KR102331724B1 - Method for Manufacturing Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안전성이 향상된 이차전지의 제조방법에 관한 것으로, 제1 및 제2 전극탭이 구비된 전극조립체를 케이스의 수용부에 삽입하는 단계, 상기 전극조립체가 수용된 케이스의 수용부에 전해액을 주입하고 실링부를 열융착하여 실링하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전극탭과 보호회로모듈을 용접하는 단계를 포함하고, 상기 용접하는 단계에서 용접은 지그에 의해 이루어지되, 상기 지그와 상기 제1 및 제2 전극탭과 접촉되는 영역에는 용접 부재가 구비되는 구성을 마련한다.
상기와 같은 이차전지의 제조방법을 이용하는 것에 의해, 용접시 발생될 수 있는 누전 및 단락의 위험을 사전에 예방할 수 있으므로 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery with improved safety, comprising the steps of inserting an electrode assembly having first and second electrode tabs into a receiving portion of a case, and injecting an electrolyte into the receiving portion of the case in which the electrode assembly is accommodated and sealing the sealing part by thermal fusion, and welding the first and second electrode tabs and the protective circuit module, wherein in the welding step, welding is performed by a jig, the jig and the first and a welding member is provided in a region in contact with the second electrode tab.
By using the manufacturing method of the secondary battery as described above, it is possible to prevent in advance the risk of electric leakage and short circuit that may occur during welding, so that the safety of the battery can be improved.
Description
본 발명은 이차전지의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전극탭과 보호회로모듈의 전극리드 간에 안전성이 향상된 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to a method for manufacturing a secondary battery with improved safety between an electrode tab and an electrode lead of a protection circuit module.
통상, 이차전지는 복수회의 충방전이 가능한 전지로, 최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 등의 산업이 발달함에 따라 휴대용 기기의 전원으로 채용이 용이한 이차전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 이차전지는 그 사용형태 및 사용량이 증가할수록 성능 및 안전성을 향상시키기 위하여 다양한 방면으로 연구가 진행되고 있다. In general, a secondary battery is a battery that can be charged and discharged multiple times, and as industries such as electricity, electronics, communication, and computer develop in recent years, the demand for a secondary battery that can be easily used as a power source for portable devices is increasing. Secondary batteries are being studied in various fields in order to improve their performance and safety as their usage patterns and usage increase.
이와 같이, 이차전지의 수요가 증가할수록 상기 이차전지의 제조공정을 효율적으로 수행하기 위하여 다양한 방면으로 연구되고 있다. 반면, 이차전지를 구성하는 리튬화합물의 반응성이 매우 크고, 동시에 단락 등의 위험이 있기 때문에 이차전지를 제조하는 공정에 대하여 변화가 쉽지 않은 실정이다. 따라서, 이차전지의 안전성 및 신뢰성을 그대로 유지하면서, 이차전지의 제조 공정을 단순화하여 생산성을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
As such, as the demand for secondary batteries increases, research is being conducted in various fields in order to efficiently perform the manufacturing process of the secondary batteries. On the other hand, since the reactivity of the lithium compound constituting the secondary battery is very high and there is a risk of a short circuit at the same time, it is difficult to change the process of manufacturing the secondary battery. Accordingly, various studies are being conducted to improve productivity by simplifying the manufacturing process of the secondary battery while maintaining the safety and reliability of the secondary battery.
본 발명은 전극조립체에서 전극탭과 보호회로모듈의 전극리드 간을 용접시, 전극탭과 지그 사이에 용접 부재를 두고 레이저 용접을 수행함에 의해 누전의 발생을 방지할 수 있어 안전성을 향상할 수 있는 이차전지의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In the present invention, when welding between an electrode tab and an electrode lead of a protective circuit module in an electrode assembly, by performing laser welding with a welding member between the electrode tab and the jig, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit, thereby improving safety. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a secondary battery.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 제1 및 제2 전극탭이 구비된 전극조립체를 케이스의 수용부에 삽입하는 단계, 상기 전극조립체가 수용된 케이스의 수용부에 전해액을 주입하고 실링부를 열융착하여 실링하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 전극탭과 보호회로모듈을 용접하는 단계를 포함하고, 상기 용접하는 단계에서 용접은 지그에 의해 이루어지되, 상기 지그와 상기 제1 및 제2 전극탭과 접촉되는 영역에는 용접 부재가 구비될 수 있다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention includes the steps of inserting an electrode assembly having first and second electrode tabs into a receiving portion of a case, and injecting an electrolyte into the receiving portion of the case in which the electrode assembly is accommodated. and sealing the sealing portion by injecting and heat-sealing the sealing portion, and welding the first and second electrode tabs and the protective circuit module, wherein in the welding step, welding is performed by a jig, the jig and the first A welding member may be provided in a region in contact with the first and second electrode tabs.
또 상기 지그는 상기 제1 및 제2 전극탭에 각각 간접 접촉하는 제1 및 제2 용접부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 용접부는 제1 및 제2 전극탭과 대응되게 형성될 수 있다.Also, the jig may include first and second welding portions indirectly contacting the first and second electrode tabs, respectively, and the first and second welding portions may be formed to correspond to the first and second electrode tabs.
또 상기 제1 및 제2 용접부 간의 거리는 제1 및 제2 전극탭 간의 거리와 대응될 수 있다.Also, a distance between the first and second welding portions may correspond to a distance between the first and second electrode tabs.
또 상기 용접 부재는 제1 및 제2 전극탭과 각각 대응되게 형성되는 제1 및 제2 용접 부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 용접 부재는 상기 지그의 제1 및 제2 용접부에 각각 결합될 수 있다.In addition, the welding member includes first and second welding members formed to correspond to the first and second electrode tabs, respectively, and the first and second welding members are respectively coupled to the first and second welding portions of the jig. can be
또 상기 용접은 레이저에 의해 수행될 수 있다.In addition, the welding may be performed by a laser.
또 상기 용접 부재는 열전도성 부재일 수 있다.In addition, the welding member may be a thermally conductive member.
또 상기 열전도성 부재는 납보다 더 높은 녹는점을 갖을 수 있다.In addition, the thermally conductive member may have a higher melting point than lead.
또한, 상기 용접 부재는 유리일 수 있다.
In addition, the welding member may be glass.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법에 의하면, 전극탭과 전극리드 간을 용접시 전극탭과 지그 사이에 별도의 용접 부재를 구비함으로써 용접시 발생될 수 있는 누전 및 단락의 위험을 사전에 예방할 수 있으므로 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the method for manufacturing a secondary battery according to the present invention, when a separate welding member is provided between the electrode tab and the jig when welding the electrode tab and the electrode lead, there is a risk of electric leakage and short circuit that may occur during welding. can be prevented in advance, so the safety of the battery can be improved.
본 발명에 따른 이차전지의 제조방법에 의하면, 용접 부재가 오직 제1 및 제2 연결탭에만 직접적으로 접촉할 수 있도록 구비됨에 의해 용접이 용이하고 작업효율을 향상시킬 수 있다.
According to the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, since the welding member is provided to directly contact only the first and second connection tabs, welding is easy and work efficiency can be improved.
도 1은 전극조립체가 케이스에 삽입되는 상태를 보여주는 사시도,
도 2는 전극조립체가 케이스에 삽입된 후, 실링부가 실링된 상태를 보여주는 사시도,
도 3은 용접하는 상태를 보여주는 사시도,
도 4는 도3의 용접시 상태를 보여주는 단면도.1 is a perspective view showing a state in which an electrode assembly is inserted into a case;
2 is a perspective view showing a state in which the sealing part is sealed after the electrode assembly is inserted into the case;
3 is a perspective view showing a welding state;
Figure 4 is a cross-sectional view showing a state during welding of Figure 3;
이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도시된 실시 예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the illustrated embodiments.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
The above and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 1은 전극조립체가 케이스에 삽입되는 상태를 보여주는 사시도이고, 도 2는 전극조립체가 케이스에 삽입된 후, 실링부가 실링된 상태를 보여주는 사시도이며, 도 3은 용접하는 상태를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 용접시 상태를 보여주는 단면도이다. 1 to 4 are views for explaining a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 1 is a perspective view showing a state in which an electrode assembly is inserted into a case, FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the sealing part is sealed after the electrode assembly is inserted into the case, and FIG. 3 is a perspective view showing a state of welding, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the welding state of FIG. 3 .
도 1을 참조하면, 먼저 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)이 구비된 전극조립체(110)를 케이스(120)의 수용부(123)에 삽입한다. Referring to FIG. 1 , first, the
상기 전극조립체(110)는 서로 적층된 제1 및 제2 극판(111, 112)과 세퍼레이터(113)를 권취하여 젤리롤(Jelly Roll) 형태로 제조하거나, 또는 복수개의 제1 및 제2 극판(111, 112)과 세퍼레이터(113)를 적층하여 스택(stack)형태로 제조하거나, 또는 권취 및 적층 양측 모두를 사용하여 제조할 수 있다. The
제1 극판(111)은 시트형태의 도전물질인 제1 기재에 제1 활물질을 간헐적으로 코팅하여 형성된 제1 활물질코팅부, 상기 제1 활물질이 코팅되지 않아 상기 제1 기재가 노출되는 부분인 제1 무지부로 이루어지고, 제1 전극탭(111a)은 상기 제1 무지부의 일측에 전기적으로 연결되어 제1 무지부의 일측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 극판(111)은 음극판일 수 있고, 상기 제1 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금을 포함하는 음극 활물질일 수 있다. 또한, 제1 전극탭(111a)의 일 영역에는 제1 필름부(114a)가 구비될 수 있다.The
제2 극판(112)은 상기 제1 극판(111)과 다른 극성을 갖는 것으로, 시트형태의 도전물질인 제2 기재에 제2 활물질을 간헐적으로 코팅하여 형성된 제2 활물질코팅부, 상기 제2 활물질이 코팅되지 않아 상기 제2 기재가 노출되는 부분인 제2 무지부로 이루어지고, 제2 전극탭(112a)은 상기 제2 무지부의 일측에 전기적으로 연결되어 제2 무지부의 일측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 극판(112)은 양극판을 포함하고, 상기 제2 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 또는 LiNi1 -x- yCoxMyO2등의 리튬을 포함하는 양극 활물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 전극탭(112a)의 일 영역에는 제2 필름부(114a)가 구비될 수 있다.The
세퍼레이터(113)는 상기 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 사이에 위치되어 권취되며, 제1 극판(111) 및 제2 극판(112) 사이를 상호 절연시킨다. 그리고, 세퍼레이터(113)는 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 간에 리튬이온이 교환될 수 있다. 이러한 세퍼레이터(113)는 전극조립체(110)가 수축 및 팽창되더라도 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 사이를 완전히 절연할 수 있도록 충분한 길이로 이루어지는 것이 바람직하다. The separator 113 is positioned and wound between the
케이스(120)는 전극조립체(110)를 수용하는 부재로서 상부 및 하부 케이스(121, 122)로 형성되고, 하부 케이스(122)에는 전극조립체(110) 및 전해액을 수용하는 수용부(123)가 형성되며, 상부 및 하부 케이스(121, 122)는 하부 케이스(122)의 외곽에 형성된 실링부(124)에 의해 상호 결합될 수 있다. 도 1에서는 상기 케이스(120)를 파우치형으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 원통형, 직육면체 및 코인형 등으로 제작가능하다.
The
다음에 상기 전극조립체(110)가 수용된 하부 케이스(121)의 수용부(123)에 전해액을 주입하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 실링부(124)를 열융착하여 실링한다. Next, an electrolyte is injected into the
상기 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)은 실링부(124)의 일 영역을 통하여 외부로 인출되는데, 이때, 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)이 실링부(124)의 끝단에서 노출되는 금속층과 접하게 되면 단락이 발생될 수 있다. 그러므로 하부 케이스(123)의 실링부(124)에 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)의 제1 및 제2 필름부(114a, 114b)가 안착되도록 위치시킨 후, 열융착을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 필름부(114a, 114b)는 실링부(124)와 유사한 물질로 이루어져 실링부(124)가 열융착될 때 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 실링부(124)가 더욱 긴밀하게 밀착될 수 있도록 촉매 역할을 할 수 있다.
The first and
그 후, 보호회로모듈(130)과 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)을 용접한다. 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 보호회로모듈(130)의 제1 및 제2 전극리드(131a, 131b)의 상부면에 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)을 위치시킨 후, 지그(140)를 이용하여 용접한다. 이때, 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 지그(140)가 접촉되는 영역에는 용접 부재(150)가 더 구비될 수 있다. Thereafter, the
예컨대, 상기 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b), 제1 및 제2 전극리드(151, 152), 용접 부재(150), 지그(140)는 각각 수직 방향으로 같은 선상에 위치되어 레이저에 의해 용접이 수행됨으로써 전기적으로 연결된다. For example, the first and
상기 지그(140)는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)에 각각 간접 접촉하는 제1 및 제2 용접부(151a, 151b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 용접부(151a, 151b)는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)의 형상 및 크기와 대응되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 용접부(151a, 151b) 사이의 영역(142)은 홈으로 형성될 수 있고, 제1 및 제2 용접부(151a, 151b) 간의 거리(W1)는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b) 간의 거리(W2)와 대응되게 형성될 수 있다. The
상기 용접 부재(150)는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 대응되게 형성되어 각각 접촉하는 제1 및 제2 용접 부재(151a, 151b)를 포함하고, 상기 용접 부재(150)는 열전도성 부재, 또는 유리로 이루어질 수 있는데, 용접 부재(150)가 열전도성 부재로 형성될 경우, 납보다 더 높은 녹는점을 갖는 재질로 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 용접 부재(150)는 용접시 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)의 상부에 각각 구비되거나, 상기 지그(140)의 제1 및 제2 용접부(141a, 141b)에 각각 결합되어 구비될 수 있다. 용접 부재(150)가 지그(140)의 제1 및 제2 용접부(141a, 141b)에 구비될 경우, 용접시 용접을 보다 용이하게 수행할 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.The
예컨대, 상기 용접 부재(150)는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 지그(140) 사이에 매개체로써 구비된다. 그러므로 용접 부재(150)가 열전도성 부재로 형성되는 경우에 용접 부재(150)는 레이저로부터의 받은 열을 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 제1 및 제2 전극리드(131a, 131b)에 간접적으로 전달하고, 용접 부재(150)가 유리로 형성되는 경우에는 레이저가 용접 부재(150)를 직접 투과하여 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 제1 및 제2 전극리드(131a, 131b)에 열을 직접전달한다.
