KR102444273B1 - Rechargeable battery - Google Patents

Rechargeable battery Download PDF

Info

Publication number
KR102444273B1
KR102444273B1 KR1020170053040A KR20170053040A KR102444273B1 KR 102444273 B1 KR102444273 B1 KR 102444273B1 KR 1020170053040 A KR1020170053040 A KR 1020170053040A KR 20170053040 A KR20170053040 A KR 20170053040A KR 102444273 B1 KR102444273 B1 KR 102444273B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tabs
welded
welding
uncoated
knurl
Prior art date
Application number
KR1020170053040A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180119365A (en
Inventor
김유나
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020170053040A priority Critical patent/KR102444273B1/en
Priority to PCT/KR2018/001102 priority patent/WO2018199439A1/en
Publication of KR20180119365A publication Critical patent/KR20180119365A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102444273B1 publication Critical patent/KR102444273B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/567—Terminals characterised by their manufacturing process by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자, 상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들에 제2용접되는 보강 플레이트, 및 일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭을 포함한다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery that improves welding uniformity and welding reliability for uncoated area tabs and connection tabs. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a case accommodating an electrode assembly, a cap plate coupled to an opening of the case, an electrode terminal provided in the cap plate, and an uncoated region drawn out from the electrode assembly and first welded. and a reinforcing plate that is second welded to the tabs, and a connection tab that is third welded to the reinforcing plate on one side and connected to the electrode terminal on the other side.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}secondary battery {RECHARGEABLE BATTERY}

본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체의 전극기재로부터 인출되는 복수의 무지부 탭들을 연결 탭으로 전극단자에 연결하는 이차 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery in which a plurality of uncoated tabs drawn out from an electrode substrate of an electrode assembly are connected to an electrode terminal using a connection tab.

이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.A rechargeable battery is a battery that repeatedly performs charging and discharging, unlike a primary battery. A small-capacity secondary battery may be used in portable electronic devices such as a mobile phone, a notebook computer, and a camcorder, and a large-capacity secondary battery may be used as a power source for driving a motor of a hybrid vehicle or an electric vehicle.

예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체를 전기적으로 연결하여 캡 플레이트의 외측으로 인출하는 전극단자를 포함한다.For example, the secondary battery includes an electrode assembly for charging and discharging, a case for accommodating the electrode assembly, a cap plate coupled to the opening of the case, and an electrode terminal for electrically connecting the electrode assembly and drawing out the cap plate. do.

고출력 및 고용량의 요구에 따라 전극 조립체는 무지부 탭들을 복수로 형성한다. 복수의 무지부 탭들은 저항을 낮추어 고출력을 구현한다. 무지부 탭들은 연결 탭에 연결되고, 연결 탭은 전극단자에 연결된다.According to the demand for high power and high capacity, the electrode assembly forms a plurality of uncoated area tabs. The plurality of uncoated area taps realize high output by lowering resistance. The uncoated region tabs are connected to the connection tab, and the connection tab is connected to the electrode terminal.

예를 들면, 무지부 탭들은 연결 탭에 초음파 용접 후, 레이저 용접된다. 이때, 무지부 탭들의 개수가 많아짐에 따라 무지부 탭들의 적층 높이가 높아진다. 따라서 무지부 탭들과 연결 탭의 초음파 용접시, 초음파 출력이 높아진다. For example, the uncoated region tabs are ultrasonically welded to the connection tab and then laser welded. In this case, as the number of uncoated tabs increases, the stacking height of the uncoated tabs increases. Accordingly, during ultrasonic welding of the uncoated region tabs and the connecting tabs, the ultrasonic power is increased.

이로 인하여, 무지부 탭들이 손상될 수 있다. 초음파 용접시, 손상된 무지부 탭들을 연결 탭에 레이저 용접하는 경우, 용접 균일성 및 용접 신뢰성이 저하될 수 있다.As a result, the uncoated area tabs may be damaged. During ultrasonic welding, when the damaged uncoated region tabs are laser-welded to the connection tab, welding uniformity and welding reliability may be deteriorated.

본 발명의 일 실시예는 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery that improves welding uniformity and welding reliability for uncoated area tabs and connection tabs.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자, 상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들에 제2용접되는 보강 플레이트, 및 일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭을 포함한다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a case accommodating an electrode assembly, a cap plate coupled to an opening of the case, an electrode terminal provided in the cap plate, and an uncoated region drawn out from the electrode assembly and first welded. and a reinforcing plate that is second welded to the tabs, and a connection tab that is third welded to the reinforcing plate on one side and connected to the electrode terminal on the other side.

상기 제1용접은 초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들을 가용접하고, 상기 제2용접은 가용접된 무지부 탭들에 보강 플레이트를 초음파 용접으로 본용접할 수 있다.In the first welding, a plurality of uncoated area tabs may be tack-welded by ultrasonic welding, and in the second welding, a reinforcing plate may be mainly welded to the tack-welded uncoated area tabs by ultrasonic welding.

상기 제3용접은 본용접된 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트에 상기 연결 탭을 레이저 용접으로 연결할 수 있다.In the third welding, the connecting tabs may be connected to the main-welded uncoated region tabs and the reinforcing plate by laser welding.

제2용접된 상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트는 혼과 엔빌에서 제1평면적의 제1널(knurl)부로 외곽에 초음파 용접되는 제1널 용접부, 및 상기 제1널 용접부의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부로 초음파 용접되는 제2널 용접부를 포함할 수 있다.The second welded uncoated tabs and the reinforcing plate have a first knurl welded portion ultrasonically welded to the outside by a first knurl portion having a first planar area in a horn and anvil, and a first planar area inside the first knurl welded portion It may include a second knurl welding portion ultrasonically welded to the second knurl portion having a smaller second planar area.

상기 제1널 용접부는 상기 제1널부의 제1깊이로 초음파 용접되고, 상기 제2널 용접부는 상기 제1깊이보다 얕은 상기 제2널부의 제2깊이로 초음파 용접될 수 있다.The first knurl welded portion may be ultrasonically welded to a first depth of the first knurled portion, and the second knurled welded portion may be ultrasonically welded to a second depth of the second knurled portion that is shallower than the first depth.

상기 보강 플레이트는 가용접된 상기 무지부 탭들의 어느 일면 또는 양면에 배치될 수 있다.The reinforcing plate may be disposed on one or both surfaces of the tack-welded uncoated tabs.

