩이 완료된 상기 젤리 롤과 커런트 컬렉터를 연결하는 메인 웰딩(main-welding) 단계; 및 (d) 상기 메인 웰딩이 완료된 상기 젤리 롤을 각형 케이스에 수납하고, 상기 각형 케이스를 밀봉하도록 복수의 전극단자가 구비된 캡 플레이트를 조립하는 각형 셀 조립 단계;를 포함하며,
상기 (c) 단계 이후에, 상기 커런트 컬렉터와 상기 캡 플레이트를 스피닝(spinning) 가공으로 연결하는 단계로서, (c-1) 상기 캡 플레이트로부터 설정길이로 돌출된 돌기를 상기 커런트 컬렉터의 홀에 삽입시켜 상기 커런트 컬렉터의 연결 위치를 정렬하는 단계, (c-2) 상기 커런트 컬렉터의 홀을 관통하여 돌출된 돌기 헤드부를 스피닝 가공하여 소성 변형시키는 단계, 및 (c-3) 상기 스피닝 가공에 의해 소성 변형된 돌기 헤드부의 확장단면부를 이용하여 상기 커런트 컬렉터를 정렬된 위치에 연결시키는 단계를 더 포함하고,
상기 (c-1) 단계에서, 상기 홀은, 상기 돌기 및 상기 돌기 헤드부의 단면 크기에 대응하여 동일하거나 이보다 큰 단면 크기를 가지며, 상기 커런트 컬렉터의 일면에는 상기 홀의 주변을 둘러 상기 커런트 컬렉터의 두께 내부방향으로 설정 깊이 함몰된 커런트 컬렉터 환형 홈이 더 구비되고, 상기 커런트 컬렉터 환형 홈은 상기 돌기 헤드부가 스피닝 가공되어 상기 확장단면부를 가질 때, 상기 확장단면부의 적어도 일부가 밀착하여 수용되는 수용공간을 제공하며,
상기 확장단면부의 중앙부 높이를 상기 커런트 컬렉터의 상부 면 높이와 맞추어 평평하게 해주어, 상기 커런트 컬렉터와 상기 확장단면부 간의 밀착력을 높이고, 상기 커런트 컬렉터의 표면 상으로 돌출된 형상이 없도록 매끈한 표면을 형성하고,
상기 (c-2) 단계에서, 상기 돌기 헤드부는, 상기 커런트 컬렉터의 두께보다 큰 돌출길이를 가지며, 상기 돌기가 상기 홀에 삽입 시 상기 커런트 컬렉터의 상부로 설정길이만큼 돌출되며,
상기 (c-2) 단계에서, 상기 스피닝 작업은, 고속 회전하는 스피닝 툴과, 상기 스피닝 툴에 회전력을 제공하는 스피닝 본체를 포함하는 스피닝 장치에 의해 수행되되, 상기 돌기 헤드부를 기준으로 상기 스피닝 툴의 높이를 조절하며, 상기 돌기 헤드부의 중심방향을 기준으로 상기 스피닝 툴이 경사진 자세를 갖도록 설정각도 범위 내에서 틸팅 구동하여, 상기 스피닝 툴의 선단부가 상기 돌기 헤드부를 향하여 대면하는 위치가 변경 가능한 것을 특징으로 하는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
(a) preparing a jelly roll; (b) a pre-welding step of connecting the jelly roll and the electrode uncoated portion; (c) a main-welding step of connecting the jelly roll on which the pre-welding has been completed and the current collector; And (d) assembling a cap plate having a plurality of electrode terminals to accommodate the jelly roll on which the main welding has been completed in a prismatic case and seal the prismatic case.
After the step (c), a step of connecting the current collector and the cap plate through a spinning process, wherein (c-1) a protrusion protruding from the cap plate to a set length is inserted into the hole of the current collector. Aligning the connection positions of the current collectors, (c-2) plastically deforming the protruding head portion protruding through the hole of the current collector by spinning, and (c-3) plasticizing it by the spinning process. Further comprising the step of connecting the current collector to the aligned position using the extended cross-section of the deformed protrusion head,
In the step (c-1), the hole has a cross-sectional size equal to or greater than that corresponding to the cross-sectional size of the protrusion and the protrusion head, and the thickness of the current collector surrounds the hole on one surface of the current collector. The current collector annular groove is further provided with a set depth recessed in the inner direction, and the current collector annular groove has an accommodation space in which at least a part of the extended end face is in close contact with each other when the protruding head portion is spin-processed to have the extended end face. And
By flattening the height of the central portion of the expanded cross-section with the height of the upper surface of the current collector, increasing the adhesion between the current collector and the expanded cross-section, forming a smooth surface so that there is no protruding shape on the surface of the current collector. ,
In the step (c-2), the protrusion head portion has a protruding length greater than a thickness of the current collector, and when the protrusion is inserted into the hole, it protrudes to an upper portion of the current collector by a set length,
In the step (c-2), the spinning operation is performed by a spinning device including a spinning tool that rotates at high speed and a spinning body that provides rotational force to the spinning tool, with the spinning tool based on the protruding head. The height of the spinning tool is tilted within a set angle range so that the spinning tool has an inclined posture based on the center direction of the protruding head, so that the position where the tip of the spinning tool faces toward the protruding head can be changed. Characterized by
A method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (c-3) 단계에서,
상기 스피닝 가공에 의해 소성 변형된 돌기 헤드부의 확장단면부는, 상기 돌기에 접속된 상기 커런트 컬렉터를 소정의 힘으로 가압하여 접속 위치를 구속시키는 형상을 갖는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 1,
In step (c-3),
The expanded cross-sectional portion of the protrusion head part plastically deformed by the spinning process has a shape for restraining the connection position by pressing the current collector connected to the protrusion with a predetermined force.
