KR102637571B1 - 이차전지 - Google Patents
이차전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102637571B1 KR102637571B1 KR1020230000099A KR20230000099A KR102637571B1 KR 102637571 B1 KR102637571 B1 KR 102637571B1 KR 1020230000099 A KR1020230000099 A KR 1020230000099A KR 20230000099 A KR20230000099 A KR 20230000099A KR 102637571 B1 KR102637571 B1 KR 102637571B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- uncoated
- electrode plate
- secondary battery
- electrode
- cutting
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 72
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
- H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/167—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by crimping
-
- 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
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- 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
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- 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
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
- H01M50/529—Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
-
- 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
- H01M50/50—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
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예는 이차전지에 관한 것으로, 제1 무지부가 형성된 제1 전극판, 제2 무지부가 형성된 제2 전극판, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하고, 권취되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 원통형의 케이스; 및 상기 케이스를 밀폐하는 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 권취 전 커팅 깊이(L2)는 포밍 위치(A) 대비 100 내지 150% 인 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기재 탭 형성을 위한 무지부 커팅 시 커팅 폭이 권취 단부로 갈수록 커지도록 가변함으로써 권취 시 기재가 겹치는 양을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 기재의 프리 폴딩이나 기재 다짐 시 기재 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기재 탭 형성을 위한 무지부 커팅 시 커팅 폭이 권취 단부로 갈수록 커지도록 가변함으로써 권취 시 기재가 겹치는 양을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 기재의 프리 폴딩이나 기재 다짐 시 기재 손상을 방지할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예는 기재 손상을 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 원통형 이차전지는 원기둥 형태의 전극 조립체와, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 원통형태의 캔과, 캔의 상단 개구부에 결합되어 캔을 밀봉하고 전극 조립체에서 발생되는 전류를 외부장치로 흐르게 하는 캡 어셈블리를 포함한다. 전극 조립체는 음극판 및 양극판, 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터가 원기둥 형태로 권취된 형태이다.
전극 조립체는 집전판과의 연결을 위해 권취 전 활물질이 코팅되지 않은 기재(무지부)를 집전판과의 연결하기 전, 기재를 다지게 된다. 이때 폴딩이 처음 진행되는 부분의 기재가 손상되거나, 다수의 기재가 불규칙적인 모양으로 꺾이고 여러 방향으로 절곡되는 문제가 있다. 또한, 기재를 커팅해 기재탭을 형성한 후 전극 조립체를 권취할 때, 권취 중심인 선단으로 갈수록 기재가 겹치는 양이 많아져 기재의 손상이 더 심해지므로 이를 해결할 필요가 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 예는 프리 폴딩이나 기재 다짐 시 기재 손상을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 제1 무지부가 형성된 제1 전극판, 제2 무지부가 형성된 제2 전극판, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하고, 권취되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 원통형의 케이스; 및 상기 케이스를 밀폐하는 캡 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 권취 전 커팅 깊이(L2)는 포밍 위치(A) 대비 100 내지 150% 인 것이 특징이다.
상기 커팅 깊이(L2)는 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부로부터 활물질 코팅 영역을 향하는 방향으로의 커팅 길이인 것이 특징이다.
상기 포밍 위치(A)는 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 다짐 시 폴딩되는 위치인 것이 특징이다.
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 방향은 상기 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 수직인 것이 특징이다.
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 방향은 상기 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 사선을 이루는 것이 특징이다.
상기 전극 조립체의 권취 시 권취 최외곽을 향하는 방향을 기준으로 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 상기 커팅 방향은 예각을 이루는 것이 특징이다.
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 시 권취 단부로 갈수록 커팅 폭이 점차 커지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부는 상기 전극 조립체의 권취 시 권취 시작 부위에 인접한 영역과, 권취 최외곽 부위에 인접한 영역의 일부가 커팅된 것을 특징으로 한다.