상기 제2널 용접부는 상기 무지부 탭들의 폭방향 전체 범위에 형성될 수 있다.The second knurl welding portion may be formed in the entire width direction of the uncoated region tabs.

상기 제2널 용접부는 상기 무지부 탭들의 폭방향 중앙부에 형성될 수 있다.The second knurl welding portion may be formed at a central portion of the uncoated region tabs in the width direction.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되어 상기 캡 플레이트에 결합되는 절연부재를 더 포함하며, 상기 절연부재는 상기 전극 조립체로부터 상기 무지부 탭들의 상기 캡 플레이트를 향하는 인출을 개방하는 제1절개부, 및 상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트를 상기 연결 탭에 용접하는 공정을 개방하는 제2절개부를 포함할 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention further includes an insulating member disposed between the electrode assembly and the cap plate and coupled to the cap plate, wherein the insulating member is disposed between the uncoated tabs from the electrode assembly. It may include a first cut-out for opening the drawing toward the cap plate, and a second cut-out for opening a process of welding the uncoated area tabs and the reinforcing plate to the connection tab.

상기 전극단자는 상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 제1단자, 및 상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결되는 제2단자를 포함하며, 상기 제2단자는 상기 캡 플레이트의 외면으로 돌출되는 제1돌기에 결합되어 용접되고, 상기 제2단자에 전기적으로 연결되는 상기 연결 탭은 상기 캡 플레이트의 내면으로 돌출되는 제2돌기에 결합되어 용접될 수 있다.The electrode terminal includes a first terminal installed on the cap plate as an insulating structure, and a second terminal electrically connected to the cap plate, wherein the second terminal is disposed on a first protrusion protruding from an outer surface of the cap plate. The connection tab, which is coupled and welded and electrically connected to the second terminal, may be coupled to and welded to a second protrusion protruding from an inner surface of the cap plate.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 무지부 탭들을 제1용접(예, 초음파 가용접)하고, 여기에 보강 플레이트를 제2용접(예, 초음파 본용접)한 후, 보강 플레이트에 연결 탭을 제3용접(예, 레이저 용접)하므로 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, the uncoated area tabs are first welded (eg, ultrasonic tack welding), and the reinforcing plate is second welded (eg, ultrasonic main welding) thereto, and then the connection tab is applied to the reinforcing plate. Since the third welding (eg, laser welding) is performed, welding uniformity and welding reliability for the uncoated region tabs and the connection tabs may be improved.

또한, 일 실시예는 제2용접(초음파 본용접)시, 무지부 탭들과 보강 플레이트를 서로 다른 제1, 제2평면적을 가지는 제1, 제2널 용접부로 용접하고, 작은 제2평면적의 제2널 용접부와 연결 탭을 제3용접(레이저 용접)하므로 무지부 탭들과 연결 탭들에 대한 용접 균일성 및 용접 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, in one embodiment, during the second welding (ultrasonic main welding), the uncoated tabs and the reinforcing plate are welded with first and second knurl welds having different first and second planar areas, and The third welding (laser welding) of the two knurl welded portion and the connecting tab may further improve welding uniformity and welding reliability for the uncoated region tabs and the connecting tabs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3에 적용된 전극 조립체의 무지부 탭들을 초음파 가용접한 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 초음파 가용접한 무지부 탭들에 보강 플레이트를 적용하여 초음파 본용접한 상태의 사시도이다.
도 6은 초음파 본용접에 사용되는 혼과 엔빌의 단면도이다.
도 7은 초음파 본용접된 무지부 탭들과 보강 플레이트를 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 사시도이다.
도 8은 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제1실시예를 도시한 평면도이다.
도 9는 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제2실시예를 도시한 평면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1 .
4 is a perspective view illustrating a state in which the uncoated region tabs of the electrode assembly applied to FIG. 3 are ultrasonic tack-welded;
5 is a perspective view illustrating a state in which a reinforcing plate is applied to uncoated area tabs subjected to ultrasonic tack welding and is ultrasonically welded.
6 is a cross-sectional view of a horn and anvil used for ultrasonic main welding.
7 is a perspective view illustrating a state in which ultrasonically welded uncoated region tabs and a reinforcing plate are laser-welded to a connection tab.
8 is a plan view illustrating a first embodiment of a state in which uncoated area tabs and a reinforcing plate are ultrasonically welded, and a state in which they are laser-welded to a connection tab after main welding.
9 is a plan view illustrating a second embodiment of a state in which uncoated area tabs and a reinforcing plate are ultrasonically welded and a state in which laser welding is performed to the connection tab after main welding.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 충전/방전 작용하는 전극 조립체(10)를 수용하는 케이스(20), 케이스(20)의 개구(21)에 결합되는 캡 플레이트(30) 및 캡 플레이트(30)에 구비되어 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 전극단자(예를 들면, 제1단자(41)와 제2단자(42))를 포함한다.1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 . 1 and 2 , a secondary battery according to an exemplary embodiment includes a case 20 for accommodating the electrode assembly 10 for charging/discharging, and a cap plate coupled to the opening 21 of the case 20 ( 30 ) and electrode terminals (eg, first terminals 41 and second terminals 42 ) provided on the cap plate 30 and electrically connected to the electrode assembly 10 .

케이스(20)는 플레이트 모양(도 4 참조)의 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정한다. 예를 들면, 케이스(20)는 대략 직육면체 공간으로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(21)를 구비한다.The case 20 sets a space for accommodating the plate-shaped electrode assembly 10 and the electrolyte solution (see FIG. 4 ). For example, the case 20 is formed in a substantially rectangular parallelepiped space, and has a rectangular opening 21 on one side to insert the electrode assembly 10 .

캡 플레이트(30)는 케이스(20)의 개구(21)에 결합되어 케이스(20)의 개구를 밀폐한다. 일례로써, 케이스(20)와 캡 플레이트(30)는 알루미늄으로 형성되어 개구(21)에서 서로 용접될 수 있다. 제1단자(41)는 캡 플레이트(30)에 절연 구조로 설치되고, 제2단자(42)는 캡 플레이트(30)에 전기적으로 연결되는 구조로 설치되어, 캡 조립체를 형성한다.The cap plate 30 is coupled to the opening 21 of the case 20 to seal the opening of the case 20 . As an example, the case 20 and the cap plate 30 may be formed of aluminum and welded to each other in the opening 21 . The first terminal 41 is installed in an insulating structure on the cap plate 30 , and the second terminal 42 is installed in a structure electrically connected to the cap plate 30 to form a cap assembly.

