KR20130019976A - 이차 전지 제조 방법 - Google Patents

이차 전지 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130019976A
KR20130019976A KR1020110082305A KR20110082305A KR20130019976A KR 20130019976 A KR20130019976 A KR 20130019976A KR 1020110082305 A KR1020110082305 A KR 1020110082305A KR 20110082305 A KR20110082305 A KR 20110082305A KR 20130019976 A KR20130019976 A KR 20130019976A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
secondary battery
electrode assembly
manufacturing
protrusion
Prior art date
Application number
KR1020110082305A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101279408B1 (ko
Inventor
김성종
구자훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020110082305A priority Critical patent/KR101279408B1/ko
Priority to CN201280040275.7A priority patent/CN103843168B/zh
Priority to EP12824253.4A priority patent/EP2747169A4/en
Priority to PCT/KR2012/006562 priority patent/WO2013025078A2/ko
Priority to JP2014525942A priority patent/JP5918852B2/ja
Publication of KR20130019976A publication Critical patent/KR20130019976A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101279408B1 publication Critical patent/KR101279408B1/ko
Priority to US13/932,432 priority patent/US20130295442A1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • 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
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전지 캔 내부에서 전극 조립체의 수납 공간을 늘리면서도 전극 조립체의 유동을 억제할 수 있는 이차 전지 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전지 캔에 비딩부가 구비되지 않는 이차 전지를 제조하는 방법으로서, 외주면에 외부 방향으로 돌출된 외부 돌출부가 구비된 전지 캔이 마련되는 단계; 상기 전지 캔에 전극 조립체가 삽입되는 단계; 및 상기 전지 캔의 외부 돌출부에 상기 전지 캔의 내부 방향으로 압력이 인가되어 상기 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성되는 단계를 포함한다.

Description

이차 전지 제조 방법{Method for manufacturing secondary battery}
본 발명은 이차 전지를 제조하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차 전지의 용량을 증대시키면서도 전극 조립체의 유동을 효과적으로 방지할 수 있는 이차 전지 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
한편, 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.
도 1은, 종래의 원통형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 원통형 이차 전지는, 원통형 전지 캔(10), 전지 캔(10)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(30), 전지 캔(10)의 상부에 결합되는 캡 조립체(20), 캡 조립체(20)를 장착하기 위해 전지 캔(10)의 선단에 마련된 비딩부(40) 및 전지를 밀봉하기 위한 클림핑 부위(50)를 구비한다.
전극 조립체(30)는 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 젤리-롤 형태로 권취된 구조이며, 양극에는 양극 리드(31)가 부착되어 캡 조립체(20)에 접속되어 있고, 음극에는 음극 리드(미도시)가 부착되어 전지 캔(10)의 하단에 접속되어 있다.
캡 조립체(20)는 양극 단자를 형성하는 탑 캡(21), 전지 내부의 온도 상승시 저항이 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)와 같은 안전 소자(22), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하고 및/또는 가스를 배기하는 안전 벤트(23), 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(23)를 전류차단부재(25)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(24), 양극에 연결된 양극 리드(31)가 접속되어 있는 전류차단부재(25)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 그리고, 이러한 캡 조립체(20)는 가스켓(26)에 장착된 상태로 전지 캔(10)의 비딩부(40)에 장착된다. 따라서, 정상적인 작동 조건에서 전극 조립체(30)의 양극은 양극 리드(31), 전류차단부재(25), 안전 벤트(23) 및 안전 소자(22)를 경유하여 탑 캡(21)에 연결되어 통전을 이룬다.
이와 같은 구조의 이차 전지는 일반적으로 전극 조립체를 전지 캔에 삽입하는 공정 및 전지 캔의 선단에 비딩부를 형성하는 공정을 포함한다.