상기 케이스는 원형의 상면부와, 상기 상면부로부터 하향 연장되고 하단이 개방되는 측부를 포함하고, 상기 캡 어셈블리는 상기 측부의 하단에 결합되되 상기 측부와 절연되는 것이 특징이다.
상기 상면부에는 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되고 상기 상면부와 절연되는 리벳 단자가 결합되는 것이 특징이다.
상기 측부는 상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극판은 양극, 상기 제2 전극판은 음극인 것이 특징이다.
상기 제1 전극판과 상기 리벳 단자 사이에 배치되고, 상기 리벳 단자와 전기적으로 연결되는 단자 접속부와, 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되는 극판 접속부를 구비한 제1 전극 집전판을 더 포함할 수 있다.
상기 극판 접속부는 원판 형상이고, 상기 단자 접속부는 상기 극판 접속부 상에 형성되되 상기 극판 접속부 상에 관통 형성된 슬롯에 의해 상기 극판 접속부와 분리되는 것이 특징이다.
상기 제1 전극 집전판은 상기 단자 접속부와 상기 극판 접속부를 연결하는 퓨즈부를 더 포함할 수 있다.
상기 극판 접속부는 하면이 상기 제1 무지부의 다짐 시 폴딩된 상면에 접촉된 상태에서 용접되는 것이 특징이다.
상기 극판 접속부와 상기 제1 무지부의 용접 방향은 방사형인 것이 특징이다.
상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되는 원판 형상의 판면부와, 상기 판면부로부터 일방향으로 연장되고 상기 케이스의 측부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 연장부를 갖는 제2 전극 집전판을 더 포함할 수 있다.
상기 연장부는 상기 캡 어셈블리와 절연되는 것이 특징이다.
상기 케이스의 측부에는 상기 전극 조립체를 향해 오목하게 비딩부가 형성되고, 상기 캡 어셈블리와 상기 케이스의 측부 사이에는 절연 소재의 가스켓이 삽입되는 것이 특징이다.
상기 연장부는 상기 비딩부와 전기적으로 연결되는 것이 특징이다.
상기 판면부와 상기 제2 무지부의 용접 방향은 방사형인 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기재 탭 형성을 위한 무지부 커팅 시 커팅 폭이 권취 단부로 갈수록 커지도록 가변함으로써 권취 시 기재가 겹치는 양을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 기재의 프리 폴딩이나 기재 다짐 시 기재 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 예시적인 이차전지의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 전극 조립체를 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 2에 따른 제1 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 2에 따른 제2 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무지부 커팅을 적용한 전극 조립체와 일반적인 전극 조립체의 포밍 후 상태를 비교한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 전극 조립체를 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 2에 따른 제1 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 2에 따른 제2 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무지부 커팅을 적용한 전극 조립체와 일반적인 전극 조립체의 포밍 후 상태를 비교한 도면이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 따른 이차전지 및 이차전지의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저 예시적인 이차전지의 구조에 대해 설명한다.