전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30) 사이에는 절연부재(70)가 배치된다. 절연부재(70)는 전기 절연재로 형성되고, 상측의 캡 플레이트(30)에 고정 결합되어, 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 절연부재(70)는 전극 조립체(10)와 제1, 제2단자(41, 42)의 전기적인 연결을 가능하게 한다.An insulating member 70 is disposed between the electrode assembly 10 and the cap plate 30 . The insulating member 70 is formed of an electrical insulating material and is fixedly coupled to the upper cap plate 30 to electrically insulate the electrode assembly 10 and the cap plate 30 . In addition, the insulating member 70 enables electrical connection between the electrode assembly 10 and the first and second terminals 41 and 42 .

캡 플레이트(30)는 전해액 주입구(31)와 벤트홀(32)을 더 구비한다. 전해액 주입구(31)는 케이스(20)에 캡 플레이트(30)를 결합하여 용접한 후, 케이스(20)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(31)는 밀봉 마개(311)로 밀봉된다.The cap plate 30 further includes an electrolyte injection hole 31 and a vent hole 32 . The electrolyte injection hole 31 allows the electrolyte to be injected into the case 20 after the cap plate 30 is coupled and welded to the case 20 . After the electrolyte injection, the electrolyte injection hole 31 is sealed with a sealing stopper 311 .

벤트홀(32)은 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용에 의하여 이차 전지의 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 형성되며, 벤트 플레이트(321)로 밀폐된다. 일례로써, 벤트홀(32) 및 벤트 플레이트(321)는 압인 가공(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(30)와 일체로 형성될 수 있다.The vent hole 32 is formed to discharge the internal pressure caused by the gas generated inside the secondary battery by the charging and discharging action of the electrode assembly 10 , and is sealed with the vent plate 321 . As an example, the vent hole 32 and the vent plate 321 may be integrally formed with the cap plate 30 through a coining process.

이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(321)가 절개되어 벤트홀(32)을 개방하여 과충전으로 발생되는 가스 및 내부 압력을 배출한다. 이를 위하여, 벤트 플레이트(321)는 절개를 유도하는 노치(322)를 구비한다.When the internal pressure of the secondary battery reaches the set pressure, the vent plate 321 is cut to open the vent hole 32 to discharge gas and internal pressure generated by overcharging. To this end, the vent plate 321 is provided with a notch 322 for guiding the incision.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 3에 적용된 전극 조립체의 무지부 탭들을 초음파 가용접한 상태를 도시한 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 조립체(10)는 대략 직육면체 형상의 케이스(20)에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원 평면(xy 평면)을 형성하는 플레이트 모양으로 형성된다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1 , and FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which uncoated area tabs of the electrode assembly applied to FIG. 3 are ultrasonically tack-welded. 3 and 4 , the electrode assembly 10 is formed in a plate shape forming a semicircular plane (xy plane) at both ends in the y-axis direction to be accommodated in the case 20 having a substantially rectangular parallelepiped shape.

전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양면에 구비되는 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면, 양극)을 포함하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 권취하여 형성된다. 또한 전극 조립체는 적층 구조(미도시)로 형성될 수도 있다.The electrode assembly 10 includes a first electrode 11 (eg, a negative electrode) and a second electrode 12 (eg, a positive electrode) provided on both surfaces of the separator 13 that is an electrical insulating material, and the negative electrode 11 . ), the separator 13 and the positive electrode 12 are wound. In addition, the electrode assembly may be formed in a stacked structure (not shown).

음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 전극기재, 즉 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(111, 121), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 복수의 무지부 탭(112, 122)을 포함한다. 무지부 탭(112, 122)은 전극 조립체(10)의 일단에 배치된다.Negatively, the positive electrodes 11 and 12 are each an electrode substrate of a metal foil (eg, Cu, Al foil), that is, the coating portions 111 and 121 in which an active material is applied to the current collector, and a house exposed because the active material is not applied. It includes a plurality of uncoated area tabs 112 and 122 formed as a whole. The uncoated region tabs 112 and 122 are disposed at one end of the electrode assembly 10 .

즉 음극(11)의 무지부 탭들(112)은 전극 조립체(10)의 일단(도 4의 상단)에서 일측(도 4의 우측)에 배치되고, 양극(12)의 무지부 탭들(122)은 전극 조립체(10)의 동일단(도 4의 상단)에서 이격되어 다른 측(도 4의 좌측)에 서로 배치된다.That is, the uncoated region tabs 112 of the negative electrode 11 are disposed on one side (right side of FIG. 4 ) from one end (top of FIG. 4 ) of the electrode assembly 10 , and the uncoated region tabs 122 of the positive electrode 12 are The electrode assembly 10 is spaced apart from the same end (top of FIG. 4 ) and disposed on the other side (left side of FIG. 4 ).

또한, 무지부 탭들(112, 122)은 전극 조립체(10)에 각각 복수로 구비되어 충전 및 방전되는 전류를 흐르게 하므로 무지부 탭들(112, 122)의 전체적인 전류 저항을 감소시킨다. 따라서 전극 조립체(10)는 무지부 탭들(112, 122)을 통하여 고전류를 충전 및 방전할 수 있다.In addition, a plurality of uncoated tabs 112 and 122 are provided in the electrode assembly 10 to flow current to be charged and discharged, thereby reducing the overall current resistance of the uncoated tabs 112 and 122 . Accordingly, the electrode assembly 10 may charge and discharge a high current through the uncoated area tabs 112 and 122 .

도 4를 참조하면, 전극 조립체(10)에서 인출되는 무지부 탭들(112, 122)은 서로 적층되어 제1용접(W1)된다. 제1용접(W1)은 초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들(112, 122)을 서로 가용접한다. 따라서 음, 양극(11, 12)의 무지부 탭들(112, 122)은 낱장으로 분리되지 않고 서로 밀착된 상태를 유지하여, 저저항의 통전성을 가질 수 있게 한다.Referring to FIG. 4 , the uncoated area tabs 112 and 122 drawn out from the electrode assembly 10 are stacked and first welded W1 . In the first welding W1, the plurality of uncoated area tabs 112 and 122 are tack-welded to each other by ultrasonic welding. Accordingly, the uncoated tabs 112 and 122 of the negative and positive electrodes 11 and 12 are not separated into sheets, but are kept in close contact with each other, so that they have low resistance and conductivity.

