KR102577444B1 - 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그 - Google Patents

리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그 Download PDF

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Abstract

리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그은, 적어도 하나의 제1 리세스을 갖는 제1 패드, 상기 제1 패드와 마주보도록 구비되며, 상기 제1 리세스에 대응되도록 적어도 하나의 제2 리세스를 갖는 제2 패드, 상기 제1 및 제2 패드 사이에 개재되며, 상기 제1 및 제2 리세스들에 의하여 정의되는 수용 공간 내부로 위치한 상기 헤드부를 도금액으로부터 밀봉하는 밀봉 부재 및 상기 제1 및 제2 패드들을 상호 체결하는 체결 부재를 포함한다. 이로써, 도금 공정 중 리드 탭의 바디부만이 선택적으로 니켈 도금될 수 있다.

Description

리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그{MASKING JIG FOR PARTIALLY PLATING A LEAD TAP}
본 발명은 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단전지 집전체와 리드 탭의 접합시에 접합성과 공정성을 향상시킨 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그에 관한 것이다.
리튬 이온 및 폴리머 이차전지의 용도는 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등 전자기기 분야에 널리 사용되고 있으며, 최근에 대용량 전지가 사용되는 전기 자전거, HEV, EV, PHEV 전기자동차 및 에너지 저장용으로 그 사용이 증가하고 있다.
대용량 전지로 용량이 증가되면서, 결합되는 단전지의 수가 늘어나고 그에 맞춰 전류의 양도 증가되고 있다. 상기 단전지들을 상호 연결할 때 리드 탭이 이용되고 있다. 대용량 전지가 복수의 단전지를 포함하고, 상기 리드 탭은 증가된 두께와 길이를 가짐으로써, 단전지의 음극 또는 양극과 리드 탭 간의 개선된 결합력 및 내구성이 요구된다.
현재 사용되고 있는 리드 탭은 외장 케이스에 의하여 커버되는 헤드부 및 바디부를 포함한다.
상기 바디부는 구리 또는 알루미늄 재질을 가진다. 이때, 상기 바디부의 부식을 방지하기 위하여 구리 또는 알루미늄 성분의 박판에 무전해 도금 공정을 통하여 니켈을 도금한다. 이로써, 상기 바디부는 니켈 도금된 구리 재질로 이루어짐에 따라 부식이 억제될 수 있다.
한편, 헤드부는 상기 단전지의 전극과 초음파 용접, 저항 용접 또는 레이져 용접과 같은 용접 공정을 통하여 전기적으로 결합할 수 있다.
상기 무전해 도금 공정에 있어서, 상기 헤드부를 제외한 바디부만이 선택적으로 도금액이 수용된 용기에 침지될 필요가 있다. 이때, 복수의 리드 탭들을 상기 용기에 침지하여 무전해 도금 공정이 수행된다. 상기 무전해 도금 공정에 있어서, 상기 복수의 리드 탭을 한꺼번에 클램핑한 상태에서 상기 바디부만을 선택적으로 니켈 도금하면서 상기 헤드부는 도금되지 않고 박판이 노출된 상태를 유지할 수 있는 지그가 요구된다.
본 발명의 실시예들은 리드 탭을 클램핑하는 동시에 리드 탭의 일부를 도금액으부터 마스킹할 수 있는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 바디부 및 헤드부를 갖는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그은, 적어도 하나의 제1 리세스을 갖는 제1 패드, 상기 제1 패드와 마주보도록 구비되며, 상기 제1 리세스에 대응되도록 적어도 하나의 제2 리세스를 갖는 제2 패드, 상기 제1 및 제2 패드 사이에 개재되며, 상기 제1 및 제2 리세스들에 의하여 정의되는 수용 공간 내부로 위치한 상기 헤드부를 도금액으로부터 밀봉하는 밀봉 부재 및 상기 제1 및 제2 패드들을 상호 체결하는 체결 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 수용 공간을 둘러싸도록 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 부재는 플루오르카본 또는 폴리-테트라플로로에틸렌을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 체결 부재는 볼트 체결 방식, 실린더 체결 방식 및 모터 체결 방식중 어느 하나의 방식으로 상기 제1 및 제2 패드들을 체결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헤드부 및 바디부 사이의 경계 영역에 대응되도록 상기 수용 공간 내로 상기 리드 탭이 로딩되는 적어도 하나의 로딩부에 배치된 탄성 