도 1은 예시적인 이차전지의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 전극 조립체를 도시한 단면도이다. 도 3a는 도 2에 따른 제1 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다. 도 3b는 도 2에 따른 제2 전극 집전판의 예시적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 이차전지(10)는 원통형의 케이스(100)와, 케이스(100) 내부에 수용되는 전극 조립체(200)를 포함할 수 있다. 케이스(100)의 상단에는 리벳 단자(130)가 구비될 수 있다. 리벳 단자(130)는 가스켓(140)에 의해 케이스(100)와 절연될 수 있다. 케이스(100)의 하부에는 캡 플레이트(150)가 결합될 수 있다. 캡 플레이트(150)는 가스켓(160)에 의해 케이스(100)와 절연될 수 있다. 전극 조립체(200)는 집전판(250, 260)에 의해 리벳 단자(130) 및 케이스(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 케이스(100)는 원형의 상면부(110)와, 상면부(110)로부터 하향 연장된 측부(120)를 포함할 수 있다. 즉, 케이스(100)는 하부가 개방되고 속이 빈 원통 형상이다. 상면부(110) 상에 단자홀이 관통 형성되고, 단자홀에 리벳 단자(130)가 결합된다. 측부(120)의 단부에 인접하여 전극 조립체(200)의 고정과 캡 어셈블리의 안착을 위해 내측을 향해 오목하게 비딩부(122)가 형성될 수 있다. 비딩부(122)와 이격된 측부(120)의 단부는 캡 플레이트의 안착 후 내측을 향해 벤딩되어 크림핑부(124)를 형성함으로써 캡 플레이트를 고정할 수 있다. 케이스(100)는 스틸, 스틸 합금, 니켈 도금된 스틸, 니켈 도금된 스틸 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 이의 등가물로 형성될 수 있다. 그러나 여기서 그 재질이 한정되는 것은 아니다. 제조 공정에서 케이스(100)의 개방된 하단을 상부를 향하도록 배치한 후 전해액과 함께 전극 조립체(200)를 삽입할 수 있다. 이후 비딩부(122)에 캡 어셈블리가 안착된 후 크림핑부(124)를 형성해 캡 플레이트를 고정하고, 다시 캡 플레이트가 하부를 향하도록 배치할 수 있다. 필요에 따라 캡 플레이트가 상부를 향한 상태로 사용될 수도 있다.
리벳 단자(130)는 케이스(100)의 상면부(110)에 결합되며, 제1 전극 집전판을 통해 제1 전극판(210)과 전기적으로 연결된다. 리벳 단자(130)는 리벳 결합되는 단자 형태이다. 리벳 단자(130)는 케이스(100)의 외부에서 단자홀에 삽입된 후 내측 단부가 프레스 또는 스피닝 등의 가공에 의해 압축 변형되어 케이스(100)의 상면부(110) 내측에 밀착될 수 있다. 또는 반대로, 리벳 단자(130)를 케이스(100) 내부에서 단자홀에 삽입 후 외측 단부를 압축 변형해 케이스(100) 상면부(110) 외측에 밀착시킬 수도 있다. 이때, 리벳 단자(130)와 단자홀 사이에 가스켓(140)이 삽입되어 케이스(100)와 리벳 단자(130)를 절연할 수 있다.
가스켓(140)은 리벳 단자(130)와 상면부(110) 외측 및 관통홀 사이에 삽입되는 제1 가스켓(142), 리벳 단자(130)와 상면부(110) 내측 사이에 삽입되는 제2 가스켓(144)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캡 플레이트(150)는 가장자리가 비딩부(122)와 크림핑부(124)에 의해 케이스(100)의 측부(120)에 고정되며, 가스켓(160)에 의해 측부(120)와 절연된다. 캡 플레이트(150) 상에는 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면 개방되는 벤트(152)가 형성될 수 있다. 벤트(152)는 다른 영역보다 두께가 얇게 형성될 수 있다.
도 2에서와 같이, 전극 조립체(200)는 제1 전극판(210, 후술할 도 4 참조) 및 제2 전극판(220, 후술할 도 4 참조), 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 사이에 개제되는 세퍼레이터(230)가 원기둥 형태로 권취되어 형성된다. 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)은 각각 제1 전극 집전판(250) 및 제2 전극 집전판(260)과 전기적으로 연결된다. 예시적으로, 제1 전극판(210)은 양극 역할을 할 수 있고, 제2 전극판(220)은 음극 역할을 할 수 있다. 또는 그 반대로 구성될 수도 있다.