제1용접(W1)은 초음파 가용접으로써, 멀티 탭의 적층 구조를 형성하는 무지부 탭들(112, 122)을 적층 방향으로 일치하는 위치에 정렬한다. 따라서 가용접 후, 진행되는 제2용접(W2)(초음파 본용접) 시, 무지부 탭들(112, 122)이 낱장으로 분리되지 않는다. 이에 따라 혼(71)과 엔빌(72)에 의한 무지부 탭들(112, 122)의 손상이 방지될 수 있다.The first welding W1 is ultrasonic tack welding, and the uncoated area tabs 112 and 122 forming the multi-tab stacking structure are aligned at positions coincident with each other in the stacking direction. Therefore, during the second welding W2 (ultrasonic main welding) performed after tack welding, the uncoated area tabs 112 and 122 are not separated into sheets. Accordingly, damage to the uncoated area tabs 112 and 122 by the horn 71 and the anvil 72 may be prevented.

도 5는 초음파 가용접한 무지부 탭들에 보강 플레이트를 적용하여 초음파 본용접한 상태의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 가용접된 무지부 탭들(112, 122)은 보강 플레이트(113, 123)와 제2용접(W2)된다. 제2용접(W2)은 초음파 용접으로 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)를 본용접한다.5 is a perspective view illustrating a state in which a reinforcing plate is applied to uncoated area tabs subjected to ultrasonic tack welding and is ultrasonically welded. Referring to FIG. 5 , the tack-welded uncoated tabs 112 and 122 are second welded W2 to the reinforcing plates 113 and 123 . In the second welding W2, the uncoated area tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 are welded by ultrasonic welding.

도 6은 초음파 본용접에 사용되는 혼과 엔빌의 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122) 보다 높은 기계적 강성을 가지며, 초음파 본용접시, 혼(71)과 엔빌(72)에 접촉되어, 무지부 탭들(112, 122)를 보호한다.6 is a cross-sectional view of a horn and anvil used for ultrasonic main welding. 5 and 6, the reinforcing plates 113 and 123 have higher mechanical rigidity than the uncoated tabs 112 and 122, and are in contact with the horn 71 and the anvil 72 during ultrasonic main welding, Protects the uncoated area tabs 112 and 122 .

즉 초음파 본용접시, 무지부 탭들(112, 122)의 두께가 두꺼워짐에 따라 혼(71)과 엔빌(72)에서 널(knurl)의 높이가 높아지게 되고, 이에 따라 초음파 출력이 높아진다. 이러함에도 불구하고, 초음파 본용접시, 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 방지할 수 있다.That is, during ultrasonic main welding, as the thickness of the uncoated area tabs 112 and 122 increases, the height of the knurl in the horn 71 and the anvil 72 increases, thereby increasing the ultrasonic output. Despite this, during ultrasonic main welding, the reinforcing plates 113 and 123 may prevent damage to the uncoated area tabs 112 and 122 .

보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)에 크랙(crack)과 같은 손상을 방지하여, 무지부 탭들(112, 122)에 대한 초음파 본용접의 용접성 및 용접 신뢰성을 향상시킨다. 그리고 보강 플레이트(113, 123)와 무지부 탭들(112, 122)의 용접 신뢰성이 향상된다.The reinforcing plates 113 and 123 prevent damage such as cracks to the uncoated area tabs 112 and 122 , thereby improving weldability and welding reliability of ultrasonic main welding to the uncoated area tabs 112 and 122 . In addition, welding reliability between the reinforcing plates 113 and 123 and the uncoated tabs 112 and 122 is improved.

일례를 들면, 초음파 본용접에 사용되는 혼(71)과 엔빌(72)은 제1평면적의 제1널(knurl)부(711, 721), 및 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부(712, 722)를 포함한다. 제1, 제2평면적은 제1, 제2널부(711, 721; 721, 722)의 단위 널에 의하여 설정되는 yz 평면적(도 8 및 도 9 참조)을 의미한다.For example, the horn 71 and the anvil 72 used for ultrasonic main welding include first knurl portions 711 and 721 having a first planar area, and a second knurled portion having a second planar area smaller than the first planar area. (712, 722). The first and second planar areas refer to yz planar areas (refer to FIGS. 8 and 9 ) set by unit nulls of the first and second knurls 711 and 721 ; 721 and 722 .

다시 도 2를 참조하면, 일 실시예의 이차 전지는 보강 플레이트(113, 123)와 전극단자(제1, 제2단자(41, 42))를 연결하는 연결 탭(51, 52)을 포함한다. 연결 탭(51, 52)은 제1, 제2단자(41, 42)를 전극 조립체(10)의 무지부 탭들(112, 122)에 전기적으로 연결한다.Referring back to FIG. 2 , the rechargeable battery according to an exemplary embodiment includes connection tabs 51 and 52 connecting the reinforcing plates 113 and 123 and the electrode terminals (first and second terminals 41 and 42 ). The connection tabs 51 and 52 electrically connect the first and second terminals 41 and 42 to the uncoated area tabs 112 and 122 of the electrode assembly 10 .

제1단자(41)는 캡 플레이트(30)의 단자홀(H1)에 설치되고 연결 탭(51)에 전기적으로 연결되는 리벳 터미널(411) 및 리벳 터미널(411)에 전기적으로 연결되는 터미널 플레이트(412)를 포함한다.The first terminal 41 is installed in the terminal hole H1 of the cap plate 30 and electrically connected to the rivet terminal 411 and the rivet terminal 411 electrically connected to the connection tab 51 and the terminal plate ( 412).

캡 플레이트(30)의 외면과 터미널 플레이트(412) 사이에는 외부 절연부재(61)가 개재되고, 캡 플레이트(30)의 내면과 연결 탭(51) 사이에는 내부 절연부재(62)가 개재된다. 캡 플레이트(30)의 단자홀(H1)과 리벳 터미널(411) 사이에 개스킷(63)이 개재된다.An external insulating member 61 is interposed between the outer surface of the cap plate 30 and the terminal plate 412 , and an internal insulating member 62 is interposed between the inner surface of the cap plate 30 and the connection tab 51 . A gasket 63 is interposed between the terminal hole H1 of the cap plate 30 and the rivet terminal 411 .

