KR20130114304A - Welding device for improved weldability of bus bar - Google Patents

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KR20130114304A
KR20130114304A KR1020120036517A KR20120036517A KR20130114304A KR 20130114304 A KR20130114304 A KR 20130114304A KR 1020120036517 A KR1020120036517 A KR 1020120036517A KR 20120036517 A KR20120036517 A KR 20120036517A KR 20130114304 A KR20130114304 A KR 20130114304A
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Abstract

PURPOSE: A welding device for improving the efficiency of welding a busbar is provided to improve the efficiency of welding the busbar and an electrode terminal, thereby improving the safety of a battery module assembly. CONSTITUTION: A welding device (300) for improving the efficiency of welding a busbar includes a horn (310), an anvil (320), and a booster (330). The horn welds the busbar on an electrode terminal by directly applying vibration on the busbar and includes horn tips corresponding to minute holes for forming the minute holes of an embossing structure in a welding process. The anvil fixes the bottom end portion of the busbar, thereby transmitting the vibration to the busbar. The booster regulates the intensity of the vibration.

Description

버스 바의 용접성을 향상시키기 위한 용접장치 {Welding Device for Improved Weldability of Bus Bar} Technical Field [0001] The present invention relates to a welding device for improving the weldability of a bus bar,

본 발명은 버스 바의 용접성을 향상시키기 위한 용접장치로서, 더욱 상게하게는, 전지모듈 어셈블리의 전극단자 및 버스 바를 용접하기 위한 장치로서, 상기 버스 바에 직접 진동을 인가하여 전극단자에 버스 바를 융착시키며, 용접 과정에서 버스 바에 엠보 구조의 미세 홀들이 형성될 수 있도록 버스 바에 대면하는 면에 상기 미세 홀들에 대응하는 혼 팁들을 포함하고 있는 혼(horn); 상기 버스 바의 하단부를 고정시켜 상기 발생된 진동을 버스 바에 전달시키는 앤빌(anvil); 및 상기 진동의 증감을 조절하는 부스터(booster); 를 포함하는 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a welding apparatus for improving the weldability of a bus bar, and more particularly to an apparatus for welding an electrode terminal and a bus bar of a battery module assembly, wherein direct vibration is applied to the bus bar, A horn including horn tips corresponding to the fine holes on the surface facing the bus bar so that the embossed fine holes can be formed in the bus bar during the welding process; An anvil for fixing the lower end of the bus bar to transmit the generated vibration to the bus bar; And a booster for adjusting the increase / decrease of the vibration; To a welding apparatus.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as a power source for an electric vehicle (EV) and a hybrid electric vehicle (HEV), which are proposed as solutions for the air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels .

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In a small mobile device, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized battery module such as an automobile is used as a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected due to the necessity of a large-

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the middle- or large-sized battery module is preferably manufactured with a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-type battery, and the like, which can be stacked with high degree of integration and have a small weight to capacity ratio, are mainly used as the battery cells of the middle- or large-sized battery module. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

도 1에는 대표적인 파우치형 전지셀의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1의 파우치형 전지셀(10)은 두 개의 전극단자(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장부재(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다. 외장부재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 1 is a perspective view schematically showing a representative pouch-type battery cell. The pouch-type battery cell 10 of FIG. 1 has a structure in which two electrode terminals 11 and 12 protrude from each other to protrude from an upper end and a lower end of the battery main body 13. The exterior member 14 is composed of two upper and lower units, and both side surfaces 14b and upper and lower portions 14a, which are mutually contacting portions, with electrode assemblies (not shown) mounted on an accommodating portion formed on an inner surface thereof. The battery cells 10 are made by attaching 14c). The exterior member 14 has a laminate structure of a resin layer / metal foil layer / resin layer, and can be attached by mutually fusion bonding the resin layer by applying heat and pressure to both side surfaces 14b and the upper and lower ends 14a and 14c which are in contact with each other. In some cases, the adhesive may be attached using an adhesive.

양측면(14b)은 상하 외장부재(14)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(14a)와 하단부(14c)에는 전극단자(11, 12)가 돌출되어 있으므로 전극단자(11, 12)의 두께 및 외장부재(14) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극단자(11, 12)와의 사이에 필름상의 실링부재(16)를 개재한 상태에서 열융착시킨다.Since both side surfaces 14b are in direct contact with the same resin layer of the upper and lower exterior members 14, uniform sealing is possible by melting. On the other hand, since the electrode terminals 11 and 12 protrude from the upper end 14a and the lower end 14c, the sealing property is improved in consideration of the thickness of the electrode terminals 11 and 12 and the heterogeneity with the material of the exterior member 14. Heat-sealing is carried out in the state which interposed the film-shaped sealing member 16 between the electrode terminals 11 and 12 so that it may be made.

상기와 같은 전지셀을 다수 개 사용하여 중대형 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 전지셀의 전극단자를 용접하여 상호 연결하며, 일반적으로 버스 바를 이용하여 결합하게 된다.In the case of constructing a medium-large battery module using a plurality of battery cells as described above, the electrode terminals of the battery cells are interconnected by welding for the mechanical fastening and electrical connection thereof, and are generally coupled using a bus bar.

한편, 중대형 전지모듈은 전기자동차 등의 동력원으로 사용되는 바, 이러한 디바이스에 내장된 전지모듈은 외부충격, 진동 등에 쉽게 노출되므로 높은 안전성을 가지는 구조가 요구된다. 특히, 전지모듈에서 전지셀의 전극단자와 버스 바를 전기적으로 연결하는 부위가 견고하게 용접되지 않은 경우, 계속적으로 인가되는 진동 등이나 충격에 의해 용접 부위가 분리되어 성능 및 안전성이 크게 저하될 수 있으므로, 전극단자와 버스 바 간의 우수한 용접성을 필요로 한다.On the other hand, the medium-large battery module is used as a power source of an electric vehicle, the battery module built in such a device is easily exposed to external shock, vibration, etc., a structure having high safety is required. Particularly, in a battery module, when a portion electrically connecting an electrode terminal of a battery cell and a bus bar is not firmly welded, the welded portion may be separated due to continuous vibration or impact, , And excellent weldability between the electrode terminal and the bus bar is required.

일반적으로 상기 전극단자와 버스 바는 초음파 용접에 의해 용접된다. Generally, the electrode terminal and the bus bar are welded by ultrasonic welding.

구체적으로, 전극단자 상에 버스 바를 접촉시킨 상태로 배치하고, 초음파 용접기에 의해 가압한다. 이 때, 초음파 진동이 전극단자에 전달되고, 이러한 진동 에너지에 의해 발생되는 마찰 열로 인해 전극단자는 버스 바에 용접된다.Specifically, a bus bar is placed in contact with the electrode terminal, and the electrode bar is pressurized by an ultrasonic welder. At this time, the ultrasonic vibration is transmitted to the electrode terminal, and the electrode terminal is welded to the bus bar due to the friction heat generated by the vibration energy.

그러나, 전극단자와 버스 바는 매끈한 평면으로 이루어져 있어서, 전극단자에 초음파 용접이 이루어지는 동안 밀착력이 저하될 수 있으며, 버스 바의 융착 품질이 불균일하게 이루어질 수 있다.However, since the electrode terminal and the bus bar are formed in a smooth plane, the adhesion may be deteriorated during the ultrasonic welding to the electrode terminal, and the welding quality of the bus bar may be uneven.

따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve these problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은 전극단자에 용접되는 버스 바에 엠보 구조의 미세 홀들을 형성시키는 용접 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a welding apparatus for forming embossed fine holes in a bus bar welded to an electrode terminal.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접장치는, 전지모듈 어셈블리의 전극단자 및 버스 바를 용접하기 위한 장치로서,Welding apparatus according to the present invention for achieving this object, as a device for welding the electrode terminal and the bus bar of the battery module assembly,

상기 버스 바에 직접 진동을 인가하여 전극단자에 버스 바를 융착시키며, 용접 과정에서 버스 바에 엠보 구조의 미세 홀들이 형성될 수 있도록 버스 바에 대면하는 면에 상기 미세 홀들에 대응하는 혼 팁들을 포함하고 있는 혼(horn);A bus bar is fused to the electrode terminal by applying a direct vibration to the bus bar and the bus bar is welded to the bus bar in order to form embossed fine holes in the bus bar, (horn);

상기 버스 바의 하단부를 고정시켜 상기 발생된 진동을 버스 바에 전달시키는 앤빌(anvil); 및An anvil for fixing the lower end of the bus bar to transmit the generated vibration to the bus bar; And

상기 진동의 증감을 조절하는 부스터(booster);A booster for adjusting the increase / decrease of the vibration;

를 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in FIG.