제1 전극판(210)이 양극판인 경우, 제1 전극판(210)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 제공된 제1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제1 전극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다. 제1 전극판(210)에는 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1 무지부(212)가 형성될 수 있다. 무지부는 기재로 지칭할 수도 있다. 제조 공정에서 제1 무지부(212)를 커팅하여 복수의 제1 기재탭(212a)을 형성할 수 있다. 제1 기재탭(212a)은 전극 조립체(200)의 권취 전 프리 폴딩(pre-folding)하여 일정 각도로 폴딩될 수 있다(프리 폴딩을 하면 추후 집전판과 연결 시 기재를 다짐할 때 기재의 손상이나 구겨짐 등을 최소화하여 기재를 다질 수 있다). 본 발명의 도면에는 제1 기재탭(212a)이 전극 조립체(200)의 상측을 향하도록 배치한 것을 예시적으로 도시하였다. 제1 기재탭(212a)은 전극 조립체(200)의 권취 후 양극 집전판과 전기적으로 연결될 수 있다. 양극 집전판은 전술한 리벳 단자(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전극판(220)이 음극판인 경우, 제2 전극판(220)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 제공된 제2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제2 전극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다. 제2 전극판(220)에는 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제2 무지부(222)가 형성될 수 있다. 무지부는 기재로 지칭할 수도 있다. 제조 공정에서 제2 무지부(222)를 커팅하여 복수의 제2 기재탭(222a)을 형성할 수 있다. 제2 기재탭(222a)은 전극 조립체(200)의 권취 전 프리 폴딩(pre-folding)하여 일정 각도로 폴딩될 수 있다. 본 발명의 도면에는 제2 기재탭(222a)이 전극 조립체(200)의 하측을 향하도록 배치한 것을 예시적으로 도시하였다. 제2 기재탭(222a)은 전극 조립체(200)의 권취 후 음극 집전판과 전기적으로 연결될 수 있다. 음극 집전판은 전술한 캡 어셈블리와는 절연되고 케이스(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 케이스(100)의 상면부(110)는 음극 극성을 갖고, 리벳 단자(130)는 양극 극성을 갖게 된다.
세퍼레이터(230)는 제1 전극판(210)과 제2 전극판(220)의 사이에 배치되어 쇼트를 방지하고, 리튬 이온의 이동을 가능하게 한다. 예시적으로, 세퍼레이터(230)는 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 또는 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 세퍼레이터(230)는 액체 또는 겔 상태의 전해액을 필요로 하지 않는 황화물계, 산화물계 또는 인산염화합물계와 같은 무기물계 고체 전해질로 대체될 수도 있다.
전극 조립체(200)는 전해액과 함께 케이스(100)에 수용될 수 있다. 일부 예들에서, 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethylmethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염을 포함할 수 있다. 또한, 전해액은 액체 또는 겔상일 수 있다. 일부 예들에서, 무기물계 고체 전해질이 사용될 경우, 전해액은 생략될 수도 있다.
도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 전극 집전판(250)은 대략 원판 형상으로, 단자 접속부(252), 극판 접속부(254), 퓨즈부(256) 및 완충 슬릿(258)를 포함할 수 있다.
단자 접속부(252)는 판면의 대략 중앙에 해당하는 영역으로, 리벳 단자(130)에 전기적으로 연결된다. 예시적으로, 단자 접속부(252)의 주변에는 대략 'C'자 형태의 슬롯이 형성될 수 있다. 슬롯에 의해 원형으로 분리된 부분이 단자 접속부(252), 단자 접속부(252)와 극판 접속부(254)를 연결하는 부분이 퓨즈 기능을 하는 퓨즈부(256)이다. 퓨즈부(256)는 단락 또는 과전류 발생 시 용융되어 끊어져 리벳 단자(130)와 전기적 연결이 끊기고 이차전지(10)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
극판 접속부(254)는 단자 접속부(252), 극판 접속부(254), 퓨즈부(256) 및 완충 슬릿(258)을 제외한 영역 전체이다. 극판 접속부(254)는 제1 무지부(212)를 커팅하여 형성된 제1 기재탭(212a)이 전기적으로 연결되는 부분이다. 예시적으로, 극판 접속부(254)와 제1 기재탭(212a)은 용접으로 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 극판 접속부(254)와 제1 기재탭(212a)은 방사상으로 용접될 수 있다.