리벳 터미널(411)은 캡 플레이트(30)의 외면 측에서 외부 절연부재(61)와 터미널 플레이트(412)를 관통하고, 캡 플레이트(30)의 내면 측에서 내부 절연부재(62)와 연결 탭(51)을 관통한다.The rivet terminal 411 passes through the outer insulating member 61 and the terminal plate 412 on the outer surface side of the cap plate 30, and the inner insulation member 62 and the connection tab ( 51) through

관통하는 리벳 터미널(411)의 외측과 터미널 플레이트(412)의 주위 및 관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 연결 탭(51) 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 리벳 터미널(411)이 터미널 플레이트(412)에 고정된다.By caulking or welding the outer side of the penetrating rivet terminal 411 and the periphery of the terminal plate 412 and the inner side of the penetrating rivet terminal 411 and the perimeter of the connection tab 51, the rivet terminal 411 is connected to the terminal. It is fixed to the plate 412 .

이로써, 제1단자(41) 및 연결 탭(51)은 외, 내부 절연부재(61, 62)를 개재하여 캡 플레이트(30)에 전기적인 절연 구조로 설치되고, 음극(11)에 연결된다. 개스킷(63)은 캡 플레이트(30)와 리벳 터미널(411)을 전기적으로 절연시키고, 리벳 터미널(411)과 단자홀(H1) 사이를 실링한다.Accordingly, the first terminal 41 and the connection tab 51 are installed in an electrically insulating structure on the cap plate 30 with the external and internal insulating members 61 and 62 interposed therebetween, and are connected to the negative electrode 11 . The gasket 63 electrically insulates the cap plate 30 and the rivet terminal 411 , and seals a space between the rivet terminal 411 and the terminal hole H1 .

제2단자(42)는 캡 플레이트(30)의 외면으로 돌출되는 제1돌기(331)에 결합되어 용접된다. 제2단자(42)에 전기적으로 연결되는 연결 탭(52)은 캡 플레이트(30)의 내면으로 돌출되는 제2돌기(332)에 결합되어 용접된다. 이로써, 제2단자(42) 및 연결 탭(52)은 캡 플레이트(30)에 전기적으로 직접 연결된다.The second terminal 42 is coupled to and welded to the first protrusion 331 protruding from the outer surface of the cap plate 30 . The connection tab 52 electrically connected to the second terminal 42 is coupled to and welded to the second protrusion 332 protruding from the inner surface of the cap plate 30 . Accordingly, the second terminal 42 and the connection tab 52 are electrically directly connected to the cap plate 30 .

제1, 제2돌기(331, 332)는 압인 가공(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(30)에 형성될 수 있다. 이로써, 캡 플레이트(30)는 제2단자(42)와 일체로 양극(12)에 연결되어 양극성을 띠게 된다.The first and second protrusions 331 and 332 may be formed on the cap plate 30 through a coining process. Accordingly, the cap plate 30 is connected to the positive electrode 12 integrally with the second terminal 42 to have a positive polarity.

도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 음, 양극(11, 12)에 연결되는 연결 탭(51, 52)은 직각으로 절곡된 상부 평면(511, 521)(xy 평면)과 측부 평면(512, 522)(yz 평면)을 포함한다.2 and 7 , the connection tabs 51 and 52 connected to the negative and positive electrodes 11 and 12 have upper planes 511 and 521 (xy plane) and side planes 512 bent at right angles. , 522) (yz plane).

상부 평면(511, 521)은 리벳 터미널(411)과 제2돌기(332)에 결합 및 용접되어 전기적으로 연결되고, 측부 평면(512, 522)은 무지부 탭들(112, 122)에 제, 제2, 제3용접(W2, W3)되어 전기적으로 연결된다.The upper planes 511 and 521 are electrically connected by being coupled and welded to the rivet terminal 411 and the second protrusion 332 , and the side planes 512 and 522 are connected to the uncoated tabs 112 and 122 with the first and second surfaces. 2, the third welding (W2, W3) is electrically connected.

관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 상부 평면(511, 521)의 주위 및 관통하는 리벳 터미널(411)의 내측과 상부 평면(511, 521) 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 연결 탭(51, 52)의 평면(511, 521)이 리벳 터미널(411)의 내측에 고정된다.Connecting tabs ( The planes 511 , 521 of 51 , 52 are fixed to the inside of the rivet terminal 411 .

도 7은 초음파 본용접된 무지부 탭들과 보강 플레이트를 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 연결 탭(51, 52)은 일측(예, 측부 평면(512, 522))으로 보강 플레이트(113, 123)에 제3용접(W3)된다. 제3용접(W3)은 초음파 본용접된 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)에 연결 탭(51, 52)을 레이저 용접으로 연결한다. 이로써, 전극 조립체(10)는 제1, 제2전극(41, 42)에 전기적으로 연결된다.7 is a perspective view illustrating a state in which ultrasonically welded uncoated region tabs and a reinforcing plate are laser-welded to a connection tab. Referring to FIG. 7 , the connection tabs 51 and 52 are third welded W3 to the reinforcing plates 113 and 123 on one side (eg, the side planes 512 and 522 ). The third welding W3 connects the connecting tabs 51 and 52 to the ultrasonically welded uncoated region tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 by laser welding. Accordingly, the electrode assembly 10 is electrically connected to the first and second electrodes 41 and 42 .

도 8은 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제1실시예를 도시한 평면도이다. 도 8을 참조하면, 제2용접(W2)(초음파 본용접)된 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)는 제1널 용접부(KW1) 및 제2널 용접부(KW2)를 포함한다.8 is a plan view illustrating a first embodiment of a state in which uncoated area tabs and a reinforcing plate are ultrasonically welded and a state in which laser welding is performed to a connection tab after main welding. Referring to FIG. 8 , the uncoated area tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 that are second welded W2 (ultrasonic main welded) are a first knurl welded portion KW1 and a second knurled welded portion KW2. includes

편의상, 도 6의 혼(71)과 엔빌(72)의 형상에도 불구하고, 제1널 용접부(KW1)는 y축 방향을 따라 2줄로 나란하게 도시되어 있고, 제2널 용접부(KW2)는 제1널 용접부(KW1) 사이에 1줄로 도시되어 있다.For convenience, despite the shapes of the horn 71 and the anvil 72 of FIG. 6 , the first knurl welded portion KW1 is shown in parallel in two rows along the y-axis direction, and the second knurled welded portion KW2 is the second knurled welded portion KW2. It is shown as one line between the single knurl welds (KW1).

제1널 용접부(KW1)는 제1평면적의 제1널(knurl)부(711, 721)에 의하여 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)의 yz평면 외곽에서 초음파 본용접된다. 제2널 용접부(KW2)는 제1널 용접부(KW1)의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부(712, 722)에 의하여 초음파 본용접된다.The first knurl welded portion KW1 is ultrasonically welded outside the yz plane of the uncoated area tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 by the first knurl portions 711 and 721 of a first plane area. do. The second knurl welded portion KW2 is ultrasonically welded inside the first knurled welded portion KW1 by the second knurled portions 712 and 722 having a second planar area smaller than the first planar area.

제1널 용접부(KW1)는 제1널부(711, 721)의 제1깊이(D11, D21)로 초음파 본용접된다. 제1깊이(D11, D21)와 같이 깊은 깊이에도 불구하고 보강 플레이트(113, 123)는 무지부 탭들(112, 122)이 혼(71)과 엔빌(72)에 접촉되는 것을 방지하여, 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 방지한다.The first knurl welded portion KW1 is ultrasonically welded to the first depths D11 and D21 of the first knurled portions 711 and 721 . The reinforcing plates 113 and 123 prevent the uncoated area tabs 112 and 122 from contacting the horn 71 and the anvil 72 despite the deep depth such as the first depths D11 and D21, so that the uncoated area It prevents damage to the tabs 112 , 122 .

제2널 용접부(KW2)는 제1깊이(D11, D21)보다 얕은 제2널부(712, 722)의 제2깊이(D12, D22)로 초음파 본용접된다. 제1널 용접부(KW1)가 보강 플레이트(113, 123)와 무지부 탭들(112, 122)를 충분히 용접하므로 제2널 용접부(KW2)는 제2깊이(D12, D22)의 낮은 깊이로 초음파 본용접될 수 있다.The second knurl welded portion KW2 is ultrasonically welded to the second depths D12 and D22 of the second knurled portions 712 and 722 that are shallower than the first depths D11 and D21. Since the first knurl welded portion KW1 sufficiently welds the reinforcing plates 113 and 123 and the uncoated portion tabs 112 and 122 , the second knurl welded portion KW2 is ultrasonically inspected at a low depth of the second depths D12 and D22 . can be welded.

제2널 용접부(KW2)에서 제1널 용접부(KW1)와 보강 플레이트(113, 123)는 낮은 제2깊이(D12, D22)로 초음파 본용접되므로 제1널 용접부(KW1)에서보다 덜 손상된다. 따라서 제2널 용접부(KW2)는 제3용접(W3) 시, 레이저 용접의 균일성을 더욱 확보할 수 있다.In the second knurl weld KW2, the first knurl weld KW1 and the reinforcing plates 113 and 123 are ultrasonically welded to the second low depth D12 and D22, so that they are less damaged than in the first knurl weld KW1. . Accordingly, the second knurl welding portion KW2 may further secure the uniformity of the laser welding during the third welding W3 .

일례로써, 제2널 용접부(KW2)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향(y축 방향) 전체 범위에 형성된다. 그리고 제3용접(W3)은 폭방향(y축 방향) 전체 범위에서 제2널 용접부(KW2)에서 진행될 수 있다. 따라서 제2널 용접부(KW2)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향 전체 범위에서 보강 플레이트(113, 123) 및 연결 탭(51, 52)으로 전류를 균일하게 전달할 수 있다.As an example, the second knurl welding portion KW2 is formed in the entire width direction (y-axis direction) of the uncoated area tabs 112 and 122 . In addition, the third welding W3 may be performed in the second knurl welding portion KW2 in the entire width direction (y-axis direction). Accordingly, the second knurl welding portion KW2 may uniformly transmit current to the reinforcing plates 113 and 123 and the connection tabs 51 and 52 in the entire width direction of the uncoated region tabs 112 and 122 .

일례로써, 보강 플레이트(113, 123)는 가용접된 무지부 탭들(112, 122)의 양면에 배치되어 초음파 본용접된다. 이 경우, 혼(71)과 엔빌(72)의 제1널부(711, 721) 및 제2널부(712, 722)에 의한 무지부 탭들(112, 122)의 손상을 양면에서 방지할 수 있다. 도시하지 않았으나 보강 플레이트는 가용접된 무지부 탭들의 어느 일면에 배치되어 초음파 본용접될 수도 있다.As an example, the reinforcing plates 113 and 123 are disposed on both surfaces of the tack-welded uncoated tabs 112 and 122 and are ultrasonically welded. In this case, damage to the uncoated area tabs 112 and 122 by the first knurled portions 711 and 721 and the second knurled portions 712 and 722 of the horn 71 and the anvil 72 can be prevented from both sides. Although not shown, the reinforcing plate may be disposed on any one surface of the tack-welded uncoated area tabs to be ultrasonically welded.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 절연부재(70)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연하면서 무지부 탭들(112, 122)의 인출과 제2, 제3용접(W2, W3) 공정을 위하여, 제1절개부(751, 761)와 제2절개부(752, 762)를 구비한다.Referring back to FIGS. 1 to 3 , the insulating member 70 electrically insulates the electrode assembly 10 and the cap plate 30 while drawing out the uncoated tabs 112 and 122 and performing the second and third welding ( W2, W3) For the process, the first cut-out portions 751 and 761 and the second cut-out portions 752 and 762 are provided.

제1절개부(751, 761)는 xy평면에 형성되어, 전극 조립체(10)로부터 무지부 탭들(112, 122)이 캡 플레이트(30)를 향하는 방향으로(z축 방향) 인출될 수 있도록 개방한다.The first cutouts 751 and 761 are formed in the xy plane and open so that the uncoated area tabs 112 and 122 can be drawn out from the electrode assembly 10 in a direction (z-axis direction) toward the cap plate 30 . do.

제2절개부(752, 762)는 yz평면에 형성되어, 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)를 연결 탭(51, 52)에 용접할 수 있도록 개방한다. 즉 제2절개부(752, 762)는 혼(71)과 엔빌(72)의 삽입 및 인출이 가능하도록 x축 방향으로 개방한다.The second cutouts 752 and 762 are formed in the yz plane to open the uncoated area tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 to be welded to the connection tabs 51 and 52 . That is, the second cut-outs 752 and 762 are opened in the x-axis direction to allow insertion and withdrawal of the horn 71 and the anvil 72 .

이하에서 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 편의상, 제1실시예와 비교하여, 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. For convenience, in comparison with the first embodiment, the same configuration will be omitted and different configurations will be described.