하지만, 이와 같은 종래 이차 전지를 제조하는 방법에 의하면, 비딩부를 형성하기 때문에 비딩부가 존재하는 부분만큼 전극 조립체의 수납 공간이 줄어들게 된다. 따라서, 이러한 비딩부의 존재는 이차 전지의 용량을 늘리는데 장애가 될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 종래 이차 전지 제조시 비딩부를 형성하는 이유는, 비딩부를 형성하지 않는 경우 전지 캔의 개방단에 캡 조립체를 안착시켜 결합시키는 것이 용이하지 않고, 캡 조립체의 안정적인 결합력을 확보하기가 어려워지기 때문이다. 뿐만 아니라, 종래 비딩부가 전지 캔 내부에서 전극 조립체의 상하 움직임을 억제하는 역할을 하였으므로, 이러한 비딩부가 존재하지 않는 경우 전지 캔 내부에서 전극 조립체의 유동이 보다 활성화될 수 있다. 그리고, 이러한 전극 조립체의 상하 유동은 전극 조립체와 캡 조립체 사이에 연결된 전극 리드를 절단시켜 이차 전지의 전원 무감 현상을 일으킬 수 있고, 전극 조립체의 상부 또는 하부를 압박하여 전극 조립체의 파손이나 변형을 초래할 수 있다. 그러므로, 전극 조립체의 유동은 이차 전지의 고장 및 파손은 물론, 발화나 폭발과 같은 사고로 이어져 큰 피해를 발생시킬 수도 있다. 또한, 전극 조립체의 상하 유동은 이차 전지 상단 개방부에 결합된 캡 조립체에 충격을 가하여 밀봉 부분을 파손 또는 분리시킴으로써 이차 전지 내부의 전해액을 유출시키는 문제점을 발생시킬 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전지 캔 내부에서 전극 조립체의 수납 공간을 늘리면서도 전극 조립체의 유동을 억제할 수 있는 이차 전지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전지 캔에 비딩부가 구비되지 않는 이차 전지를 제조하는 방법으로서, 외주면에 외부 방향으로 돌출된 외부 돌출부가 구비된 전지 캔이 마련되는 단계; 상기 전지 캔에 전극 조립체가 삽입되는 단계; 및 상기 전지 캔의 외부 돌출부에 상기 전지 캔의 내부 방향으로 압력이 인가되어 상기 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성되는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전지 캔이 마련되는 단계는, 드로잉 공정에 의해 수행된다.
또한 바람직하게는, 상기 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성되는 단계는, 단조 공정에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 상술한 이차 전지 제조 방법에 의해 제조된 이차 전지이다.
본 발명에 의하면, 전지 캔에 비딩부가 구비되지 않는 이차 전지를 제조함으로써 전지 캔 내부에서 전극 조립체의 수납 공간을 늘려 이차 전지의 용량을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 전지 캔에 비딩부를 형성하지 않으면서도 이차 전지 내부에서 전극 조립체가 움직이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 캡 조립체에 연결된 전극 리드가 전극 조립체의 유동으로 인해 절단되어 전원 무감 현상을 일으키는 것을 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전극 조립체의 상하 유동으로 캡 조립체에 충격을 가하는 것을 방지하여, 캡 조립체와 전지 캔 사이의 결합 부분이 파손되지 않도록 한다. 따라서, 캡 조립체의 결합 부분 파손으로 인해 전해액이 유출될 수 있는 문제점을 예방할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래의 원통형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라 이차 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 도 2의 S110 단계에서 마련된 전지 캔의 구성의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라 전지 캔의 외부 돌출부에 압력이 인가되는 구성을 도식화하여 나타낸 단면도이다.
도 5는, 도 4의 수행 결과 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성된 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라 전지 캔의 개방단에 장착된 전극 조립체와 전지 캔이 용접되는 구성을 도식화하여 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라 이차 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 이차 전지를 제조하기 위해서는 우선 외주면에 외부 방향으로 돌출된 외부 돌출부가 구비된 전지 캔이 마련된다(S110). 이차 전지의 전지 캔은 내부에 전극 조립체 및 전해액을 수납하는 구성요소로서, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 재질로 구성된다.
도 3은, 도 2의 S110 단계에서 마련된 전지 캔(100)의 구성의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지용 전지 캔(100)은, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 바닥부를 가진 원통형 또는 각형 구조를 가질 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 상기 S110 단계에서 마련된 전지 캔(100)은, 그 외주면의 소정 위치에 외부 수평 방향으로 돌출된 외부 돌출부(110)가 구비되어 있다. 여기서, 외부 돌출부(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이 전지 캔(100)의 외주면 중 개방단이 존재하는 상부에 위치할 것이나, 본 발명이 이러한 외부 돌출부(110)의 특정 위치나 크기, 형태 등에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같은 전지 캔(100)은, 금형(die)을 이용한 드로잉(drawing) 공정에 의해 제조될 수 있다. 이러한 드로잉 공정은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 상기 S110 단계의 전지 캔(100) 마련 단계는 이러한 드로잉 공정 이외에도 본 발명의 출원 시점에서 공지된 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.
이와 같이 외부 돌출부(110)가 외주면에 구비된 전지 캔(100)이 마련되면, 전지 캔(100)에 전극 조립체가 삽입된다(S120).
상기 전극 조립체는, 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성되며, 통상적으로 젤리-롤 형태로 권취되어 배치되므로 젤리-롤이라고도 불린다. 전극 조립체의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 그리고, 전극판들이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재할 수 있다.