도 2 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 전극 집전판(260)은 대략 원판 형상의 판면부(262)와, 판면부(262)로부터 일방향으로 연장된 연장부(264)를 포함할 수 있다.
판면부(262)는 제2 무지부(222)를 커팅하여 형성된 제2 기재탭(222a)이 전기적으로 연결되는 부분이다. 예시적으로, 판면부(262)와 제2 기재탭(222a)은 용접으로 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 판면부(262)와 제2 기재탭(222a)은 방사상으로 용접될 수 있다.
연장부(264)는 판면부(262)로부터 하향 벤딩 및 연장되어 비딩부(122)와 가스켓(160)의 사이에 배치되는 부분이다. 연장부(264)는 복수 개가 판면부(262)의 가장자리를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예시적으로 연장부(264)는 비딩부(122)와 용접되어 전기적으로 연결될 수 있다. 판면부(262)와 연장부(264)가 일체로 형성되고 판면부(262)가 제2 기재탭(222a)과 전기적으로 연결되므로, 비딩부(122)와 제2 전극판(220)이 전기적으로 연결된다. 따라서 케이스(100)는 음극이 될 수 있다.
전술한 이차전지는 캡 플레이트가 전지의 하부에 배치된 형태를 예시적으로 설명한 것이나, 여기서 그 형태가 한정되는 것은 아니다. 이후 설명할 이차전지의 제조방법은 전극 조립체를 원기둥 형태로 권취하는 모든 이차전지에 적용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지의 제조 방법 중 전극 조립체의 제조 방법에 대해 설명한다(편의상 도 4 및 도 6에는 세퍼레이터를 제외한 전극판만을 도시하였다).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)에는 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부(212) 및 제2 무지부(222)가 형성되어 있다. 제조 공정 중 전극 조립체(200)의 권취 공정 이전에 제1 무지부(212) 및 제2 무지부(222)를 커팅하여 복수의 제1 기재탭(212a) 및 제2 기재탭(222a)을 형성하게 된다. 이때, 커팅 방법은 레이저 노칭일 수 있다. 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)이 권취될 때 권취 중심 쪽에 배치되는 길이 방향 일단부를 '선단'으로 정의한다. 반대로 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)이 권취될 때 최외곽에 해당하는 길이 방향 타단부를 '종단'으로 정의한다. 예시적으로, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 선단에 인접한 일정 영역은 무지부를 형성하지 않을 수 있다. 전극 조립체(200)의 권취 후 기재를 다지는 다짐 공정 시 중앙 부분의 코어를 가리지 않기 위해 선단에 인접한 일정 영역에 무지부를 형성하지 않는다. 또한, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 종단에 인접한 일정 영역 역시 무지부를 형성하지 않을 수 있다. 다짐 공정 시 무지부가 전극 조립체(200)의 외부로 돌출되는 것을 방지하기 위해 종단에 인접한 일정 영역에 무지부를 형성하지 않는다. 일정 영역 이후 무지부를 커팅해 기재탭을 형성할 때, 커팅 폭(L1)이 선단에서 종단으로 갈수록 점차 커지도록 할 수 있다. 커팅 폭(L1)은 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 길이 방향에 따른 커팅 간격을 의미한다. 즉, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 선단에서 종단을 향하는 방향으로의 간격이 커팅 폭(L1)이 된다. 예시적으로, 커팅 폭(L1)은 선단쪽이 1~3mm로 시작해 종단쪽이 3~6mm가 될 수 있다.