부재가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 밀봉 부재는 상기 제1 및 제2 패드들 각각의 외곽을 전체적으로 둘러싸도록 구비되며, 상기 탄성 부재는 상기 수용 공간들 각각의 로딩부에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 패드의 양 측부에는, 상기 도금액을 수용하는 용기의 상단부에 걸칠 수 있도록 구비된 걸림턱이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그는 도금액에 리드 탭의 헤드부를 제외한 바디부만을 노출시킴으로써, 상기 바디부를 선택적으로 도금할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그를 설명하기 위한 투과 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 리드 탭을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 리드 탭을 포함하는 이차 전지를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그를 설명하기 위한 구성도이다. 도 2는 도 1의 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그를 설명하기 위한 투과 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 리드 탭을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그(100)는, 리드 탭(10)의 바디부(1)를 선택적으로 무전해 도금 공정을 통하여 니켈 도금할 수 있다. 반면에, 상기 무전해 도금 공정을 통하여 상기 바디부(1)를 제외한 헤드부(2)는 니켈 도금되지 않고, 박판이 노출된 상태를 유지한다. 상기 무전해 도금 공정에 있어서, 상기 바디부(1)는 용기 내에 수용된 도금액에 침지되는 한편, 상기 헤드부(2)는 상기 도금액에 침지되지 않을 수 있다.
여기서, 상기 박판이 노출된 리드 탭의 헤드부(2)는, 바디부(1)로부터 구분될 수 있다. 상기 헤드부(2)는 단전지 집전체(30; 도 4 참조)와 전기적으로 연결될 수 있는 부분에 해당한다. 또한, 상기 박판이 노출된 리드 탭(10)의 헤드부(2)는 전지 조립시 전지 외장 케이스(40) 내부에 위치한다. 상기 박판 상태를 갖는 헤드부(2)는 용접 공정을 통하여 상기 집전체(30)와 안정적으로 연결될 수 있다.
상기 바디부(1)는 상기 전지 외장 케이스(40)의 외부에 위치한다. 상기 바디부(1)는 외부 환경에 노출됨에 따라 오염될 가능성이 높다. 따라서, 상기 바디부(1)는 박판의 외부 표면에 니켈 도금층을 형성함으로써, 침식/부식으로부터 상기 바디부(1)를 보호할 수 있다.
한편, 상기 헤드부(2) 및 상기 바디부(1) 사이는 경계 영역(3)으로 구획된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그(100)는, 제1 패드(110), 제2 패드(120), 밀봉 부재(150) 및 체결 부재(130)를 포함한다.
상기 제1 패드(110)는 적어도 하나의 제1 리세스를 포함한다. 상기 제1 리세스에는 헤드부(2)가 위치할 수 있다. 상기 제1 리세스는 상기 헤드부(2)의 폭에 대응되는 길이를 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 리세스는 상기 헤드부(2)가 외부로부터 삽입될 수 있도록 구비된다.
상기 제1 리세스는 복수개로 형성된다. 이때, 상기 제1 리세스들은 일정 간격으로 이격된다.
상기 제2 패드(120)는 제1 패드(110)와 마주보록 구비된다. 상기 제2 패드(120)는 제1 리세스에 대응되는 적어도 하나의 제2 리세스를 포함한다. 상기 제2 리세스에는 헤드부(2)가 위치할 수 있다. 상기 제2 리세스는 상기 헤드부(2)의 폭에 대응되는 길이를 가질 수 있다. 한편, 상기 제2 리세스는 상기 헤드부(2)가 외부로부터 삽입될 수 있도록 구비된다. 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)이 상호 클램핑 될 경우, 상기 제1 및 제2 리세스들은 상기 헤드부(2)를 수용하는 수용 공간(115)을 정의할 수 있다. 상기 수용 공간(115)의 일 측에는 상기 헤드부(2)가 유입될 수 있는 유입구가 구비된다.
한편, 상기 제2 리세스는 복수개로 형성된다. 이때, 상기 제2 리세스들은 일정 간격으로 이격된다.
상기 밀봉 부재(150)는 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120) 사이에 개재된다. 상기 밀봉 부재(150)는 상기 제1 및 제2 패드들(11, 120)의 외곽부를 따라 형성될 수 있다. 상기 밀봉 부재(150)는 예를 들면 오링(O-ring)을 포함할 수 있다.
상기 밀봉 부재(150)는 상기 제1 및 제2 리세스들에 의하여 정의되는 수용 공간(115) 내부에 위치한 상기 헤드부(2)를 도금액으로부터 밀봉시킨다. 이로써, 상기 도금액 내에 상기 수용 공간(115) 내부에 위치한 헤드부(2)를 제외한 바디부(1) 만이 도금 공정에서 침지된다. 따라서, 상기 도금 공정에서 상기 바디부(1)의 표면 상에 니켈 도금막이 선택적으로 형성될 수 있다.
특히, 상기 헤드부(2)의 일부가 상기 도금액의 수면 아래로 침지되더라도 상기 밀봉 부재(150)가 상기 도금액으로부터 헤드부(2)를 밀봉시킴으로써, 상기 도금액이 상기 헤드부(2)에 묻어서 상기 헤드부(2)에 니켈 도금막이 형성되는 것이 억제될 수 있다.
상기 체결 부재(130)는 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)을 상호 체결할 수 있다. 상기 체결 부재(130)는 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)에 형성된 나사홀을 관통하는 볼트를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)이 상호 적층되고, 상기 수용 공간(115) 내부로 상기 헤드부(2)가 수용될 경우 상기 체결 부재(130)는 볼트 방식으로 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)을 상호 체결할 수 있다. 한편, 상기 도금 공정이 완료될 경우, 상기 체결 부재(130)가 상기 제1 및 제2 패드(110, 120)로부터 해제됨으로써, 상기 리드 탭(10)의 헤드부(2)를 상기 부분 도금용 마스킹 지그(100)로부터 분리시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 부재(150)는 플루오르카본 또는 폴리-테트라플로로에틸렌을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 밀봉 부재(150)는 상대적으로 우수한 내화하학성을 가짐에 따라 상기 도금액으로부터의 손상이 억제될 수 있다.
한편, 상기 체결 부재(130)는 도시된 볼트 체결 방식이 아니라, 실린더 체결 방식 및 모터 체결 방식 중 어느 하나의 방식으로 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)을 체결할 수 있다. 이로써, 상기 체결 부재(130)가 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120)을 보다 용이하게 체결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그(100)는 탄성 부재(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성 부재(140)는 상기 수용 공간(115) 내로 상기 리드 탭(10)이 로딩되는 적어도 하나의 로딩부에 구비된다. 즉, 상기 탄성 부재(140)는 상기 헤드부(2) 및 바디부(1) 사이의 경계 영역(3)에 대응되도록 위치한다. 이로써, 상기 탄성 부재(140)는 상기 밀봉 부재(150)와 함께 상기 수용 공간(115)의 로딩부를 상기 도금액으로부터 추가적으로 격리시킬 수 있다.
상기 탄성 부재(140)는 상기 헤드부(2)의 폭보다 더 큰 길이를 가질 수 있다. 상기 탄성 부재(140)는 상기 헤드부(2)의 상면 및 하면을 모두 커버하도록 한 쌍으로 제공된다.
상기 탄성 부재(140)는 예를 들면 내화학성 및 고탄성을 갖는 러버 재질로 이루어질 수 있다. 상기 탄성 부재는 상기 밀봉 부재보다 우수한 탄성계수를 가질 수 있다. 이로써, 상기 제1 및 제2 패드들이 상호 분리시, 상기 탄성 부재의 복원력으로 인하여 상기 제1 및 제2 패드들이 보다 용이하게 분리할 수 있으며, 나아가 상기 밀봉 부재는 그 형상을 유지할 수 있다.
여기서, 상기 밀봉 부재(150)는 상기 제1 및 제2 패드들(110, 120) 각각의 외곽을 전체적으로 둘러싸도록 구비된다. 상기 수용 공간(115)이 복수개로 형성될 경우, 상기 탄성 부재(150)는 상기 수용 공간들 각각에 구비될 수 있다. 이로써, 상기 밀봉 부재(150)는 일차적으로 상기 헤드부(2)를 상기 도금액으로부터 밀봉시키는 동시에 상기 탄성 부재(140)가 이차적으로 상기 헤드부(2)를 상기 도금액으로부터 밀봉시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 패드(110, 120)의 양 측부에는, 상기 도금액을 수용하는 용기의 상단부에 걸칠 수 있도록 구비된 걸림턱이 형성된다. 상기 걸림턱이 상기 용기의 상단부에 걸쳐진 상태에서 도금 공정이 수행될 경우, 복수의 리드 탭들 각각에 포함된 바디부들(1) 각각이 상기 도금액 내로 침지됨으로써 상기 바디부들(1) 각각이 동시에 도금될 수 있다.
1 : 니켈 도금될 리드 탭의 바디부
2 : 리드 탭의 헤드부
4 : 단전지 집전체
10 : 음극
20 : 양극
30 : 단전지
40 : 외장 케이스

Claims (7)

  1. 바디부 및 헤드부를 갖는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그에 있어서,
    적어도 하나의 제1 리세스을 갖는 제1 패드;
    상기 제1 패드와 마주보도록 구비되며, 상기 제1 리세스에 대응되도록 적어도 하나의 제2 리세스를 갖는 제2 패드;
    상기 제1 및 제2 패드 사이에 개재되며, 상기 제1 및 제2 리세스들에 의하여 정의되는 적어도 하나의 수용 공간 내부로 위치한 상기 헤드부를 도금액으로부터 밀봉하여 상기 헤드부가 상기 도금액에 일차적으로 노출되는 것을 방지하는 밀봉 부재; 및
    상기 제1 및 제2 패드들을 상호 체결하는 체결 부재를 포함하고,
    상기 밀봉 부재는 상기 수용 공간을 전체적으로 둘러싸도록 구비되고,
    상기 헤드부 및 바디부 사이의 경계 영역에 대응되도록 상기 수용 공간 내로 상기 리드 탭이 로딩되는 적어도 하나의 로딩부에 상기 밀봉 부재와 부분적으로 오버랩되도록 배치되어 상기 헤드부가 상기 도금액에 이차적으로 노출되는 것을 방지하는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 플루오르카본 또는 폴리-테트라플로로에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그.
  4. 제1항에 있어서, 상기 체결 부재는 볼트 체결 방식, 실린더 체결 방식 및 모터 체결 방식중 어느 하나의 방식으로 상기 제1 및 제2 패드들을 체결하는 것을 특징으로 하는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 제1 및 제2 패드들 각각의 외곽을 전체적으로 둘러싸도록 구비되며,
    상기 탄성 부재는 상기 수용 공간들 각각의 로딩부에 구비된 것을 특징으로 하는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 패드의 양 측부에는, 상기 도금액을 수용하는 용기의 상단부에 걸칠수 있도록 구비된 한 쌍의 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 리드 탭의 부분 도금용 마스킹 지그.
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