즉, 본 발명에 따른 용접 장치는 전극단자에 상기와 같은 미세 홀들을 형성할 수 있는 혼 팁을 포함하는 혼으로 구성되어 있어서, 평면의 버스 바에 용접을 실행하는 종래의 용접 장치 구조와 비교하여, 버스 바(정확하게는 엠보 구조 부위)와 전극단자 간에 우수한 밀착력을 발휘하여 안정된 용접 품질을 제공할 수 있다.That is, the welding apparatus according to the present invention is constituted by a horn including a horn tip capable of forming the above-described fine holes in the electrode terminal, so that compared with a conventional welding apparatus structure for performing welding on a flat bus bar, It is possible to provide an excellent adhesion between the bus bar (precisely the embossed structure portion) and the electrode terminal, and to provide stable welding quality.

하나의 바람직한 예에서, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 둘 또는 그 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈일 수 있다.In one preferred embodiment, the battery module assembly according to the present invention may be two or more battery modules in which cell units composed of two or more battery cells are connected in series and / or in parallel.

상기 구조에서, 셀 유닛의 전극단자들은 버스 바 어셈블리에 의해 상호 전기적 연결되어 있어서, 소망하는 출력 및 용량을 제공할 수 있다.In the above structure, the electrode terminals of the cell unit are electrically connected to each other by the bus bar assembly, thereby providing the desired output and capacity.

상기 구조에서, 버스 바 어셈블리는, 예를 들어,In the above structure, the bus bar assembly is, for example,

(a) 전기절연성의 소재로 이루어져 있고, 전지모듈들의 상면에 장착되는 커버 플레이트; 및(a) a cover plate made of an electrically insulating material and mounted on upper surfaces of the battery modules; And

(b) 커버 플레이트 상에 'ㄷ'자 형상으로 장착되는 둘 이상의 버스 바들;(b) two or more bus bars mounted in a 'c' shape on the cover plate;

를 포함하고 있으며, , ≪ / RTI >

상기 버스 바의 측면에 상기 전극단자의 일면이 용접되어 있는 구조일 수 있다.One side of the electrode terminal may be welded to the side of the bus bar.

한편, 상기 전극단자의 소재는, 예를 들어, 알루미늄, 또는 니켈을 사용할 수 있지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다. On the other hand, as the material of the electrode terminal, for example, aluminum or nickel can be used, but it is not limited thereto.

하나의 바람직한 예에서, 상기 미세 홀의 깊이는 바람직하게는, 0.2 mm 내지 0.5 mm일 수 있고, 상기 미세 홀 간의 간격은 0.8 mm 내지 1 mm 일 수 있다. 상기 깊이가 너무 깊거나 미세 홀 간의 간격이 너무 좁은 경우에는 엠보 구조를 형성하는 과정에서 물성 저하를 초래하거나 융착이 용이하지 않을 수 있고, 반대로 깊이가 너무 얕거나 간격이 너무 넓은 경우에는 엠보 구조의 역할을 수행하기 어려워 소망하는 효과를 발휘하기 어려울 수 있으므로 바람직하지 않다.In one preferred example, the depth of the fine holes may preferably be 0.2 mm to 0.5 mm, and the spacing between the fine holes may be 0.8 mm to 1 mm. If the depth is too deep or the interval between the fine holes is too narrow, the property may be deteriorated or fusion may not be easy in the process of forming the emboss structure. On the other hand, when the depth is too shallow or the interval is too wide, It is difficult to perform the role and it may be difficult to exert a desired effect.

한편, 상기 혼 팁의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 엠보 구조를 용이하게 형성할 수 있도록 바람직하게는, 수직 단면 상으로 피라미드형으로 형성될 수 있다.On the other hand, the shape of the horn tip is not particularly limited, but may be formed in a pyramidal shape on a vertical cross-section so as to easily form an embossed structure.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 전극단자에 대한 버스 바의 용접은, 용접부의 변형을 최소화하고 얇은 전극단자에 용이하게 사용될 수 있도록, 바람직하게는 초음파 용접으로 행해질 수 있다.In another preferred embodiment, the welding of the bus bars to the electrode terminals can be done preferably by ultrasonic welding, so that deformation of the welds is minimized and can be easily used for thin electrode terminals.

또한, 본 발명은 상기 용접 장치를 사용하여 제조되는 전지모듈 어셈블리를 제공한다.The present invention also provides a battery module assembly manufactured using the welding apparatus.

이러한 전지모듈 어셈블리는, 종래의 전지모듈 어셈블리와 비교하여, 전극단자와 버스 바 간의 높은 용접성을 제공하여 안전성이 향상된 전지모듈 어셈블리를 제공할 수 있다. Such a battery module assembly can provide a higher weldability between the electrode terminal and the bus bar than the conventional battery module assembly, thereby providing a battery module assembly with improved safety.

본 발명은 또한, 상기 전지모듈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공한다. 이러한 디바이스의 바람직한 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention also provides a device comprising the battery module assembly. Preferred examples of such devices include, but are not limited to, electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, or electric power storage devices.

상기와 같은 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and manufacturing method of the device are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접장치는 버스 바에 엠보 구조를 형성시킴으로써, 전극단자와 버스 바 간의 용접성을 향상시켜 전지모듈 어셈블리의 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, the welding apparatus according to the present invention can improve the weldability between the electrode terminal and the bus bar by forming an emboss structure on the bus bar, thereby improving the safety of the battery module assembly.

도 1은 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 부분 사시도이다;
도 3은 도 2의 셀 유닛의 사시도이다;
도 4는 도 2의 버스 바의 사시도이다;
도 5는 도 2의 버스 바의 측면도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치의 사진이다;
도 7은 도 6의 부분도이다;
도 8은 본 발명의 실시예의 버스 바 사진이다;
도 9는 본 발명의 비교예의 버스 바 사진이다;
도 10은 도 8의 전단력 테스트 후의 버스 바 사진이다;
도 11은 도 9의 전단력 테스트 후의 버스 바 사진이다.
1 is a perspective view of a typical representative pouch type battery;
2 is a partial perspective view of a battery module assembly according to one embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of the cell unit of FIG. 2;
Figure 4 is a perspective view of the bus bar of Figure 2;
Figure 5 is a side view of the bus bar of Figure 2;
6 is a photograph of a welding apparatus according to another embodiment of the present invention;
Figure 7 is a partial view of Figure 6;
8 is a picture of a bus bar in an embodiment of the present invention;
9 is a photograph of a bus bar of a comparative example of the present invention;
Figure 10 is a picture of a bus bar after the shear force test of Figure 8;
11 is a photograph of a bus bar after the shear force test in Fig.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 부분 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 셀 유닛의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.2 is a partial perspective view of a battery module assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the cell unit of FIG.

이들 도면을 참조하면, 전지모듈 어셈블리(200)은 2개의 전지셀들(10)로 구성되어 있는 셀 유닛들(100)이 병렬로 연결되어 있는 6개의 전지모듈(210)로서, 셀 유닛(100)의 전극단자들(101, 102)은 버스 바 어셈블리(220)에 의해 상호 전기적 연결되어 있다.Referring to these figures, the battery module assembly 200 includes six battery modules 210 in which the cell units 100 composed of two battery cells 10 are connected in parallel, and the cell unit 100 Are electrically connected to each other by the bus bar assembly 220. The bus bar assembly 220 is electrically connected to the electrode terminals 101,

버스 바 어셈블리(220)는, 전기절연성의 소재로 이루어져 있고 전지모듈들(210)의 상면에 장착되는 커버 플레이트(221), 커버 플레이트(221) 상에 'ㄷ'자 형상으로 장착되는 10개의 버스 바들(222)을 포함하고 있으며, 버스 바(222)의 측면에 전극단자(101)의 일면이 용접되어 있다.The bus bar assembly 220 includes a cover plate 221 made of an electrically insulating material and mounted on the upper surface of the battery modules 210, ten buses And one side of the electrode terminal 101 is welded to the side surface of the bus bar 222. [

도 4에는 도 2의 버스 바의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 2의 버스 바의 측면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 용접장치의 사진이 개시되어 있고, 도 7에는 도 6의 부분도가 도시되어 있다.Fig. 4 is a perspective view of the bus bar of Fig. 2, Fig. 5 is a side view of the bus bar of Fig. 2, and Fig. 6 is a photograph of a welding apparatus according to one embodiment of the present invention , And Fig. 7 is a partial view of Fig.

이들 도면을 도 2 및 도 3과 함께 참조하면, 전지모듈 어셈블리(100)의 전극단자(11) 및 버스 바(222)를 초음파 용접하기 위한 용접장치(300)는, 버스 바(222)에 직접 진동을 인가하여 전극단자(11)에 버스 바(222)를 융착시키며, 용접 과정에서 버스 바(222)에 엠보 구조의 미세 홀들(223)이 형성될 수 있도록 버스 바(222)에 대면하는 면에 미세 홀들(223)에 대응하는 혼 팁(311)들을 포함하고 있는 혼(310); 버스 바(222)의 하단부를 고정시켜 발생된 진동을 버스 바(222)에 전달시키는 앤빌(320); 및 진동의 증감을 조절하는 부스터(330);를 포함한다.2 and 3, a welding device 300 for ultrasonic welding the electrode terminal 11 and the bus bar 222 of the battery module assembly 100 is directly connected to the bus bar 222 The bus bar 222 is welded to the electrode terminal 11 by applying vibration to the bus bar 222 and the bus bar 222 is welded to the bus bar 222 so that the embossed fine holes 223 can be formed in the bus bar 222. [ A horn 310 comprising horn tips 311 corresponding to the fine holes 223; An anvil 320 for fixing the lower end of the bus bar 222 and transmitting the generated vibration to the bus bar 222; And a booster 330 for controlling the increase and decrease of vibration.

이 때, 미세 홀(223)의 깊이(W)는 대략 0.4 mm이고, 미세 홀(223) 간의 간격(L)은 대략 0.9 mm이며, 혼 팁(311)은 수직 단면 상으로 피라미드 형태로 형성되어 있다.At this time, the depth W of the fine holes 223 is approximately 0.4 mm, the distance L between the fine holes 223 is approximately 0.9 mm, and the horn tips 311 are formed in a pyramid shape on the vertical cross section have.

여기서 초음파 용접은 혼 팁들(311)이 미세 홀(223)에 초음파를 인가하여 수행된다.
Here, the ultrasonic welding is performed by applying ultrasonic waves to the fine holes 223 by the horn tips 311.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

파우치형 전지케이스의 내부에 양극/분리막/음극으로 이루어진 전극조립체가 내장되어 있고, 알루미늄 소재의 두께 0.4 mm인 전극단자가 전지케이스의 외부로 도출되도록 실링되어 있는 구조의 파우치형 이차전지를 제조하였다. 그런 다음, 피라미드형의 혼 팁을 포함하는 혼을 이용하여 두께 0.8 mm의 구리 소재의 버스 바에 3.1Hz의 진동을 가하고, 앤빌에 의해 버스 바의 하단부를 고정시켜 25psi로 전극단자에 버스 바를 0.5초간 융착시킴으로써, 도 8과 같이 미세 홀의 깊이가 0.4 mm이고, 미세 홀 간의 간격이 0.9 mm인 버스 바를 제작하였다.
A pouch-type secondary battery having a structure in which an electrode assembly composed of a positive electrode / separator / negative electrode was built in a pouch-shaped battery case, and an electrode terminal having an aluminum material thickness of 0.4 mm was sealed so as to lead out of the battery case was manufactured . Then, a vibration of 3.1 Hz was applied to a bus bar made of copper having a thickness of 0.8 mm using a horn including a pyramidal horn tip, and the lower end of the bus bar was fixed by an anvil, As a result, a bus bar having a fine hole with a depth of 0.4 mm and a fine hole spacing of 0.9 mm was produced as shown in Fig.

[비교예 1]Comparative Example 1

혼 팁을 포함하는 혼을 이용하여 가압하는 대신 혼 팁을 포함하지 않은 혼으로 초음파 용접하여 전극단자와 버스 바를 접합시키는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도 9의 버스 바를 제작하였다.
9 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the electrode terminal and the bus bar were jointed by ultrasonic welding using a horn not including a horn tip instead of pressing using a horn including a horn tip Respectively.

[실험예 1] [Experimental Example 1]

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제작된 구조들에 대해 전단력 실험을 각각 5회씩 실시하여, 그 결과를 도 10 및 도 11과 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.Shear force tests were performed on the structures manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 five times, respectively. The results are shown in Figs. 10 and 11 and Table 1 and Table 2, respectively.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
상기 표 1, 표 2와 도 10, 도 11의 사진에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 버스 바들은 최대 하중 평균이 비교예 1에 비해 우수하여 높은 접착력을 제공하며, 표준편차가 작아 용접 신뢰성이 높음을 확인할 수 있다. 즉, 혼 팁들을 포함하는 혼을 이용하여 버스 바에 엠보 구조를 형성하여 용접시키는 것이, 엠보 구조를 형성하지 않은 구조에 비해 우수하고 안정된 용접 품질을 제공함을 알 수 있다.
Figure pat00002
As shown in Tables 1 and 2 and FIGS. 10 and 11, the bus bars of Example 1 of the present invention had a higher maximum load average than Comparative Example 1, Welding reliability is high. That is, it can be seen that forming and welding the emboss structure on the bus bar using the horn including the horn tips provides superior and stable welding quality compared to the structure without the emboss structure.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (12)

전지모듈 어셈블리의 전극단자 및 버스 바를 용접하기 위한 장치로서,
상기 버스 바에 직접 진동을 인가하여 전극단자에 버스 바를 융착시키며, 용접 과정에서 버스 바에 엠보 구조의 미세 홀들이 형성될 수 있도록 버스 바에 대면하는 면에 상기 미세 홀들에 대응하는 혼 팁들을 포함하고 있는 혼(horn);
상기 버스 바의 하단부를 고정시켜 상기 발생된 진동을 버스 바에 전달시키는 앤빌(anvil); 및
상기 진동의 증감을 조절하는 부스터(booster);
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
An apparatus for welding an electrode terminal and a bus bar of a battery module assembly,
A bus bar is fused to the electrode terminal by applying a direct vibration to the bus bar and the bus bar is welded to the bus bar in order to form embossed fine holes in the bus bar, (horn);
An anvil for fixing the lower end of the bus bar to transmit the generated vibration to the bus bar; And
A booster for adjusting the increase / decrease of the vibration;
Welding device comprising a.
제 1 항에 있어서, 상기 전지모듈 어셈블리는 둘 또는 그 이상의 전지셀들로 구성된 셀 유닛들이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 둘 이상의 전지모듈인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding device according to claim 1, wherein the battery module assembly is at least two battery modules in which cell units composed of two or more battery cells are connected in series and / or in parallel. 제 2 항에 있어서, 상기 셀 유닛의 전극단자들은 버스 바 어셈블리에 의해 상호 전기적 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 2, wherein the electrode terminals of the cell unit are electrically connected to each other by a bus bar assembly. 제 3 항에 있어서, 상기 버스 바 어셈블리는,
(a) 전기절연성의 소재로 이루어져 있고, 전지모듈들의 상면에 장착되는 커버 플레이트; 및
(b) 커버 플레이트 상에 'ㄷ'자 형상으로 장착되는 둘 이상의 버스 바들;
를 포함하고 있으며,
상기 버스 바의 일측 또는 양측 면에 상기 전극단자의 일면이 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method of claim 3, wherein the bus bar assembly,
(a) a cover plate made of an electrically insulating material and mounted on upper surfaces of the battery modules; And
(b) two or more bus bars mounted in a 'c' shape on the cover plate;
, ≪ / RTI >
Welding device, characterized in that one surface of the electrode terminal is welded to one side or both sides of the bus bar.
제 1 항에 있어서, 상기 전극단자의 소재는 알루미늄 또는 니켈인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the electrode terminal is made of aluminum or nickel. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 홀의 깊이는 0.2 mm 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the depth of the fine holes is 0.2 mm to 0.5 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 홀 간의 간격은 0.8 mm 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the interval between the fine holes is 0.8 mm to 1 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 혼 팁은 수직 단면 상으로 피라미드형인 것을 특징으로 하는 용접 장치. The welding apparatus according to claim 1, wherein the horn tip is pyramidal in vertical section. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자에 대한 버스 바의 용접은 초음파 용접으로 행해지는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein welding of the bus bars to the electrode terminals is performed by ultrasonic welding. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 용접 장치를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전지모듈 어셈블리.A battery module assembly, characterized in that produced using the welding device according to any one of claims 1 to 9. 제 10 항에 따른 전지모듈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스. A device comprising a battery module assembly according to claim 10. 제 11 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.12. The device of claim 11, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device.
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