또한, 커팅 깊이(L2)는 포밍(forming) 위치(A) 대비 100~150% 범위가 될 수 있다. 커팅 깊이(L2)는 커팅 폭(L1)에 수직인 방향으로 커팅되는 길이를 의미한다. 포밍 위치(A)란 1차 포밍(프리 폴딩) 및 2차 포밍(집전판 연결 전 기재를 미리 다짐하여 기재가 폴딩되는 것) 위치를 고려한 위치를 의미한다. 예를 들어, 포밍 위치(A)가 기재탭의 단부로부터 3mm 이격된 위치라면, 커팅 깊이(L2)는 3mm 내지 4.5mm 범위가 될 수 있다. 다른 예로, 포밍 위치(A)가 기재탭의 단부로부터 5mm 이격된 위치라면, 커팅 깊이(L2)는 5mm 내지 7.5mm 범위가 될 수 있다. 즉, 커팅 깊이(L2)는 포밍(forming) 위치(A) 대비 100~150% 범위 내에서 선택될 수 있다.
위와 같이, 제1 기재탭(212a) 및 제2 기재탭(222a)의 커팅 폭(L1)이 선단에서 종단으로 갈수록 커지도록 하는 것은 전극 조립체(200)의 권취 시 기재탭의 겹침량을 고려하기 위한 것이다. 도 4를 참조하면, 선단에서 종단으로 갈수록 전극 조립체(200)의 반경이 커지게 된다. 따라서 삼각형으로 표시한 부분의 B 영역은 폭이 좁고 C 영역으로 갈수록 폭이 커짐을 알 수 있다. 삼각형으로 표시한 영역이 커팅 폭(L1)이라고 보면, 권취 턴수가 증가할수록 기재탭의 폭이 커지는 것이 반경이 커지는 것에 대응하는 형태가 되는 것이다. 그러나 기재탭의 형성 시 종래와 같이 동일한 폭으로 커팅하게 되면, B 영역의 기재탭은 C 영역에 비해 기재탭 간 겹치는 면적이 클 수밖에 없다. 기재탭이 겹치는 면적이 증가되면 폴딩을 위한 다짐 시 기재탭간 접촉으로 기재탭이 원하는 방향으로 폴딩되지 않고 찌그러지거나 눌리게 된다(도 6의 (b) 도면 참조). 이에 따라 기재탭 간 접촉 및 마찰로 기재 손상이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해 전극판의 선단에서 종단으로 갈수록 기재탭의 커팅 폭(L1)이 점차 증가되도록 무지부를 커팅하는 것이 바람직하다.
전술한 실시 예에서는 기재탭을 형성할 때 무지부의 단부와 커팅 방향이 수직을 이루는 형태로 기재탭을 커팅하였다. 그러나 커팅 방향을 사선으로 실시할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극판의 무지부 커팅 상태를 도시한 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)의 제1 무지부(212) 및 제2 무지부(222)를 커팅할 때, 커팅 폭(L1)은 도 3의 실시 예와 동일하게 점차 증가되도록 할 수 있다. 이때, 커팅 깊이(L2) 역시 도 3의 실시 예와 동일하게 하되, 커팅 방향이 무지부의 단부와 사선이 되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 도 5를 기준으로 무지부의 단부와 커팅 방향이 예각을 이루도록 커팅할 수 있다. 이는 전극 조립체(200)의 권취 방향 및 기재 폴딩 방향을 고려한 것이다. 무지부의 커팅 시 뾰족한 부분이 전극 조립체(200)의 권취 시 종단 쪽을 향하도록 함으로써 다짐 공정 시 커팅 단부에 의해 무지부나 세퍼레이터 등의 손상을 방지할 수 있다. 따라서 무지부의 사선 커팅 방향은 도 5와 같이 극판의 선단을 기준으로 종단을 향해 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무지부 커팅을 적용한 전극 조립체와 일반적인 전극 조립체의 포밍 후 상태를 비교한 도면이다. 여기서 (a)는 본 발명의 무지부 커팅 방법을 적용한 전극 조립체의 권취 후 다짐 공정을 거친 상태를 나타낸다. (b)는 일반적인 전극 조립체의 권취 후 다짐 공정을 거친 상태를 나타낸다. 일반적인 전극 조립체는 무지부를 동일 간격으로 커팅하며, 커팅 깊이 역시 임의로 설정된다. 따라서 집전판 연결을 위해 기재탭을 다지거나 집전판으로 기재탭을 가압하면 도 6b와 같이 불규칙하게 기재탭이 절곡되고, 기재탭간 접촉에 의한 손상이 발생할 수 있다. 또한, 불규칙한 기재탭의 절곡으로 집전판과의 용접성이 저하되고 전기적 연결 상태가 불량해진다. 그러나 본 발명의 무지부(기재) 커팅 방법을 적용하면 전극 조립체의 권취 시 기재탭간의 겹침량을 최소화할 수 있다. 또한, 기재탭의 프리 폴딩 및 다짐 위치를 고려하여 기재탭을 커팅하므로 기재탭의 포밍 시 기재탭을 일정한 방향으로 포밍하기 용이하다. 이에 따라 기재탭의 손상을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 이차전지 100: 케이스
200: 제1 전극판 212: 제1 무지부
212a: 제1 기재탭 220: 제2 전극판
222: 제2 무지부 222a: 제2 기재탭
230: 세퍼레이터
200: 제1 전극판 212: 제1 무지부
212a: 제1 기재탭 220: 제2 전극판
222: 제2 무지부 222a: 제2 기재탭
230: 세퍼레이터
Claims (21)
- 제1 무지부가 형성된 제1 전극판, 제2 무지부가 형성된 제2 전극판, 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하고, 권취되는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 원통형의 케이스; 및
상기 케이스를 밀폐하는 캡 어셈블리를 포함하고,
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 권취 전 커팅 깊이(L2)는 포밍 위치(A) 대비 100 내지 150% 이고,