도 9는 무지부 탭들과 보강 플레이트를 초음파 본용접한 상태와 본용접 후, 이들을 연결 탭에 레이저 용접한 상태의 제2실시예를 도시한 평면도이다. 도 9를 참조하면, 제2용접(W22)에서, 제2널 용접부(KW22)는 무지부 탭들(112, 122)의 폭방향(y축 방향) 중앙부에 형성된다. 9 is a plan view illustrating a second embodiment of a state in which uncoated area tabs and a reinforcing plate are ultrasonically welded and a state in which laser welding is performed to a connection tab after main welding. Referring to FIG. 9 , in the second welding W22 , the second knurl welding portion KW22 is formed at the center of the uncoated area tabs 112 and 122 in the width direction (y-axis direction).

제1널 용접부(KW21)는 제1평면적의 제1널(knurl)부에 의하여 무지부 탭들(112, 122)과 보강 플레이트(113, 123)의 yz평면 외곽에서 초음파 본용접된다. 제2널 용접부(KW22)는 제1널 용접부(KW21)의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부에 의하여 초음파 본용접된다.The first knurl welding part KW21 is ultrasonically welded outside the yz plane of the uncoated part tabs 112 and 122 and the reinforcing plates 113 and 123 by the first knurl part of the first plane area. The second knurl welded part KW22 is ultrasonically welded by the second knurled part having a second planar area smaller than the first planar area inside the first knurled welded part KW21.

제2널 용접부(KW22)에서, 제1널 용접부(KW21)와 보강 플레이트(113, 123)는 제1깊이보다 낮은 제2널부의 제2깊이로 초음파 본용접되므로 제1널 용접부(KW21)에서보다 덜 손상된다. 따라서 제2널 용접부(KW22)는 제3용접(W23) 시, 레이저 용접의 균일성을 더욱 확보할 수 있다.In the second knurl welded portion KW22, the first knurl welded portion KW21 and the reinforcing plates 113 and 123 are ultrasonically welded to the second depth of the second knurled portion lower than the first depth, so that in the first knurled welded portion KW21, less damaged than Accordingly, the second knurl welding portion KW22 may further secure the uniformity of laser welding during the third welding W23 .

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this also It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

10: 전극 조립체 11: 제1전극(음극)
12: 제2전극(양극) 13: 세퍼레이터
20: 케이스 21: 개구
30: 캡 플레이트 31: 전해액 주입구
32: 벤트홀 41, 42: 제1, 제2단자
51, 52: 연결 탭 61: 외부 절연부재
62: 내부 절연부재 63: 개스킷
70: 절연부재 71: 혼
72: 엔빌 111, 121: 코팅부
112, 122: 무지부 탭 113, 123: 보강 플레이트
311: 밀봉 마개 321: 벤트 플레이트
322: 노치 331: 제1돌기
332: 제2돌기 411: 리벳 터미널
412: 터미널 플레이트 511, 521: 상부 평면
512, 522: 측부 평면 711, 721: 제1널(knurl)부
712, 722: 제2널부 751, 761: 제1절개부
752, 762: 제2절개부 D11, D21: 제1깊이
D12, D22: 제2깊이 H1: 단자홀
KW1, KW21: 제1널 용접부 KW2, KW22: 제2널 용접부
W1, W3: 제1, 제3용접 W2, W22: 제2용접10: electrode assembly 11: first electrode (cathode)
12: second electrode (anode) 13: separator
20: case 21: opening
30: cap plate 31: electrolyte inlet
32: vent holes 41, 42: first and second terminals
51, 52: connection tab 61: external insulating member
62: inner insulating member 63: gasket
70: insulating member 71: horn
72: anvil 111, 121: coating part
112, 122: uncoated part tab 113, 123: reinforcing plate
311: sealing stopper 321: vent plate
322: notch 331: first projection
332: second projection 411: rivet terminal
412: terminal plate 511, 521: upper plane
512, 522: side plane 711, 721: first knurl (knurl) portion
712, 722: second knurl part 751, 761: first cut-out part
752, 762: second incision D11, D21: first depth
D12, D22: second depth H1: terminal hole
KW1, KW21: 1st knurl welding part KW2, KW22: 2nd knurl welding part
W1, W3: 1st, 3rd welding W2, W22: 2nd welding

Claims (10)

전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트에 구비되는 전극단자;
상기 전극 조립체에서 인출되어 제1용접되는 무지부 탭들의 양면 각각에 제2용접되는 한 쌍의 보강 플레이트; 및
일측으로 상기 보강 플레이트에 제3용접되어 다른 일측으로 상기 전극단자에 연결되는 연결 탭
을 포함하며,
상기 제1용접은
초음파 용접으로 복수의 무지부 탭들을 가용접하고,
상기 제2용접은
가용접된 무지부 탭들에 상기 한 쌍의 보강 플레이트를 초음파 용접으로 본용접하며,
상기 제2용접된 상기 무지부 탭들과 상기 한 쌍의 보강 플레이트는
혼 측과 엔빌 측의 서로 다른 단위 널에 의하여 상기 한 쌍의 보강 플레이트에 서로 다른 단위 평면적을 설정하는 제2널 용접부를 포함하는 이차 전지.a case accommodating the electrode assembly;
a cap plate coupled to the opening of the case;
an electrode terminal provided on the cap plate;
a pair of reinforcing plates drawn out from the electrode assembly and secondly welded to both surfaces of the uncoated tabs that are first welded; and
A connection tab that is third welded to the reinforcing plate on one side and connected to the electrode terminal on the other side
includes,
The first welding
Tack welding a plurality of uncoated area tabs by ultrasonic welding,
The second welding
Main welding of the pair of reinforcing plates to the tack-welded uncoated tabs by ultrasonic welding,
The second welded uncoated portion tabs and the pair of reinforcing plates are
of the above pair by different unit boards of the horn side and the anvil side A secondary battery including a second knurl weld for setting different unit planar areas on the reinforcing plate. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제3용접은
본용접된 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트에 상기 연결 탭을 레이저 용접으로 연결하는 이차 전지.According to claim 1,
The third welding
A secondary battery for connecting the connection tabs to the main-welded uncoated region tabs and the reinforcing plate by laser welding. 제1항에 있어서,
상기 제2용접된 상기 무지부 탭들과 상기 한 쌍의 보강 플레이트는
상기 혼과 상기 엔빌에서 제1평면적의 제1널(knurl)부로 외곽에 초음파 용접되는 제1널 용접부를 더 포함하고,
상기 제2널 용접부는
상기 제1널 용접부의 내측에서 제1평면적보다 작은 제2평면적의 제2널부로 초음파 용접되는 이차 전지.According to claim 1,
The second welded uncoated portion tabs and the pair of reinforcing plates are
The horn and the anvil further include a first knurl welding part ultrasonically welded to the outside with a first knurl part having a first planar area,
The second knurl welding part
A secondary battery that is ultrasonically welded to a second knurled portion having a second planar area smaller than the first planar area from the inside of the first knurled welded portion. 제4항에 있어서,
상기 제1널 용접부는
상기 제1널부의 제1깊이로 초음파 용접되고,
상기 제2널 용접부는
상기 제1깊이보다 얕은 상기 제2널부의 제2깊이로 초음파 용접되는 이차 전지.5. The method of claim 4,
The first knurl welding part
Ultrasonic welding to a first depth of the first knurled portion,
The second knurl welding part
A secondary battery that is ultrasonically welded to a second depth of the second knurl portion that is shallower than the first depth. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 제2널 용접부는
상기 무지부 탭들의 폭방향 전체 범위에 형성되는 이차 전지.6. The method of claim 5,
The second knurl welding part
A secondary battery formed in the entire width direction of the uncoated tabs. 제5항에 있어서,
상기 제2널 용접부는
상기 무지부 탭들의 폭방향 중앙부에 형성되는 이차 전지.6. The method of claim 5,
The second knurl welding part
A secondary battery formed in the width direction central portion of the uncoated region tabs. 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되어 상기 캡 플레이트에 결합되는 절연부재를 더 포함하며,
상기 절연부재는
상기 전극 조립체로부터 상기 무지부 탭들의 상기 캡 플레이트를 향하는 인출을 개방하는 제1절개부, 및
상기 무지부 탭들과 상기 보강 플레이트를 상기 연결 탭에 용접하는 공정을 개방하는 제2절개부를 포함하는 이차 전지.According to claim 1,
an insulating member disposed between the electrode assembly and the cap plate and coupled to the cap plate;
The insulating member is
a first cutout for opening the uncoated area tabs toward the cap plate from the electrode assembly; and
and a second cutout opening a process of welding the uncoated area tabs and the reinforcing plate to the connection tab. 제1항에 있어서,
상기 전극단자는
상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 제1단자, 및
상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결되는 제2단자를 포함하며,
상기 제2단자는
상기 캡 플레이트의 외면으로 돌출되는 제1돌기에 결합되어 용접되고,
상기 제2단자에 전기적으로 연결되는 상기 연결 탭은
상기 캡 플레이트의 내면으로 돌출되는 제2돌기에 결합되어 용접되는 이차 전지.According to claim 1,
The electrode terminal is
a first terminal installed in an insulating structure on the cap plate; and
a second terminal electrically connected to the cap plate;
The second terminal is
coupled to and welded to the first protrusion protruding from the outer surface of the cap plate;
The connection tab electrically connected to the second terminal
A secondary battery coupled to and welded to a second protrusion protruding from the inner surface of the cap plate.
KR1020170053040A 2017-04-25 2017-04-25 Rechargeable battery KR102444273B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170053040A KR102444273B1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Rechargeable battery
PCT/KR2018/001102 WO2018199439A1 (en) 2017-04-25 2018-01-25 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170053040A KR102444273B1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Rechargeable battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180119365A KR20180119365A (en) 2018-11-02
KR102444273B1 true KR102444273B1 (en) 2022-09-15

Family

ID=63919327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170053040A KR102444273B1 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Rechargeable battery

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102444273B1 (en)
WO (1) WO2018199439A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221843A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Ultrasonic welding device and method for producing a metal foil stack
JP7305367B2 (en) * 2019-02-08 2023-07-10 三洋電機株式会社 Electric storage element manufacturing method, electric storage element, joining method, and joined body
KR20200102177A (en) * 2019-02-21 2020-08-31 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery and manufacturing method therof
KR20200134533A (en) * 2019-05-22 2020-12-02 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery
KR102157495B1 (en) * 2020-02-03 2020-09-18 에이에프더블류 주식회사 Pouch type battery cell and manufacturing method thereof
CN112828440B (en) * 2021-03-29 2022-06-28 上海骄成超声波技术股份有限公司 Welding method of ultrasonic welding machine
KR20230081222A (en) * 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Ultrasonic welding apparatus and electrode assembly manufactured by the same
CN115832628B (en) * 2023-02-09 2023-05-09 深圳海润新能源科技有限公司 Energy storage device and electric equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101084056B1 (en) * 2010-07-21 2011-11-16 에스비리모티브 주식회사 Rechargeable battery
JP2016219274A (en) * 2015-05-21 2016-12-22 株式会社豊田自動織機 Method for manufacturing electrode assembly and electrode laminate

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140110353A (en) * 2013-03-07 2014-09-17 삼성에스디아이 주식회사 Ultrasound horn and secondary battery manufactured using the same
KR102306440B1 (en) * 2014-08-14 2021-09-29 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable battery
KR102288540B1 (en) * 2014-11-18 2021-08-11 삼성에스디아이 주식회사 Battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101084056B1 (en) * 2010-07-21 2011-11-16 에스비리모티브 주식회사 Rechargeable battery
JP2016219274A (en) * 2015-05-21 2016-12-22 株式会社豊田自動織機 Method for manufacturing electrode assembly and electrode laminate

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018199439A1 (en) 2018-11-01
KR20180119365A (en) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102444273B1 (en) Rechargeable battery
KR102629053B1 (en) Rechargeable battery having current collector
KR102357319B1 (en) Rechargeable battery
KR102425218B1 (en) Secondary Battery
US10109838B2 (en) Rechargeable battery and manufacturing method thereof
US10673055B2 (en) Secondary battery
CN109428045B (en) Secondary battery and method of assembling the same
KR101146414B1 (en) Rechargeable battery
US9312528B2 (en) Rechargeable battery and battery module
KR102299244B1 (en) Rechargeable battery and pack of the same
EP3514858B1 (en) Secondary battery
JP6679204B2 (en) Rechargeable battery
KR102425219B1 (en) Secondary Battery
US10211446B2 (en) Rechargeable battery
KR102571182B1 (en) Rechargeable battery
EP3062362A1 (en) Recharcheable battery and module thereof
KR101147175B1 (en) Rechargeable battery
KR102361705B1 (en) Rechargeable battery having cover
KR102165332B1 (en) Secondary battery
KR102360013B1 (en) Rechargeable battery
US10431845B2 (en) Rechargeable battery
KR102264700B1 (en) Rechargeable battery
CN113228404A (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
KR20190106073A (en) Rechargeable battery
KR102265367B1 (en) Rechargeable battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant