KR102346181B1 - 이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템 - Google Patents
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Abstract
이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템이 개시된다. 상기 이차전지용 전극단자의 제조방법은 내부식성을 향상시키고 절연필름 융착후에도 전해액 누출을 억제할 수 있는 이차전지용 전극단자를 제공할 수 있다.
Description
이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템에 관한 것이다.
본 특허출원은 산업통상자원부 재원으로 한 산업기술혁신사업의 지원을 받아 수행된 연구 결과이다.
반도체, 디스플레이와 더불어 IT 기기의 핵심부품으로 이차전지 산업이 각광 받고 있다. 최근에는 대용량 전지가 사용되는 전기자전거, 하이브리드 자동차(HEV), 전기자동차(EV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV) 및 에너지 저장장치(ESS) 등의 용도로써 그 사용이 증가되고 있다.
일반적인 이차전지의 부품 중의 하나인 전극단자(양극단자 및 음극단자)는 집전체의 말단부(즉, 전극탭)와 접촉 또는 접속되어 집전체와 외부를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이러한 전극단자는 그 일측이 이차전지의 단위셀 케이스 내부에 위치하고, 타측은 단위셀 케이스 외부에 위치하며, 단위셀 내부의 전해액이 전극단자와 케이스의 접합부위를 통해 누액되는 것을 방지하기 위하여 절연필름이 전극단자 중간에 부착된다.
이러한 전극단자는 통상 집전체와 동일한 재질을 사용하며, 외부 공기 및 이물에 의한 부식을 방지하기 위해 내부식성 금속으로 도금된다. 구체적으로, 양극단자 및 양극집전체는 알루미늄 재질일 수 있고, 음극단자 및 음극집전체는 구리 재질일 수 있으며, 이러한 알루미늄 또는 구리 재질의 전극단자는 산화가 잘되고 부식에 약하므로, 그 표면에 니켈 등을 도금하여 사용하고 있다.
그러나, 도금된 전극단자를 사용하여 이차전지를 구성하는 경우, 전지 내부의 집전체와 이종금속의 물성 차이로 전극단자의 접합이 곤란하고, 또한 이차전지 내부의 전극단자 도금이 전해액에 의해 녹아 분리막의 기공층을 막을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로, 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위만을 부분 도금하는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 종래의 전극단자의 부분 도금방법은 공정상 복잡하거나 전극단자의 엣지면까지 도금을 할 수 없어 여전히 내식성 저하 문제가 발생한다. 또한, 절단이 이루어진 전극단자의 엣지면은 이 부위에 절연필름이 견고하게 부착되기 어렵기 때문에 절연필름 융착후에도 전해액이 누출될 가능성이 있다.
일 측면은 전극단자의 내부식성을 향상시키고 절연필름 융착후에도 전해액 누출을 억제할 수 있는 이차전지용 전극단자의 제조방법을 제공하는 것이다.
다른 측면은 상기 이차전지용 전극단자의 제조방법에 사용되는 부분 도금 시스템을 제공하는 것이다.
또 다른 측면은 상기 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템에 사용되는 마스킹테이프를 제공하는 것이다.
또 다른 측면은 상기 제조방법에 의하여 제조된 이차전지용 전극단자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
띠 형상의 금속판의 양면에, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 단계 (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 커서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 측면까지 노출된다);
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 단계;
상기 금속판으로부터 상기 마스킹테이프를 제거하는 단계; 및
상기 금속판을 폭방향으로 절단하여 부분 도금된 전극단자를 얻는 단계;
를 포함하는 이차전지용 전극단자의 제조방법이 제공된다.
다른 측면에 따르면,
띠 형상의 금속판이 감긴 제1공급롤과, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프가 감긴 한 쌍의 제2공급롤을 포함하는 공급부 (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 크다);
상기 제1공급롤에서 이송된 상기 금속판의 양면에 상기 제2공급롤에서 이송된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 접착부 (여기서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 양 측면까지 노출된다); 및
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 양 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 도금부;
를 포함하는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템이 제공된다.
또 다른 측면에 따르면,
이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프로서,
직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성되고,
피도금되는 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 큰 것인 마스킹테이프가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면,
이차전지의 전극에서 인출된 전극탭과 접합되는 전극단자로서,
상기 전극단자는 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출된 부위가 상기 전극단자를 이루는 금속보다 내부식성이 높은 금속으로 도금되되,
상기 전극단자에서 상기 이차전지의 케이스와 수직으로 접하는 측면의 노출된 부위는 도금되고,
상기 전극단자에서 상기 이차전지의 케이스 외부로 노출된 부위 중 끝단의 측면은 비도금된 절단면으로 이루어진 것인 이차전지용 전극단자가 제공된다.
일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법은 내부식성을 향상시키고 절연필름 융착후에도 전해액 누출을 억제할 수 있는 이차전지용 전극단자를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 이차전지용 전극단자의 제조방법의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템의 구체예를 보여주는 개략도이다.
도 8은 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템의 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템의 구체예를 보여주는 개략도이다.
도 8은 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
일반적으로 전극단자를 도금하는 방법을 개략적으로 설명하면, 띠 형상의 금속판이 도금조를 통과하면서 도금된다. 이때, 이차전지의 케이스 외부로 노출되는 전극단자 부위만을 부분 도금하기 위하여, 기존에는 금속판의 길이방향을 따라 마스킹테이프를 연속적으로 부착하고 도금이 이루어질 부분만 선택적으로 노출시킨다. 이때, 도금이 이루어질 부분은 금속판의 폭방향 단부 중 일부가 금속판의 길이방향으로 띠 형태로 연속 노출된 상태이다. 이와 같이 마스킹된 금속판은 도금조를 통과하면서 노출된 부분만 길이방향으로 띠 형태로 부분 도금된다. 마스킹테이프가 제거된 후, 부분 도금된 금속판은 폭방향으로 절단하여 전극단자로 적용한다.
기존의 부분 도금 방식은, 도 1에서 보는 바와 같이, 금속판(10), 예를 들어 구리(Cu) 재질의 금속판에서 길이방향으로 띠 형태로 구리보다 내부식성이 큰 금속, 예컨대 니켈(Ni)로 부분 도금되어 도금된 영역(20)이 띠 형태로 형성되고, 부분 도금된 금속판은 폭방향으로 절단되고 이차전지의 케이스와 접합되는 부위에 절연필름(30)이 융착될 수 있다. 그러나, 이와 같이 기존의 부분 도금 방식은 전극단자의 절단면이 이차전지의 케이스와 수직으로 접하는 측면에 위치하게 되는데, 수직 방향의 절단면은 엣지처리가 되지 않기 때문에, 절단면에 절연필름이 견고하게 융착되기 어려워 절연필름 사이에 빈틈이 생길 수 있고, 이를 통해 절연필름 융착후에도 전해액이 누출될 수 있다.
본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 금속판의 부분 도금 방식을 개선하여 전극단자의 절단면의 위치를 변경하였으며, 이를 통해 절연필름을 절단면이 없는 측면에서 견고하게 융착시킬 수 있고, 절연필름 융착 후에도 전해액이 누출되는 것을 방지할 수 있고, 내부식성을 향상시킨 이차전지용 전극단자를 제조할 수 있다.
일 측면에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법은,
띠 형상의 금속판의 양면에, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 단계 (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 커서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 측면까지 노출된다);
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 단계;
상기 금속판으로부터 상기 마스킹테이프를 제거하는 단계; 및
상기 금속판을 폭방향으로 절단하여 부분 도금된 전극단자를 얻는 단계;
를 포함한다.
도 2는 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법에 의하여 얻어지는 부분 도금된 전극단자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 도금된 영역(20)과 비도금된 영역(10)이 반복되는 패턴으로 부분 도금된 금속판을 얻을 수 있고, 부분 도금된 금속판을 폭방향으로 절단하면, 절단면이 이차전지의 케이스와 수직으로 접하는 부분이 아닌 케이스 내부 및 외부 말단부에 위치하게 된다. 이차전지의 케이스와 수직으로 접하는 측면은 절단면이 아닌 충분히 엣지처리된 상태이므로, 절연필름(30)이 견고하게 융착될 수 있어 절연필름 사이에 빈틈이 생기지 않고, 절연필름 융착후에도 전해액이 누출될 가능성을 억제할 수 있다.
상기 이차전지용 전극단자의 제조방법에 사용되는 상기 금속판의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 가공의 용이성, 도전성, 비용 측면을 감안하여, 예를 들어 양극용으로는 알루미늄 재질이 사용될 수 있고, 음극용으로 구리 재질이 사용될 수 있다. 상기 피도금되는 금속판의 두께는, 예를 들어 100 내지 500 μm일 수 있다.
띠 형상의 금속판의 양면에는, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프를 대칭되게 부착한다. 도 3에서 보는 바와 같이, 마스킹테이프(T)는 금속판(10)의 폭보다 상기 타공 패턴(P)의 폭방향 길이가 더 커서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴(P)을 통하여 상기 금속판(10)의 표면뿐만 아니라 측면까지 노출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스킹테이프(T)는 도 4에서 보는 바와 같이, 폭방향 양단부에 길이방향을 따라 복수의 타공 구멍(H)을 더 포함할 수 있다. 상기 마스킹테이프(T)의 양면에 위치한 복수의 타공 구멍(H)은 이들을 일치시킴으로써 마스킹테이프의 타공 패턴(P)을 일치시키고 금속판 양면에 대칭되게 부착시키는데 도움을 줄 수 있다.
상기 마스킹테이프는 도 4에서 보는 바와 같이, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴을 제외한 나머지 부분 전체에 접착면이 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 마스킹테이프는 도 5에서 보는 바와 같이, 폭방향 양단부에 소정 폭으로 접착면이 위치하여, 마스킹테이프 가운데에 금속판이 오도록 하고 마스킹테이프의 양단부의 접착면에서만 접착시킬 수 있다. 이 경우, 금속판과의 접착부위 없이 금속판 양면에 마스킹테이프를 부착할 수 있고, 금속판과의 접착면이 발생하지 않으므로 접착면에 의한 금속판의 오염이나 스크레치가 발생되지 않아 마스킹테이프의 제거 후에 고품질의 전극단자를 얻을 수 있다.
다음에, 마스킹테이프 처리된 상기 금속판은, 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 금속판의 표면 및 측면이 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금된다.
금속의 내부식성은 동일 금속이라도 온도, 농도, 분위기(산화분위기 또는 환원분위기)와 같은 주변 조건 및 전위차에 따라 달라질 수 있는데, 본 명세서에서 사용되는 용어 "금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속"이란 모든 측정조건들이 동일한 경우에 있어서, 단위시간당 금속판을 이루는 금속보다 부식 정도가 더 적은 금속을 의미한다. 예를 들어, 온도, 농도 등이 동일한 염수에 일정 시간 동안 침지시켰을 경우, 금속판을 이루는 금속보다 부식이 덜 진행되는 금속을 본 발명에서의 도금 금속으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 전극단자의 금속판이 알루미늄 재질인 경우, 상기 알루미늄보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 코발트, 구리, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은 또는 금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전극단자의 금속판이 구리 재질인 경우, 상기 구리보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금 또는 금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마스킹테이프 처리된 금속판은 릴투릴(reel-to-reel) 방식으로 이송되면서 도금될 수 있다. 릴투릴 방식에 의한 부분 도금 시스템의 일 예를 도 5에 나타내었다. 이는 추후 설명하도록 한다.
도금방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 전해 도금방법 또는 무전해 도금방법을 사용할 수 있다. 전해 도금방법을 사용하여 금속판을 도금하는 경우, 도금 공정이 비교적 간단하고, 도금액의 수명이 길며, 관리가 쉽다. 무전해 도금방법을 사용하여 금속판을 도금하는 경우, 전해 도금방법을 사용할 때에 비해 전극단자 표면에 보다 균일한 도금층을 형성할 수 있다.
상기 도금층은, 예를 들어 0.1 내지 20 μm의 두께를 가질 수 있다. 상기 도금층이 0.1 μm 미만인 경우 원하는 내부식 효과를 얻기 어렵고, 상기 도금층이 20 μm를 초과하는 경우, 전극단자가 너무 두꺼워질 수 있다.
상기 마스킹테이프 처리된 금속판을 도금 처리하면, 도 2와 같이 도금된 영역(20)과 비도금된 영역(10)이 반복되는 패턴으로 부분 도금된 금속판을 얻을 수 있다.
부분 도금된 금속판으로부터 마스킹테이프를 제거하고, 상기 금속판을 폭방향으로 절단하면 부분 도금된 전극단자를 얻을 수 있다. 대안적으로 마스킹테이프가 제거되지 않은 상태로 금속판을 폭방향으로 절단한 다음, 마스킹테이프를 제거하는 것도 가능하다.
상기 이차전지용 전극단자의 제조방법은, 상기 부분 도금된 전극단자에서 이차전지의 케이스와 접합되는 부위에 절연 필름을 융착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연필름은 폴리올레핀계 수지(예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지), 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 절연필름은 서로 상이한 특성을 갖는 2종 이상의 수지를 단일층으로, 또는 다중층으로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 내열성이 높은 수지층(예를 들면, 나일론 필름 등의 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등)을 외층으로 하고, 내약품성이 우수한 수지층(예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등)을 내층으로 하는 2중층 구조일 수 있다.
부분 도금된 전극단자에서 이차전지의 케이스와 접합되는 부위를 피복하도록 전극단자의 양면에 각각 절연필름을 맞겹친 후, 상기 절연필름을 융착시킴으로써, 상기 전극단자의 일부에 절연필름을 형성할 수 있다.
상기 부분 도금된 전극단자는 도 8에서 보는 바와 같이, 절연필름이 닿는 전극단자의 측면 부분은 절단면이 아니고, 충분히 엣지처리가 된 상태이므로, 전극단자의 측면에도 접착성을 향상시켜 빈틈없이 절연필름의 밀착된 융착이 가능하게 된다.
이하에서, 도 6 및 도 7을 참조하여, 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템을 설명한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템은,
띠 형상의 금속판이 감긴 제1 공급롤과, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프가 감긴 한 쌍의 제2 공급롤을 포함하는 공급부(100) (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 크다);
상기 제1공급롤에서 이송된 상기 금속판의 양면에 상기 제2공급롤에서 이송된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 접착부(200) (여기서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 양 측면까지 노출된다); 및
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 양 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 도금부(300);를 포함할 수 있다.
상기 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템은 전극단자가 롤에 감겨진 채로 릴투릴(reel-to-reel) 공정에 의해 이차전지용 전극단자를 부분 도금 할 수 있다.
도 7을 참조하여, 일 실시예에 따른 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
공급부(100)는 띠 형상의 금속판(1)이 감긴 제1 공급롤(110)과, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프(T)가 감긴 한 쌍의 제2 공급롤(120)을 포함한다.
여기서, 마스킹테이프(T)에 형성된 타공 패턴의 폭방향 길이는 상기 금속판(1)의 폭보다 더 크며, 다음의 접착부(200)를 통과하면서 금속판(1)에 마스킹테이프(2)가 부착된 후에 타공 패턴을 통하여 금속판(1)의 표면뿐만 아니라 측면까지 노출될 수 있도록 하여 금속판(1)의 표면뿐만 아니라 측면까지 도금이 이루어지도록 한다.
제1 공급롤(110)에 감겨있는 금속판(1)이 풀려나오는 언와인더이고, 여기서 풀려나오는 띠 형상의 금속판(1)의 양면에 마스킹테이프(T)가 대칭으로 배치되어 부착될 수 있도록 한 쌍의 제2 공급롤(120)이 서로 횡방향으로 이격되게 배치되어 있다. 공급부(100)에는 마스킹테이프(T)로부터 커버 필름을 벗겨내는 필링롤러(130)가 구비될 수 있으며, 커버 필름이 벗겨진 마스킹테이프(T)가 금속판(1)의 양면에 동시에 대칭되게 배치될 수 있도록 해주는 한 쌍의 가이드롤러(140)가 구비될 수 있다.
공급부(100)로부터 공급되는 금속판(1)과 금속판(1)의 양면에 배치시킨 마스킹테이프(T)는 접착부(200)로 이송되어 이들을 서로 압착시켜 접착시킨다.
접착부(200)에는 금속판(1)의 양면에 마스킹테이프(T)를 압착시키는 적어도 한 쌍의 압착롤러(210)가 구비된다. 압착 기능을 향상시키기 위하여 압착롤러(210)는 2 이상 복수개 구비될 수 있다. 압착롤러(210)는 상기 금속판의 길이방향을 따라 상기 마스킹테이프를 연속적으로 부착시킬 수 있다.
금속판 및 마스킹테이프가 압착롤러(210)에 투입되기 전에, 마스킹테이프(T)에는 타공 패턴이 존재하고 금속판 양면에 정확한 위치에 부분 도금이 될 수 있도록, 금속판(1) 양면에 타공 패턴이 일치되게 맞춰줄 필요가 있다. 이를 위하여, 매칭롤러(220)가 구비될 수 있다. 마스킹테이프(T) 폭방향 양단부에 길이방향을 따라 복수의 타공 구멍을 더 포함하는 경우, 매칭롤러(220)의 둘레면에는 마스킹테이프의 타공 구멍을 일치시켜 주는 돌기 등을 형성함으로써, 마스킹테이프가 항상 금속판의 폭방향 중심부와 일치되고, 금속판(1) 양면에 마스킹테이프(T)의 타공 패턴이 일치되도록 마스킹테이프의 위치를 제한할 수 있다.
압착롤러(210)를 통과한 금속판(1)은 양면에 마스킹테이프(T)가 부착되고, 이때 마스킹테이프(T)의 타공 패턴을 통하여 노출된 금속판(1)은 표면뿐만 아니라 양 측면까지 노출된다.
마스킹테이프가 부착된 금속판은 접착부(200)로부터 도금부(300)로 이송된다. 도금부(300)에서는 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 양 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금한다.
도금방법은 전해 도금(eletrolytic plating) 또는 무전해 도금(electroless plating)에 의해 수행될 수 있다. 도금은 작업속도가 빠르고 에너지 절약이 가능한 연속 도금일 수 있다.
상기 부분 도금 시스템은 도금부(300)에서 부분 도금이 이루어진 금속판을 마스킹테이프 제거 및 절단이 이루어지기 전에, 마스킹테이프가 부착된 상태로 다시 감아서 보관할 수 있는 제1 배출롤(리와인더)(310)을 더 포함할 수 있다. 제1 배출롤(310)에 권취된 부분 도금된 금속판은 필요시에 배출되어 마스킹테이프가 제거되고 절단된 후 부분 도금된 전극단자를 제공할 수 있다.
대안적으로는, 상기 부분 도금 시스템은 도금부(300)를 통과한 부분 도금된 금속판으로부터 마스킹테이프(T)가 제거되어 감기는 제거롤(미도시)과, 상기 마스킹테이프가 제거된 상기 부분 도금된 금속판이 감기는 제2 배출롤(미도시)을 더 포함할 수 있다. 제2 배출롤에 감긴 부분 도금된 금속판은 필요시에 바로 배출되어 절단된 후 부분 도금된 전극단자를 제공할 수 있다.
상기 부분 도금 시스템은 부분 도금된 금속판을 폭방향으로 절단하는 커터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
부분 도금된 금속판은 길이방향으로 도금된 영역이 반복되는 패턴으로 부분 도금되어 있어, 원하는 방향으로 폭방향으로 절단하여 부분 도금된 이차전지용 전극단자를 얻을 수 있다.
절단된 전극단자의 형상은, 예를 들어 장방형, 정방형 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 얻어진 부분 도금된 이차전지용 전극단자는, 비도금된 영역이 이차전지의 케이스 내부에 위치되고, 도금된 영역이 이차전지의 케이스 외부로 노출되도록 위치된다. 도금된 영역과 비도금된 영역이 반복되는 패턴으로 부분 도금된 금속판을 폭방향으로 절단한 것이기 때문에, 이차전지의 케이스 내부로 향하는 비도금된 부위의 끝단 측면과 이차전지의 케이스 외부로 노출된 도금된 부위의 끝단 측면은 절단면으로 이루어지고, 특히 상기 부분 도금된 전극단자에서 이차전지의 케이스 외부로 노출된 부위 중 끝단 측면은 비도금된 상태의 절단면으로 이루어진다.
반면, 전극단자에서 이차전지의 케이스와 수직 방향으로 만나는 측면은 도금된 부분이던 비도금된 부분이던 모두 절단면이 아닌 충분히 엣지처리된 면으로 형성되므로, 절연필름과의 접착력을 향상시킬 수 있고, 절단면에 비하여 상대적으로 전해액 누출을 억제시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 기존 공정에 의한 것보다, 상기 부분 도금된 전극단자는 이차전지의 케이스 외부로 노출된 부위에서 절단면이 감소하므로 전체적인 내부식성 저하 문제를 감소시킬 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10: 전극판 (비도금된 영역) 20: 도금된 영역
30: 절연필름 T: 마스킹테이프
P: 타공 패턴 H: 타공 구멍
100: 공급부 110: 제1 공급롤
120: 제2 공급롤 130: 필링롤러
140: 가이드롤러 200: 접착부
210: 압착롤러 220: 매칭롤러
300: 도금부 310: 제1 배출롤(리와인더)
30: 절연필름 T: 마스킹테이프
P: 타공 패턴 H: 타공 구멍
100: 공급부 110: 제1 공급롤
120: 제2 공급롤 130: 필링롤러
140: 가이드롤러 200: 접착부
210: 압착롤러 220: 매칭롤러
300: 도금부 310: 제1 배출롤(리와인더)
Claims (20)
- 띠 형상의 금속판의 양면에, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 단계 (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 커서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 측면까지 노출된다);
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 단계;
상기 금속판으로부터 상기 마스킹테이프를 제거하는 단계; 및
상기 금속판을 폭방향으로 절단하여 부분 도금된 전극단자를 얻는 단계;
를 포함하고, 상기 마스킹테이프는 상기 타공 패턴과는 별도로 폭방향 양단복수의 타공 구멍을 더 포함하고, 상기 금속판의 양면에 상기 복수의 타공 구멍을 일치시켜 상기 마스킹테이프가 대칭되게 부착되는 것인, 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 부분 도금된 전극단자에서 이차전지의 케이스와 접합되는 부위에 절연 필름을 융착시키는 단계를 더 포함하는 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속판은 알루미늄 재질인 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속판은 알루미늄 재질이고,
상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 코발트, 구리, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이들의 조합에서 선택되는 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속판은 구리 재질인 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 금속판은 구리 재질이고,
상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이들의 조합에서 선택되는 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 도금은 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행되는 이차전지용 전극단자의 제조방법. - 띠 형상의 금속판이 감긴 제1 공급롤과, 직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성된 마스킹테이프가 감긴 한 쌍의 제2 공급롤을 포함하는 공급부 (여기서, 상기 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 크다);
상기 제1 공급롤에서 이송된 상기 금속판의 양면에 상기 제2 공급롤에서 이송된 마스킹테이프를 대칭되게 부착하는 접착부 (여기서, 상기 마스킹테이프 부착후 상기 타공 패턴을 통하여 상기 금속판의 표면뿐만 아니라 양 측면까지 노출된다); 및
상기 마스킹테이프의 타공 패턴을 통하여 외부로 노출된 상기 금속판의 표면 및 양 측면을 상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속으로 도금하는 도금부;
를 포함하는, 제1항에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법에 이용되는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 접착부는,
상기 금속판의 양면에 상기 마스킹테이프의 타공패턴이 일치되게 하여 상기 마스킹테이프가 대칭되도록 맞춰주는 매칭롤러와,
상기 금속판의 길이방향을 따라 상기 마스킹테이프를 연속적으로 부착시키는 압착롤러를 포함하는 것인 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 마스킹테이프는 폭방향 양단부에 길이방향을 따라 복수의 타공 구멍을 더 포함하고, 상기 금속판의 양면에 상기 복수의 타공 구멍을 일치시켜 상기 마스킹테이프의 타공 패턴이 일치되도록 대칭되게 부착되고 상기 도금부로 이송되는 것인 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 부분 도금된 금속판이 상기 마스킹테이프가 부착된 상태로 감기는 제1 배출롤을 더 포함하는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 도금부를 통과한 상기 부분 도금된 금속판으로부터 상기 마스킹테이프가 제거되어 감기는 제거롤과,
상기 마스킹테이프가 제거된 상기 부분 도금된 금속판이 감기는 제2 배출롤을 포함하는 더 포함하는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 부분 도금된 금속판을 폭방향으로 절단하는 커터를 더 포함하는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 금속판은 알루미늄 재질이고,
상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 코발트, 구리, 백금, 망간, 아연, 철, 주석, 은, 금 및 이들의 조합에서 선택되는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 금속판은 구리 재질이고,
상기 금속판을 이루는 금속보다 내부식성이 큰 금속은 니켈, 은, 백금, 금 및 이들의 조합에서 선택되는 이차전지용 전극단자의 부분 도금 시스템. - 이차전지용 금속단자의 부분 도금용 마스킹테이프로서,
직사각형 또는 정사각형의 타공 패턴이 소정 간격으로 연속적으로 형성되고,
피도금되는 금속판의 폭보다 상기 타공 패턴의 폭방향 길이가 더 크고,
상기 타공 패턴과는 별도로 상기 마스킹테이프의 폭방향 양단부에 길이방향을 따라 복수의 타공 구멍을 더 포함하는, 제1항에 따른 이차전지용 전극단자의 제조방법에 이용되는 마스킹테이프. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180043263A KR102346181B1 (ko) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180043263A KR102346181B1 (ko) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템 |
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| KR20190119822A KR20190119822A (ko) | 2019-10-23 |
| KR102346181B1 true KR102346181B1 (ko) | 2022-01-03 |
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ID=68460727
Family Applications (1)
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| KR1020180043263A KR102346181B1 (ko) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 이차전지용 전극단자의 제조 방법 및 부분 도금 시스템 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102346181B1 (ko) |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010238613A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池タブの製造方法とフープ材 |
| JP2015032377A (ja) | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 日本軽金属株式会社 | タブリード材用基材、タブリード材用基材の製造方法およびタブリード材の製造方法 |
| KR101698564B1 (ko) | 2016-05-02 | 2017-01-23 | 주식회사 티피에스 | 이차전지용 전극단자 및 이의 제조 방법 |
| KR101757479B1 (ko) * | 2011-03-11 | 2017-07-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 활물질 증착 시스템 |
-
2018
- 2018-04-13 KR KR1020180043263A patent/KR102346181B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238613A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池タブの製造方法とフープ材 |
| KR101757479B1 (ko) * | 2011-03-11 | 2017-07-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 활물질 증착 시스템 |
| JP2015032377A (ja) | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 日本軽金属株式会社 | タブリード材用基材、タブリード材用基材の製造方法およびタブリード材の製造方法 |
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