A method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 젤리 롤은, 전극 조립체를 상하로 적층한 스택 구조체 형태의 스택타입 젤리 롤 또는 각형권취타입 젤리 롤인 것을 특징으로 하는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 1,
In the step (a), the jelly roll is a stack type jelly roll in the form of a stack structure in which the electrode assembly is stacked up and down, or a rectangular wound type jelly roll.
A method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에, 서로 연결된 상기 복수의 젤리 롤을 폴딩(folding)시켜 폴딩 구조체를 마련하는 단계;
를 더 포함하는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 1,
After the step (c), preparing a folding structure by folding the plurality of jelly rolls connected to each other;
Prismatic cell manufacturing method having a current collector connection structure further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계 이후에,
(e) 상기 조립된 각형 셀의 상기 복수의 전극단자에 부스 바를 스피닝 가공으로 연결시키는 단계;
를 더 포함하는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 1,
After step (d),
(e) connecting a bus bar to the plurality of electrode terminals of the assembled prismatic cell by spinning;
Prismatic cell manufacturing method having a current collector connection structure further comprising a.
제9항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
(e-1) 상기 복수의 전극단자 각각에 상기 부스 바를 접속시키는 단계;
(e-2) 상기 부스 바의 상부로 돌출된 상기 복수의 전극단자 각각의 돌출 헤드부를 스피닝(spinning) 가공하여, 상기 돌출 헤드부를 상기 부스 바를 가압 가능한 형태인 변형 헤드부로 변형시키는 단계; 및
(e-3) 상기 변형 헤드부를 이용하여, 상기 복수의 전극단자 각각과 상기 부스 바 사이를 필요한 결합력으로 연결시키는 부스 바 연결 단계;
를 포함하는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 9,
The step (e),
(e-1) connecting the bus bar to each of the plurality of electrode terminals;
(e-2) spinning the protruding heads of each of the plurality of electrode terminals protruding from the top of the bus bar to transform the protruding head into a deformable head that can pressurize the bus bar; And
(e-3) a bus bar connection step of connecting each of the plurality of electrode terminals and the bus bar with a necessary coupling force using the deformable head portion;
Prismatic cell manufacturing method having a current collector connection structure comprising a.
제10항에 있어서,
상기 (e-1) 단계에서,
상기 부스 바는, 적어도 일단부에 상기 전극단자가 관통하여 상호 접속되기 위한 관통 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 10,
In step (e-1),
The bus bar, characterized in that having a through hole through which the electrode terminal passes through at least one end and is interconnected.
A method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure.
제11항에 있어서,
상기 (e-2) 단계에서,
상기 돌출 헤드부는, 상기 전극단자의 내측 중심에서 설정길이만큼 상기 전극단자의 중심방향으로부터 외측으로 연장하여 돌출되는 형상을 갖는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법.
The method of claim 11,
In step (e-2),
The protruding head portion has a shape extending outwardly from the center direction of the electrode terminal by a set length from the inner center of the electrode terminal.
A method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure.
제1항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항의 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀 제조방법을 이용하여 제조된 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀로서,
상기 각형 셀은, 상기 캡 플레이트의 일면에 구비된 상기 복수의 전극단자 각각에 접속되는 부스 바와, 상기 캡 플레이트의 타면에 구비된 상기 복수의 돌기를 이용하여 연결되는 커런트 컬렉터를 포함하며,
상기 복수의 전극단자 각각에 돌출된 돌출 헤드부를 스피닝 가공하여 상기 복수의 변형 헤드부로 소성 변형시켜, 상기 복수의 변형 헤드부를 이용하여 상기 복수의 전극단자 각각과 상기 부스 바 사이를 연결시키는 부스 바 연결구조를 가지고, 상기 복수의 돌기 각각에 돌출된 돌기 헤드부를 스피닝 가공하여 소성 변형시켜, 상기 돌기 헤드부의 확장단면부를 이용하여 상기 복수의 돌기 각각과 상기 커런트 컬렉터 사이를 연결시키는 커런트 컬렉터 연결구조를 갖는
커런트 컬렉터 연결구조를 갖는 각형 셀.
A prismatic cell having a current collector connection structure manufactured using the method of manufacturing a prismatic cell having a current collector connection structure according to any one of claims 1, 6 to 12,
The prismatic cell includes a bus bar connected to each of the plurality of electrode terminals provided on one surface of the cap plate, and a current collector connected using the plurality of protrusions provided on the other surface of the cap plate,
A bus bar connection that connects each of the plurality of electrode terminals and the bus bar using the plurality of deformable head portions by spinning the protruding head portion protruding from each of the plurality of electrode terminals and plastically deforming into the plurality of deformable head portions Having a structure, and plastically deformed by spinning a protrusion head protruding to each of the plurality of protrusions, and having a current collector connection structure connecting each of the plurality of protrusions and the current collector using the expanded end portion of the protruding head part.
Prismatic cell with current collector connection structure.
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