For example, the
전술한 바와 같이, 보호회로모듈(130)의 제1 및 제2 전극리드(131a, 131b)의 상부에는 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)이 각각 위치되고, 지그(140)의 제1 및 제2 용접부(141a, 141b)에 결합되어 구비된 제1 및 제2 용접 부재(151a, 151b)가 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 수직 방향으로 같은 선상에 위치되었을 때, 레이저 용접을 실시한다. 이때, 제1 및 제2 전극탭(111a, 111b)과 제1 및 제2 전극리드(131a, 131b)는 직접 또는 간접적으로 전달된 열에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
As described above, the first and
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
The invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
110 : 전극조립체 111a : 제1 전극탭
111b : 제2 전극탭 120 : 케이스
130 : 보호회로모듈 131a : 제1 전극리드
131b : 제2 전극리드 140 : 지그
150 : 용접 부재
110:
111b: second electrode tab 120: case
130:
131b: second electrode lead 140: jig
150: welding member
Claims (8)
상기 전극조립체가 수용된 케이스의 수용부에 전해액을 주입하고 실링부를 열융착하여 실링하는 단계, 및
상기 실링하는 단계 이후에, 상기 전극조립체와 반대되는 실링부의 외부에 배치된 제1 및 제2 전극탭과 보호회로모듈을 용접하는 단계를 포함하고,
상기 용접하는 단계에서 용접은 지그에 의해 이루어지되, 상기 지그와 상기 제1 및 제2 전극탭과 접촉되는 영역에는 용접 부재가 구비되는 이차전지의 제조방법.
Inserting the electrode assembly provided with the first and second electrode tabs into the receiving portion of the case;
Injecting an electrolyte into the receiving part of the case in which the electrode assembly is accommodated and sealing the sealing part by heat sealing, and
After the sealing step, comprising the step of welding the first and second electrode tabs and the protective circuit module disposed outside the sealing portion opposite to the electrode assembly,
In the welding step, welding is performed by a jig, and a welding member is provided in a region in contact with the jig and the first and second electrode tabs.
상기 지그는 상기 제1 및 제2 전극탭에 각각 간접 접촉하는 제1 및 제2 용접부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 용접부는 제1 및 제2 전극탭과 대응되게 형성되는 이차전지의 제조방법.
According to claim 1,
The jig includes first and second welding portions respectively indirectly contacting the first and second electrode tabs,
The method of manufacturing a secondary battery in which the first and second welding portions are formed to correspond to the first and second electrode tabs.
상기 제1 및 제2 용접부 간의 거리는 제1 및 제2 전극탭 간의 거리와 대응되는 이차전지의 제조방법.
3. The method of claim 2,
A distance between the first and second welding portions corresponds to a distance between the first and second electrode tabs.
상기 용접 부재는 제1 및 제2 전극탭과 각각 대응되게 형성되는 제1 및 제2 용접 부재를 포함하고,
상기 제1 및 제2 용접 부재는 상기 지그의 제1 및 제2 용접부에 각각 결합되는 이차전지의 제조방법.
According to claim 1,
The welding member includes first and second welding members respectively formed to correspond to the first and second electrode tabs,
The method of manufacturing a secondary battery wherein the first and second welding members are respectively coupled to the first and second welding portions of the jig.
상기 용접은 레이저에 의해 수행되는 이차전지의 제조방법.
According to claim 1,
The welding is a method of manufacturing a secondary battery is performed by a laser.
상기 용접 부재는 열전도성 부재인 이차전지의 제조방법.
According to claim 1,
The welding member is a method of manufacturing a secondary battery that is a thermally conductive member.
상기 열전도성 부재는 납보다 더 높은 녹는점을 갖는 이차전지의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The method of manufacturing a secondary battery wherein the thermally conductive member has a melting point higher than that of lead.
상기 용접 부재는 유리인 이차전지의 제조방법.According to claim 1,
The method of manufacturing a secondary battery wherein the welding member is glass.
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