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부는 상기 전극 조립체의 권취 시 권취 시작 부위에 인접한 영역과, 권취 최외곽 부위에 인접한 영역의 일부가 커팅된 것을 특징으로 하며,
커팅된 영역을 제외한 무지부를 커팅해 기재탭을 형성하는 것을 특징으로 하는, 이차전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 커팅 깊이(L2)는 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부로부터 활물질 코팅 영역을 향하는 방향으로의 커팅 길이인, 이차전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 포밍 위치(A)는 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 다짐 시 폴딩되는 위치인, 이차전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 방향은 상기 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 수직인, 이차전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 방향은 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 사선을 이루는, 이차전지. - 제 5 항에 있어서,
상기 전극 조립체의 권취 시 권취 최외곽을 향하는 방향을 기준으로 상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 단부와 상기 커팅 방향은 예각을 이루는, 이차전지. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제1 무지부 및 상기 제2 무지부의 커팅 시 권취 단부로 갈수록 커팅 폭이 점차 커지는 것을 특징으로 하는, 이차전지. - 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 케이스는 원형의 상면부와, 상기 상면부로부터 하향 연장되고 하단이 개방되는 측부를 포함하고, 상기 캡 어셈블리는 상기 측부의 하단에 결합되되 상기 측부와 절연되는, 이차전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 상면부에는 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되고 상기 상면부와 절연되는 리벳 단자가 결합되는, 이차전지. - 제 10 항에 있어서,
상기 측부는 상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극판은 양극, 상기 제2 전극판은 음극인, 이차전지. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1 전극판과 상기 리벳 단자 사이에 배치되고, 상기 리벳 단자와 전기적으로 연결되는 단자 접속부와, 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되는 극판 접속부를 구비한 제1 전극 집전판을 더 포함하는, 이차전지. - 제 12 항에 있어서,
상기 극판 접속부는 원판 형상이고, 상기 단자 접속부는 상기 극판 접속부 상에 형성되되 상기 극판 접속부 상에 관통 형성된 슬롯에 의해 상기 극판 접속부와 분리되는, 이차전지. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 전극 집전판은 상기 단자 접속부와 상기 극판 접속부를 연결하는 퓨즈부를 더 포함하는, 이차전지. - 제 14 항에 있어서,
상기 극판 접속부는 하면이 상기 제1 무지부의 다짐 시 폴딩된 상면에 접촉된 상태에서 용접되는, 이차전지. - 제 15 항에 있어서,
상기 극판 접속부와 상기 제1 무지부의 용접 방향은 방사형인, 이차전지. - 제 11 항에 있어서,
상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되는 원판 형상의 판면부와, 상기 판면부로부터 일방향으로 연장되고 상기 케이스의 측부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 연장부를 갖는 제2 전극 집전판을 더 포함하는, 이차전지. - 제 17 항에 있어서,
상기 연장부는 상기 캡 어셈블리와 절연되는, 이차전지. - 제 17 항에 있어서,
상기 케이스의 측부에는 상기 전극 조립체를 향해 오목하게 비딩부가 형성되고, 상기 캡 어셈블리와 상기 케이스의 측부 사이에는 절연 소재의 가스켓이 삽입되는, 이차전지. - 제 19 항에 있어서,
상기 연장부는 상기 비딩부와 전기적으로 연결되는, 이차전지. - 제 17 항에 있어서,
상기 판면부와 상기 제2 무지부의 용접 방향은 방사형인, 이차전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230000099A KR102637571B1 (ko) | 2023-01-02 | 2023-01-02 | 이차전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230000099A KR102637571B1 (ko) | 2023-01-02 | 2023-01-02 | 이차전지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102637571B1 true KR102637571B1 (ko) | 2024-02-16 |
Family