이와 같이 전지 캔(100)에 전극 조립체가 삽입되면, 전지 캔(100)의 외부 돌출부(110)에 전지 캔(100)의 내부 방향으로 압력이 인가됨으로써 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부가 형성된다(S130).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전지 캔(100)의 외부 돌출부(110)에 압력이 인가되는 구성을 도식화하여 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 수행 결과 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성된 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 S130 단계에서는 전극 조립체(300)가 삽입된 전지 캔(100)의 외부 돌출부(110)에 대하여, 화살표로 도시된 바와 같이 전지 캔(100)의 외부에서 내부 방향으로 압력이 인가된다.
그러면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전지 캔(100)의 외주면에 구비되었던 외부 돌출부(110)가 전지 캔(100)의 내부 방향으로 밀리면서, 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 S130 단계, 즉 도 4에 도시된 바와 같이 전지 캔(100)의 외부 돌출부(110)에 압력을 인가하여, 도 5에 도시된 바와 같이 전지 캔(100)의 내부 돌출부(120)를 형성하는 단계는, 단조 공정에 의해 수행될 수 있다. 이러한 단조 공정은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 상기 S130 단계는 이러한 단조 공정 이외에도 본 발명의 출원 시점에서 공지된 다양한 방법에 의해 수행될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 의하여 이차 전지를 제조하는 경우, 전지 캔(100)에 비딩부가 구비되지 않지만, 상기와 같이 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성되기 때문에, 전지 캔(100) 내부에서 전극 조립체(300)의 유동이 억제될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(300)의 수납 공간을 늘려 이차 전지의 용량을 향상시키면서도 전극 조립체(300)의 유동으로 인한 전원 무감 현상이나 캡 조립체의 파손, 밀봉 부위의 손상 등이 발생하는 문제를 효과적으로 해소할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전극 조립체(300)의 삽입 이후에 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성되기 때문에, 전지 캔(100)의 내부 돌출부(120)로 인해 전극 조립체(300)의 크기가 작아지지 않아도 된다. 즉, 본 발명과 달리 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 먼저 형성된 후에 전극 조립체(300)가 삽입되는 경우, 내부 돌출부(120) 사이의 공간보다 전극 조립체(300)의 크기가 작아야 한다. 만일 그렇지 않으면, 내부 돌출부(120)로 인해 전지 캔(100) 내부로의 전극 조립체(300)의 삽입이 곤란해진다. 그러나, 본 발명에 따르면, 전극 조립체(300)의 삽입이 이루어진 후에 전지 캔(100)에 내부 돌출부(120)가 형성되기 때문에, 전극 조립체(300)는 내부 돌출부(120)에 관계없이 전지 캔(100) 내부 공간이 허용되는 만큼 크기를 크게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 이차 전지를 제조할 경우 이차 전지의 용량을 증대시킬 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전지 캔(100)의 내부에 전해액을 주입하는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다. 이러한 전해액 주입 단계(S140)는, 도 2에 도시된 바와 같이 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성된 단계(S130) 이후에 수행될 수 있으나, 그 이전에 수행되어도 무방하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전지 캔(100)의 개방단에 캡 조립체가 장착되고, 이와 같이 장착된 캡 조립체가 전지 캔(100)과 레이저로 용접되는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라 전지 캔(100)의 개방단에 장착된 전극 조립체(300)와 전지 캔(100)이 용접되는 구성을 도식화하여 나타낸 단면도이다.
상기 캡 조립체(100)는, 전지 캔(100)의 개방단에 결합되어 이차 전지를 밀폐시키는 한편 이차 전지의 전원을 외부에 출력하는 단자 역할을 하는 것으로서, 이차 전지의 통전 및 안전을 위해 여러 구성요소를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 캡 조립체(200)는, 탑 캡(210), 안전 소자(220), 안전 벤트(230), 가스켓(260) 및 커버(270)를 포함할 수 있다.
상기 탑 캡(210)은, 캡 조립체(200)의 최상부에 상부 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 양극 단자를 형성한다. 따라서, 상기 탑 캡(210)은 외부와 전기적으로 접속되도록 한다. 상기 안전 소자(220)는, 탑 캡(210)과 안전 벤트(230) 사이에 개재되어 탑 캡(210)과 안전 벤트(230)를 전기적으로 연결시킨다. 상기 안전 소자(220)는 전지의 과열에 의해 전지 내부의 전류의 흐름을 차단하기 위한 것으로서, 이를테면, PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)로 형성될 수 있다. 상기 안전 벤트(230)는, 안전 소자(220)의 하부에서 안전 소자(220)와 접촉되도록 배치되며, 이차 전지의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우 파열되도록 구성된다. 상기 가스켓(260)은, 탑 캡(210), 안전 소자(220) 및 안전 벤트(230)의 테두리 부위를 감싸며, 전기 절연성, 내충격성, 탄력성 및 내구성을 가진 소재, 이를테면 폴리올레핀(polyolefine)이나 폴리프로필렌(PP) 재질로 이루어질 수 있다. 상기 커버(270)는, 탑 캡(210), 안전 소자(220) 및 안전 벤트(230)를 밀착시킬 수 있도록 가스켓(260)을 둘러싸며, 전지 캔(100)의 개방단에 용접된다. 따라서, 커버(270)는 이러한 용접을 위해 니켈, 알루미늄, 니켈 합금 또는 알루미늄 합금 등으로 구성될 수 있다.
이 밖에도, 상기 캡 조립체(200)는, 전극 조립체(300)에 연결된 전극 리드(310)가 접속되어 있는 전류차단부재(250) 및 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(230)를 전류차단부재(250)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(240)를 더 포함할 수 있다.
다만, 본 발명은 이와 같은 캡 조립체(200)의 구체적인 구성에 의해 한정되지 않는다.
상기와 같은 캡 조립체(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전지 캔(100)의 개방단에 안착된 후, 레이저 용접 장치(400)에 의해 전지 캔(100)과 레이저로 용접된다. 특히, 본 발명은 전지 캔(100)에 비딩부가 구비되지 않는 이차 전지를 제조하는 방법에 관한 것이기 때문에, 이와 같이 캡 조립체(200)와 전지 캔(100)이 레이저로 용접되는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 종래 이차 전지의 경우, 비딩부 및 클림핑 부위가 존재하여 캡 조립체(200)와 전지 캔(100)의 결합 및 밀봉이 이루어질 수 있었으나, 본 발명의 경우 이러한 비딩부 및 클림핑 부위를 형성하지 않고 상기와 같은 레이저 용접 공정에 의해 캡 조립체(200)와 전지 캔(100)을 결합 및 밀봉시킬 수 있다.
한편, 도 6에서는, 캡 조립체(200)가 전지 캔(100)의 상단에 안착되는 구성이 도시되었으나 이는 일 실시예에 불과하며, 캡 조립체(200)가 전지 캔(100)의 개방단 내부에 안착될 수도 있다. 이때, 캡 조립체(200)는 상기 전지 캔(100)의 내주면에 형성된 내부 돌출부(120) 또는 내주면에 별도로 구비된 단차 등에 안착될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지 제조 방법은, 도 2에 도시된 구성 이외에 다른 공정을 더 포함할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 캡 조립체(200)가 전지 캔(100)과 용접되기 이전에, 전극 리드(310)와 캡 조립체(200)가 레이저 용접에 의해 연결되는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 상술한 이차 전지 제조 방법에 의해 제조된 이차 전지이다. 이를테면, 본 발명에 따른 이차 전지는, 외주면에 외부 방향으로 돌출된 외부 돌출부(110)가 구비된 전지 캔(100)이 마련되는 단계, 이러한 전지 캔(100)에 전극 조립체(300)가 삽입되는 단계 및 전지 캔(100)의 외부 돌출부(110)에 전지 캔(100)의 내부 방향으로 압력이 인가되어 전지 캔(100)의 내주면에 내부 돌출부(120)가 형성되는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 전지 캔
110: 외부 돌출부
120: 내부 돌출부
200: 캡 조립체
300: 전극 조립체

Claims (6)

  1. 전지 캔에 비딩부가 구비되지 않는 이차 전지를 제조하는 방법에 있어서,
    외주면에 외부 방향으로 돌출된 외부 돌출부가 구비된 전지 캔이 마련되는 단계;
    상기 전지 캔에 전극 조립체가 삽입되는 단계; 및
    상기 전지 캔의 외부 돌출부에 상기 전지 캔의 내부 방향으로 압력이 인가되어 상기 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 캔이 마련되는 단계는, 드로잉 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전지 캔의 내주면에 내부 돌출부가 형성되는 단계는, 단조 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전지 캔은 원통형인 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전지 캔의 개방단에 캡 조립체가 장착되어 상기 캡 조립체와 상기 전지 캔이 레이저로 용접되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지 제조 방법에 의하여 제조된 이차 전지.
KR1020110082305A 2011-08-18 2011-08-18 이차 전지 제조 방법 KR101279408B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110082305A KR101279408B1 (ko) 2011-08-18 2011-08-18 이차 전지 제조 방법
CN201280040275.7A CN103843168B (zh) 2011-08-18 2012-08-17 用于制造二次电池的方法
EP12824253.4A EP2747169A4 (en) 2011-08-18 2012-08-17 METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY
PCT/KR2012/006562 WO2013025078A2 (ko) 2011-08-18 2012-08-17 이차 전지 제조 방법
JP2014525942A JP5918852B2 (ja) 2011-08-18 2012-08-17 二次電池の製造方法
US13/932,432 US20130295442A1 (en) 2011-08-18 2013-07-01 Method for manufacturing secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110082305A KR101279408B1 (ko) 2011-08-18 2011-08-18 이차 전지 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130019976A true KR20130019976A (ko) 2013-02-27
KR101279408B1 KR101279408B1 (ko) 2013-06-27

Family

ID=47715615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110082305A KR101279408B1 (ko) 2011-08-18 2011-08-18 이차 전지 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130295442A1 (ko)
EP (1) EP2747169A4 (ko)
JP (1) JP5918852B2 (ko)
KR (1) KR101279408B1 (ko)
CN (1) CN103843168B (ko)
WO (1) WO2013025078A2 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514827B1 (ko) * 2013-02-26 2015-04-23 주식회사 엘지화학 이차 전지 및 그 제조 방법
WO2020137776A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61233963A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Sanyo Electric Co Ltd 円筒形電池の製造方法
JPH02100260A (ja) * 1988-10-05 1990-04-12 Toshiba Battery Co Ltd 密閉形電池及びその製造方法
CN1243605A (zh) * 1997-11-07 2000-02-02 索尼株式会社 矩形密封电池
CN1295799C (zh) * 2000-10-13 2007-01-17 松下电器产业株式会社 扁平方形电池
JP3749127B2 (ja) * 2001-01-15 2006-02-22 三洋電機株式会社 密閉形電池と密閉形電池の製造方法
JP2003007259A (ja) * 2001-06-21 2003-01-10 Sony Corp 電池製造装置
JP4433650B2 (ja) * 2001-10-03 2010-03-17 日本碍子株式会社 リチウム二次単電池及びリチウム二次単電池の接続構造体
KR100502446B1 (ko) * 2003-06-16 2005-07-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 2차 전지
KR100522819B1 (ko) * 2003-08-18 2005-10-18 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 2차 전지
JP4530333B2 (ja) * 2003-11-14 2010-08-25 日立マクセル株式会社 密閉型電池
KR100646504B1 (ko) * 2004-12-01 2006-11-15 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이차 전지
KR100816218B1 (ko) * 2007-05-02 2008-03-24 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101199092B1 (ko) * 2007-09-18 2012-11-08 현대중공업 주식회사 횡방향 서브머지드 용접용 플럭스 받침장치
KR100947989B1 (ko) * 2007-11-06 2010-03-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조 방법
JP2010108870A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Sanyo Electric Co Ltd 円筒形電池
JP2011154813A (ja) 2010-01-26 2011-08-11 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013025078A3 (ko) 2013-06-13
WO2013025078A2 (ko) 2013-02-21
JP5918852B2 (ja) 2016-05-18
US20130295442A1 (en) 2013-11-07
JP2014526131A (ja) 2014-10-02
EP2747169A2 (en) 2014-06-25
CN103843168A (zh) 2014-06-04
CN103843168B (zh) 2016-11-23
EP2747169A4 (en) 2015-07-08
KR101279408B1 (ko) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101514827B1 (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR101184403B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR101281038B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
JP5389368B2 (ja) 密閉型電池
KR101310731B1 (ko) 이차 전지
EP2924763B1 (en) Secondary battery
KR20110029061A (ko) 이차 전지
KR101523064B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
KR101293208B1 (ko) 이차 전지용 캡 조립체
KR102522701B1 (ko) 이차 전지
KR101446161B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR101446153B1 (ko) 이차 전지용 캡 조립체와 이를 이용하는 이차 전지, 및 이러한 이차 전지를 제조하는 방법
KR101511302B1 (ko) 이차 전지
KR101453783B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR102331123B1 (ko) 탄성 부재를 포함하는 원통형 전지셀의 캡 어셈블리
KR101279408B1 (ko) 이차 전지 제조 방법
KR101453782B1 (ko) 이차 전지 및 이를 제조하는 방법
KR101473392B1 (ko) 이차 전지 및 이를 제조하는 방법
KR20160015778A (ko) 내진동 특성이 향상된 원통형 전지
KR101563680B1 (ko) 이차 전지
KR20150051516A (ko) 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20160015771A (ko) 내진동 특성이 향상된 원통형 전지
KR20130052407A (ko) 이차 전지 및 이를 제조하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160616

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 7