KR20130122998A - Secondary battery having novel electrode tap-lead joint portion - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a secondary battery where an electrode assembly having a cathode/separation film/anode structure is embedded in an accommodation part of a battery case. Electrode taps on which an active material is not covered are protruding in each of electrode plates consisting of the electrode assembly. An electrode lead for electrically connecting the electrode taps to one another is located at one side end where the electrode taps are laminated. One or more penetrated holes are formed to be mutually connected thereto in the electrode taps and the electrode lead coupled to the electrode taps. The electrode taps are mutually coupled to the electrode lead by burrs generated in a step of forming the penetrated holes.

Description

신규한 전극 탭-리드 결합부 구조를 가진 이차전지 {Secondary Battery Having Novel Electrode Tap-Lead Joint Portion}Secondary Battery Having Novel Electrode Tab-Lead Joint Structure {Secondary Battery Having Novel Electrode Tap-Lead Joint Portion}

본 발명은 신규한 전극 탭-리드 결합부 구조를 가진 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery having a novel electrode tab-lead coupling part structure, and more particularly, to a secondary battery in which an electrode assembly having a positive electrode / separation membrane / cathode structure is embedded in an accommodating part of a battery case. Tabs (electrode tabs) on which the active material is not coated protrude from each electrode plate constituting the electrode plate, and electrode leads for electrically connecting the electrode tabs are positioned at one end of the electrode tabs stacked thereon. One or more through holes are drilled in the tabs and the electrode leads coupled to the electrode tabs, and the electrode tabs and the electrode leads are coupled to each other by burrs generated during the formation of the through holes. It relates to a secondary battery.

충방전이 가능한 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등을 포함하여 고출력 대용량이 요구되는 디바이스의 동력원으로서 주목 받고 있다.The rechargeable secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in electric vehicle (HEV) and the like, which are proposed as solutions for the air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels Hybrid electric vehicles (Plug-In HEVs) and the like, and are attracting attention as a power source for devices requiring high output large capacity.

이러한 디바이스에는 고출력 대용량의 제공을 위해 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.In such a device, a middle- or large-sized battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected is used in order to provide a high output large capacity.

중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀(단위전지)로서 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 in a small size and weight, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, or the like, which can be charged with a high degree of integration and has a small weight to capacity, is mainly used as a battery cell have. 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.

최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. Recently, a pouch-shaped battery having a structure in which a stacked or stacked / folded electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet is attracting much attention due to low manufacturing cost, small weight, and easy shape deformation Its usage is also gradually increasing.

도 1 및 2에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 파우치형 리튬 이차전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 and 2 schematically show a general structure of a typical pouch-type lithium secondary battery including a stacked electrode assembly.

이들 도면을 참조하면, 파우치형 리튬 이차전지(10)는, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to these drawings, the pouch-type lithium secondary battery 10 is welded to the electrode assembly 30, the electrode tabs 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, and the electrode tabs 40 and 50. And a battery case 20 accommodating the electrode leads 60 and 70 and the electrode assembly 30.

전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수개의 전극 탭들(40, 50)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.The electrode assembly 30 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween. The electrode assembly 30 has a stacked or stacked / folded structure. The electrode tabs 40 and 50 extend from each electrode plate 30 of the electrode assembly 30 and the electrode leads 60 and 70 are connected to a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from each electrode plate, Respectively, and a part of the battery case 20 is exposed to the outside. An insulating film 80 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 60 and 70 in order to increase the degree of sealing with the battery case 20 and at the same time to ensure an electrically insulated state.

전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(30)를 수용할 수 있는 수납 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 도 1에서와 같은 적층형 전극조립체(30)의 경우, 다수의 양극 탭들(40)과 다수의 음극 탭들(50)이 전극리드(60, 70)에 함께 결합될 수 있도록, 전지케이스(20) 내부 상단은 전극조립체(30)로부터 이격되어 있다.The battery case 20 is made of an aluminum laminate sheet and provides a storage space for accommodating the electrode assembly 30, and has a pouch shape as a whole. 1, a plurality of positive electrode taps 40 and a plurality of negative electrode tabs 50 may be coupled to the electrode leads 60 and 70. In the stacked electrode assembly 30, The upper end is spaced from the electrode assembly 30.

이러한 파우치형 리튬 이차전지의 전극 탭들은 일반적으로 0.5 mm 이하 박판(Foil)으로 형성되어 있으며, 용접에 의해 상호 결합되면서 전극리드와 같은 전극단자에 전기적으로 연결된다.The electrode tabs of the pouch-type lithium secondary battery are generally formed of a foil having a thickness of 0.5 mm or less, and are electrically connected to electrode terminals such as electrode leads while being bonded to each other by welding.

한편, 전극 탭들이 전극리드와 결합되는 구조의 전극조립체로는 대표적으로 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태로 적층한 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 들 수 있으며, 이러한 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체에서는 다수의 전극 탭들(양극 탭 또는 음극 탭)을 하나의 전극리드(양극리드 또는 음극리드)에 초음파 융착에 의해 결합시킨다. The electrode assembly having the structure in which the electrode tabs are coupled to the electrode leads is typically a stacked or stacked / folded electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes are stacked with a separator interposed therebetween. In the stack / folding type electrode assembly, a plurality of electrode taps (positive tab or negative tab) are bonded to one electrode lead (positive lead or negative lead) by ultrasonic welding.

이러한 초음파 융착에 의한 결합은, 대략 20 KHz 정도의 높은 초음파에 의해 발생된 고주파 진동을 인가하여, 전극 탭들과 전극리드 사이의 경계면에서 혼(Horn)과 엔빌(Anvil)의 작동에 따라 진동에너지가 마찰에 의해 열에너지로 변환되면서 급속히 용접이 이루어지는 원리로 진행된다. In the bonding by ultrasonic welding, high frequency vibration generated by a high ultrasonic wave of about 20 KHz is applied, and vibration energy is generated at the interface between the electrode tabs and the electrode lead according to the operation of the horn and the anvil And the welding is performed rapidly by converting into heat energy by friction.

그러나, 이러한 과정에서, 초음파 컨트롤러 등의 부가적인 장비가 요구되며, 특히, 혼과 엔빌의 진동에 의해 마모가 일어나므로 초음파 공정 과정에서도 수시로 품질 확인이 필요하고, 그에 따른 제품 소모로 인한 유지 보수 비용이 많이 요구되는 문제점이 있다.However, in this process, additional equipment such as an ultrasonic controller is required, and in particular, since wear occurs due to the vibration of the horn and the anvil, it is necessary to check the quality from time to time in the ultrasonic process, and thus maintenance costs due to product consumption. This is a much required problem.

따라서, 초음파 융착 과정에서는 소모품을 사용할 수 밖에 없는 공정상 한계가 있으므로, 유지 보수 비용과 조건 조정이 간단한 새로운 공정이 적용되는 이차전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a limitation in the process of using consumables in the ultrasonic welding process, and there is a high need for a secondary battery to which a new process with simple maintenance cost and condition adjustment is applied.

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 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지에서, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공시킴으로써, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되는 새로운 개념의 전극 탭-리드 결합부를 가진 이차전지를 개발하기에 이르렀다.The inventors of the present application have continued in-depth research and various experiments, and in the secondary battery in which the electrode assembly is embedded, by drilling one or more through-holes to communicate with each other in the electrode tabs and the electrode lead coupled to the electrode tabs A secondary battery having a new concept of electrode tab-lead coupling portion in which electrode tabs and electrode leads are coupled to each other by burrs generated during the formation of the through hole has been developed.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합을 갖도록 구성된다.Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is built in a housing part of a battery case, and each tab of the electrode assembly constituting the electrode assembly is not coated with an active material. The electrode tab protrudes, and an electrode lead for electrically connecting the electrode tabs is positioned at one end of the electrode tabs stacked thereon, and one or more electrode leads are coupled to the electrode tabs and the electrode tabs. The through holes are drilled to communicate with each other, and the electrode tabs and the electrode leads are configured to have mutual coupling by burrs generated in the formation of the through holes.

본 발명에 따르면, 이차전지의 전극 탭들 및 전극리드의 결합을 초음파 융착에 의하지 않고, 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합함으로써, 초음파 용접 과정에서 필요한 소모품의 사용으로 인한 유지 보수 비용의 상승을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the electrode tabs and the electrode leads are bonded to each other by the burrs generated during the formation of the through-holes, instead of the ultrasonic welding of the electrode tabs and the electrode leads of the secondary battery. This can reduce the increase in maintenance costs.

하나의 바람직한 예에서, 상기 관통구는 보호부재에 의해 감싸여 있는 구조일 수 있다.In one preferred example, the through hole may be a structure wrapped by a protective member.

구체적으로, 상기 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에는 절연필름이 부착되어 있고, 상기 보호부재는 그것의 아래쪽에 밀착되어 있는 구조일 수 있다.Specifically, an insulating film is attached to a contact portion of the electrode lead and the battery case, the protective member may be in close contact with the bottom thereof.

일반적으로 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에 절연필름이 부착되므로, 이 경우 본 발명의 보호부재는 상기 절연필름의 아래쪽에 연속하여 또는 다소 이격된 상태로 전극 탭-리드 결합부에 밀착될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 절연필름과 전극 탭-리드 결합부의 결합 상태가 더욱 견고해지고 해당 부위를 주변으로부터 보호할 수 있다.In general, since the insulating film is attached to the contact portion between the electrode lead and the battery case, in this case, the protective member of the present invention may be in close contact with the electrode tab-lead coupling portion continuously or slightly spaced below the insulating film. . By this structure, the bonding state of the insulating film and the electrode tab-lead coupling portion is further strengthened, and the portion can be protected from the surroundings.

상기 전극 탭들과 전극리드의 결합은, 예를 들어, 타공부재 및 지지부재에 의해 전극 탭들과 전극리드에 동시에 타공하여 관통구를 형성할 때 전극 탭들 및 전극리드에 형성되는 버들에 의해 상호 결합되는 방식으로 달성될 수 있다. Coupling of the electrode tabs and the electrode leads is mutually coupled by burrs formed in the electrode tabs and the electrode leads, for example, when the through-hole is formed by simultaneously drilling the electrode tabs and the electrode leads by the perforating member and the supporting member. It can be achieved in a way.

상기 관통구 형성을 위한 타공부재와 지지부재는 앞서 설명한 바와 같은 초음파 융착에 사용되는 혼과 엔빌에 비해 내구성이 훨씬 우수하므로, 추가적인 유지 보수 비용을 크게 절감할 수 있다.The perforation member and the support member for forming the through hole are much more durable than the horn and the anvil used for ultrasonic welding as described above, it can significantly reduce the additional maintenance cost.

상기 타공부재는 바람직하게는 관통구에 대응하는 외경을 가진 타공부를 포함하고 있고, 상기 지지부재는 타공 과정에서 상기 타공부재의 타공부가 도입되고 타공부의 외경보다 작은 내경을 가진 만입부를 포함하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 타공부재의 타공부 외경은 지지부재의 만입부 내경 대비 50 내지 99%의 크기일 수 있다.The perforation member preferably includes a perforation having an outer diameter corresponding to the through hole, and the support member includes an indentation having a perforated portion of the perforated member introduced in the perforation process and having an inner diameter smaller than that of the perforated portion. It may be a structure. For example, the outer diameter of the perforated part of the perforated member may be 50 to 99% of the size of the indented inner diameter of the support member.

하나의 바람직한 예에서, 상기 타공부재의 타공부가 타공 과정에서 형성된 버들을 회전부재는 회전하면서 융착시킬 수도 있다. In one preferred embodiment, the perforated portion of the perforated member may be fused while the rotating member rotates the burrs formed in the perforation process.

이러한 융착으로 인해 전극 탭들 상호간 및 전극 탭들과 전극리드의 결합력이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 회전부재가 전극 탭들 내지 전극리드로부터 돌출된 버들의 가진 단부를 완만하게 마무리함으로써, 이러한 각진 단부로 인한 전지케이스의 손상을 억제할 수 있다.Such fusion may further improve the bonding force between the electrode tabs and between the electrode tabs and the electrode lead. Further, by gently finishing the end of the rotating member having the burrs protruding from the electrode tabs or the electrode lead, damage to the battery case due to this angled end can be suppressed.

상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어지는 구조일 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 스택형 또는 스택/폴딩형 구조일 수 있다. 스택/폴딩형 구조는 양면이 동일한 전극으로 이루어진 적층 구조의 바이셀 또는 양면이 서로 다른 전극으로 이루어진 풀셀을 분리필름으로 권취한 구조이다.The electrode assembly may be a structure having a wound, stacked, or stacked / folded structure, but is not limited thereto. Preferably a stacked or stacked / folded structure. The stack / foldable structure is a structure in which a bi-cell having a laminated structure composed of electrodes having the same both sides or a full cell composed of electrodes having different surfaces are wound with a separation film.

상기 전지케이스는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있다.The battery case may be of various types, for example, a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and preferably an aluminum laminate sheet.

본 발명은 또한 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 구조의 중대형 전지팩과, 이러한 전지팩을 전원으로 포함하는 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a middle- or large-sized battery pack having a structure including the above-described secondary battery as a unit battery, and a device requiring high-temperature safety, long cycle characteristics and high rate characteristics including such battery pack as a power source.

상기 디바이스의 바람직한 예로는 한정된 장착공간을 가지며 잦은 진동과 강한 충격 등에 노출되는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Preferred examples of the device include a power tool having a limited mounting space and being powered by an electric motor exposed to frequent vibration and strong shock; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, or a system for power storage, but are not limited thereto.

상기와 같은 중대형 전지팩과 이를 포함하는 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The above-described middle- or large-sized battery pack and the device including the middle- or large-sized battery pack are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 초음파 융착에 의하지 않고, 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되는 구조를 가짐으로써, 정밀하고 고가의 초음파 융착기의 사용을 필요로 하지 않으므로, 초음파 컨트롤러 등의 부가적인 장치의 유지 보수 비용을 절감하고, 공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention has a structure in which the electrode tabs and the electrode leads are mutually coupled by the burrs generated during the formation of the through-holes, not by ultrasonic welding, thereby providing a precise and expensive ultrasonic welding machine. Since it does not require use, it is possible to reduce the maintenance cost of additional devices such as an ultrasonic controller and to shorten the process time.

도 1 및 2는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 파우치형 리튬 이차전지의 일반적인 구조의 사시도들이다;
도 3은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지 측면부의 단면도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부를 포함하는 이차전지의 평면도이다;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부에 보호부재가 부착한 구조로 이루어진 이차전지의 평면도이다;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타공부재와 지지부재에 의해 관통구가 형성되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다;
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 버들이 융착되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도이다.1 and 2 are perspective views of a general structure of a representative pouch-type lithium secondary battery including a stacked electrode assembly;
3 is a cross-sectional view of the side of the pouch-type lithium secondary battery according to the present invention;
4 is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention;
5 is a plan view of a secondary battery including an electrode lead and an electrode tab coupling part according to an embodiment of the present invention;
6 is a plan view of a secondary battery having a structure in which a protective member is attached to an electrode lead and an electrode tab coupling unit according to an exemplary embodiment of the present invention;
7 is a vertical cross-sectional view of the secondary battery in the process of forming the through hole by the perforating member and the support member according to an embodiment of the present invention;
8 and 9 are vertical cross-sectional view of the secondary battery in the process of welding the burrs formed in accordance with an embodiment of the present invention.

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 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 전극조립체의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of an electrode assembly.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 활물질이 양면에 각각 도포되어 있는 양극 집전체와 음극 집전체 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체(30)는 다수의 전극판으로 구성되어 있고, 전극판들에서 돌출된 전극 탭들(40)이 전극리드(60) 상에 하나 이상의 관통구(200)가 상호 연통 되도록 천공된다. 관통구(200) 형성 과정에서 생성된 버들(burr)에 의해 전극 탭들(40)이 전극리드(60)와 상호 부착되어 전극 탭-리드 결합부(90)를 형성한다.3 and 4, the electrode assembly 30 having a structure in which a separator is interposed between a positive electrode current collector and a negative electrode current collector coated on both surfaces of the electrode active material is composed of a plurality of electrode plates. Electrode tabs 40 protruding from the plates are perforated so that one or more through holes 200 communicate with each other on the electrode lead 60. The electrode tabs 40 are attached to the electrode leads 60 by a burr generated in the through hole 200 to form the electrode tab-lead coupling part 90.

즉, 전극 탭-리드 결합부(90)는 타공부재(도시하지 않음) 및 지지부재(도시하지 않음)에 의해 전극 탭들(40)과 전극리드(60)에 동시에 타공될 때 형성되는 버들에 의해 만들어진다. 버들(burr)의 형성에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명한다. That is, the electrode tab-lead coupling part 90 is formed by burrs formed when the electrode tabs 40 and the electrode leads 60 are simultaneously drilled by the perforation member (not shown) and the support member (not shown). Is made. The formation of burrs will be described in more detail below.

도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 전극리드 및 전극 탭 결합부를 포함하는 이차전지의 평면도들이 모식적으로 도시되어 있다.5 and 6 are plan views of a secondary battery including an electrode lead and electrode tab coupling according to the present invention.

이들 도면을 도 3과 함께 참조하면, 전극조립체(30)는 다수의 양극과 음극으로 구성되어 있으므로, 다수의 양극 탭들(40)과 음극 탭들(50)은 각각 양극리드(60)와 음극리드(70)에 연통되는 관통구(200)의 버들에 의해 상호 결합되어 있다. 따라서, 전극리드(60, 70)의 하단부와 전극 탭(40, 50)의 상단부에는 도 3에서와 같이 전극 탭-리드 결합부(90)가 형성된다.Referring to these drawings in conjunction with FIG. 3, since the electrode assembly 30 is composed of a plurality of positive and negative electrodes, the plurality of positive electrode tabs 40 and the negative electrode tabs 50 respectively have a positive lead 60 and a negative electrode lead ( 70 is coupled to each other by the willows of the through hole 200 in communication with each other. Accordingly, the electrode tab-lead coupling portion 90 is formed at the lower ends of the electrode leads 60 and 70 and the upper ends of the electrode tabs 40 and 50 as shown in FIG. 3.

양극리드(60)와 음극리드(70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위해 절연필름(80)이 부착되어 있고, 더욱이, 전극 탭-리드 결합부(90)의 결합력을 더욱 향상시키고 주변으로부터 보호하기 위해 절연필름(80)의 아래쪽에 보호부재(100,102)가 부착되어 있다.Upper and lower portions of the anode lead 60 and the cathode lead 70 are attached with an insulating film 80 to increase the sealing degree with the battery case 20 and at the same time to secure the electrical insulation state, and further, electrode tab-lead coupling Protective members 100 and 102 are attached to the lower side of the insulating film 80 to further improve the bonding force of the unit 90 and protect it from the surroundings.

도 7에는 본 발명의 실시예에 따라 타공부재와 지지부재에 의해 관통구가 형성되는 과정에서 이차전지의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 8 및 도 9에는 형성된 버들이 융착되는 과정을 보여주는 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.7 illustrates a vertical cross-sectional view of a secondary battery in a process of forming a through hole by a perforating member and a supporting member according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 illustrate a process in which burrs formed are fused. A vertical cross section showing is schematically shown.

이들 도면을 도 3 내지 도 6과 함께 참조하면, 전극조립체(30)는 양극과 음극에 각각 다수의 전극 탭-리드 결합부(90)를 포함하고 있다. 3 to 6, the electrode assembly 30 includes a plurality of electrode tab-lead coupling portions 90 in the positive electrode and the negative electrode, respectively.

타공부재의 타공부(501)는 관통구(200)에 대응하는 외경(W1)을 가지고 있고, 지지부재(300)에는 타공 과정에서 타공부재의 타공부(501)가 도입되고, 타공부(501)의 외경(W1)보다 작은 내경(W2)을 가진 만입부(310)가 형성되어 있다.The perforated part 501 of the perforated member has an outer diameter W1 corresponding to the through hole 200, and the perforated part 501 of the perforated member is introduced into the support member 300 during the perforation process, and the perforated part 501. An indentation portion 310 having an inner diameter W2 smaller than the outer diameter W1 of) is formed.

구체적으로, 타공부재의 타공부(501)는 수직으로 이동하면서 지지부재(300)에 의해 지지된 전극 탭들과 전극리드를 순차적으로 천공하여 관통구(200)를 형성하는 과정에서, 전극 탭들과 전극리드의 내면에 버들(350)을 생성한다. 버들(350)은 전극 탭들과 전극리드의 내면 단부가 천공 방향, 즉, 지지부재(300) 쪽으로 연신된 구조를 가지므로 결합력을 제공한다.Specifically, in the process of forming the through hole 200 by sequentially drilling the electrode tabs and the electrode lead supported by the support member 300 while the perforated portion 501 of the perforated member moves vertically, the electrode tabs and the electrodes Willow 350 is created on the inner surface of the lid. The burdle 350 has a structure in which the electrode tabs and the inner surface ends of the electrode leads are extended in the punching direction, that is, toward the support member 300, thereby providing a bonding force.

또한, 별도로 회전부재(500)가 타공 과정에서 형성된 버들(350)을 회전하면서 수평방향으로 고르게 융착시킴으로써, 전극리드(60)와 전극 탭들(40)이 더욱 강한 결합력을 발휘할 수 있도록 해준다. 이와 더불어, 버들(350)의 각진 단부를 완만하게 마무리하여 전지케이스(도시하지 않음) 등이 손상되는 것을 억제한다.
In addition, the rotary member 500 is fusion evenly in the horizontal direction while rotating the willow 350 formed in the perforation process, thereby allowing the electrode lead 60 and the electrode tab 40 can exhibit a stronger bonding force. In addition, by gently finishing the angled end of the willow 350, the battery case (not shown) and the like is suppressed from being damaged.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (11)

양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들 및 상기 전극 탭들과 결합되는 전극리드에는 하나 또는 그 이상의 관통구가 상호 연통되도록 천공되고, 상기 관통구의 형성 과정에서 생성된 버들(burrs)에 의해 전극 탭들과 전극리드가 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery in which an electrode assembly having a positive electrode, a separator, and a negative electrode structure is incorporated in a housing part of a battery case. Each electrode plate constituting the electrode assembly protrudes a tab (electrode tab) to which an active material is not coated. An electrode lead for electrically connecting the electrode tabs is positioned at one end of the electrode tabs stacked thereon, and one or more through-holes are drilled to communicate with each other through the electrode tabs and the electrode leads coupled to the electrode tabs. The secondary battery, characterized in that the electrode tabs and the electrode lead is coupled to each other by a burrs generated during the formation of the through hole. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 보호부재에 의하여 감싸여 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the through hole is surrounded by a protective member. 제 2 항에 있어서, 상기 전극리드와 전지케이스의 접촉부위에는 절연필름이 부착되어 있고, 상기 보호부재는 그것의 아래쪽에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.3. The secondary battery according to claim 2, wherein an insulating film is attached to a contact portion of the electrode lead and the battery case, and the protective member is in close contact with a lower side thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭들과 전극리드의 결합은 타공부재 및 지지부재에 의해 전극 탭들과 전극리드에 동시에 타공하여 관통구를 형성할 때 전극 탭들 및 전극리드에 형성되는 버들에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The electrode tab and the electrode lead are coupled to each other by burrs formed in the electrode tabs and the electrode leads when the through-holes are formed by simultaneously drilling the electrode tabs and the electrode leads by the perforating member and the support member. Secondary battery characterized in that the. 제 4 항에 있어서, 상기 타공부재는 관통구의 내경에 대응하는 외경을 가진 타공부를 포함하고 있고, 상기 지지부재는 타공 과정에서 상기 타공부재의 타공부가 도입되고 타공부의 외부보다 작은 내경을 가진 만입부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.According to claim 4, The perforated member includes a perforated part having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the through hole, the support member is a perforated part of the perforated member is introduced in the perforation process and has an inner diameter smaller than the outside of the perforated part A secondary battery comprising an indentation portion having. 제 5 항에 있어서, 상기 타공부재의 타공부가 타공 과정에서 형성된 버들을 회전부재가 회전하면서 융착시키는 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 5, wherein the perforated part of the perforated member is welded while the rotating member rotates the burrs formed during the perforated process. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrode assembly comprises a winding type, a stack type or a stack / folding type structure. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the battery case comprises a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지모듈.A middle- or large-sized battery module comprising a secondary battery according to claim 1 as a unit cell. 제 9 항에 따른 중대형 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a middle- or large-sized battery module according to claim 9. 제 10 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.The battery module of claim 10, wherein the battery module comprises: a power tool moving by a battery motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, or a device for power storage.
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