ID=89224588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230000099A KR102637571B1 (ko) | 2023-01-02 | 2023-01-02 | 이차전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102637571B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200041625A (ko) * | 2018-10-12 | 2020-04-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR20220105142A (ko) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220118952A (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220118897A (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 그 제조 방법, 전극 조립체를 포함하는 원통형 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220140417A (ko) * | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량 |
| KR20220140418A (ko) * | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량 |
-
2023
- 2023-01-02 KR KR1020230000099A patent/KR102637571B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200041625A (ko) * | 2018-10-12 | 2020-04-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR20220105142A (ko) * | 2021-01-19 | 2022-07-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220118952A (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220118897A (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 및 그 제조 방법, 전극 조립체를 포함하는 원통형 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| KR20220140417A (ko) * | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량 |
| KR20220140418A (ko) * | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체, 배터리 셀, 배터리 셀 가공장치, 이를 포함하는 배터리 팩 및 차량 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220105147A (ko) | 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 | |
| JP6505859B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| KR102632924B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR100515833B1 (ko) | 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지 | |
| KR102611657B1 (ko) | 이차 전지 | |
| CN112368878B (zh) | 二次电池 | |
| KR20210038029A (ko) | 이차전지 | |
| KR102637571B1 (ko) | 이차전지 | |
| US20230253568A1 (en) | Secondary battery | |
| EP4311014A1 (en) | Cylindrical secondary battery | |
| US11183723B2 (en) | Cap for battery case and battery | |
| KR102502554B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR102586883B1 (ko) | 원통형 이차전지 | |
| US20230238563A1 (en) | Cylindrical secondary battery and manufacturing method of secondary battery | |
| KR102614640B1 (ko) | 원통형 이차 전지 | |
| KR102578159B1 (ko) | 원통형 이차전지 | |
| KR102554328B1 (ko) | 원통형 이차전지 | |
| US20230106265A1 (en) | Rechargeable battery | |
| KR102654648B1 (ko) | 이차전지 | |
| US20240145829A1 (en) | Secondary battery | |
| US20230246302A1 (en) | Battery, and battery pack and vehicle comprising the same | |
| KR102663724B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR20230068730A (ko) | 원통형 이차전지 | |
| US10505217B2 (en) | Rechargeable battery | |
| KR20080037197A (ko) | 전극조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |