KR20130134238A - 이차전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체와 전해액이 수납되는 파우치 케이스; 상기 양극 및 음극에 각각 연결된 제1 및 제2 탭; 및 상기 제1 및 제2 탭에 각각 연결된 제1 및 제2 리드를 구비하는 이차전지에 있어서, 상기 제1 및 제2 리드는 각각 직사각형 형상의 리드 본체부와, 상기 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와, 상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부를 포함하고, 상기 리드 본체부, 상기 접이부 및 상기 리드 선단부는 일체형으로 형성되며, 상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면은 제1 절곡선을 이루고, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면은 제2 절곡선을 이루는 이차전지 및 이의 제조 방법을 제공한다..

Description

이차전지 및 그 제조 방법{SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 이차전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 이상 현상 발생에 의한 온도 상승 또는 내압 증가에 따른 폭발 또는 발화를 예방할 수 있도록 구조가 개선된 리드탭을 구비한 이차전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전력저장용, 전기자동차 등 대용량의 전력을 사용하는 산업들이 급속하게 발달함에 따라 대용량, 고성능, 고안전성을 가지는 이차전지에 대한 수요가 급증하고 있다.
통상적으로, 전지는 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소전지, 니켈 아연전지, 리튬 이차전지 등이 있으며, 이중에서 높은 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지가 범용화되고 있다.
리튬 이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지 및 리튬 이온전지와, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지 등으로 분류된다. 또한, 리튬 이차전지는 셀을 수용하고 있는 외장재의 종류에 따라 크게 원통형 또는 각형과 같은 캔형 이차전지, 파우치형 전지 등으로 구분할 수 있다. 이중 파우치형 전지는 비교적 다양한 형태로 제작이 가능하고, 가벼워서 이차전지 형태로 각광받고 있다.
한편, 파우치형 전지의 경우 내부에 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 캔형 전지 등에 비해 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 약하기 때문에, 고온에서 장시간 방치하거나, 충전·작동 중에 유발되는 이상 현상 등에 의해 배터리 본체가 부풀어 올라 발열, 폭발하는 등의 위험성이 있다.
이에 절연저항 감소를 방지하고, 내충격성이 강하며, 과충전 시 폭발과 화재의 위험이 감소된 파우치형 전지가 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전지와 외부 기기를 연결하기 위해 구비된 탭에 파단이 용이한 구조로 개선된 리드를 부착하여, 이상 현상 발생에 의해 셀의 온도가 상승하거나, 내압이 증가하는 경우 자동적으로 충,방전을 차단함으로써, 안정성이 향상될 수 있는 이차전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명은
양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
상기 전극조립체와 전해액이 수납되는 파우치 케이스;
상기 양극 및 음극에 각각 연결된 제1 및 제2 탭; 및
상기 제1 및 제2 탭에 각각 연결된 제1 및 제2 리드를 구비하는 이차전지에 있어서,
상기 제1 및 제2 리드는 각각 직사각형 형상의 리드 본체부와,
상기 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와,
상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부를 포함하고,
상기 리드 본체부, 상기 접이부 및 상기 리드 선단부는 일체형으로 형성되며,
상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면은 제1 절곡선을 이루고, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면은 제2 절곡선을 이루는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 이차전지에 있어서, 상기 제1 절곡선과 제2 절곡선이 맞닿은 위치에는 파단 유도 홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지는 상기 제1 절곡선을 중심으로 내부 접어 상기 리드 본체부의 표면과 상기 접이부의 표면이 접합된 제1 접합부, 및 상기 제2 절곡선을 중심으로 외부로 접어 상기 접이부의 이면과 상기 리드 선단부의 이면이 접합된 제2 접합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 절곡선 및 제2 절곡선을 중심으로 각각 접은 후의 리드 형상은 직사각형을 이룰 수 있다.
또한, 상기 제2 접합부에 대한 적절한 크기의 접합 또는 접착 공정을 실시하여 소정 위치에 점 용접부를 형성한다. 이때, 상기 접합 또는 접착 공정은 이차전지 제조 공정 시 적용되는 통상적인 접합 또는 접착 공정이라면 특별히 제한하지 않으며, 구체적으로 초음파 또는 용접을 통한 접합 공정, 또는 폴리우레탄 계열, 에폭시 계열, 레진 계열의 접착제를 이용한 금속간 접착 공정을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지는 파단이 보다 용이하도록 제1 절곡선 및/또는 제2 절곡선을 따라 천공을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명은
직사각형 형상의 리드 본체부와, 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와, 상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부가 일체형으로 구비된 리드를 준비하는 단계;
상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면을 중심으로 절곡하여 상기 리드 본체부의 표면과 상기 접이부의 표면이 접합된 제1 접합부와, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면을 중심으로 절곡하여 상기 접이부의 이면과 상기 리드 선단부의 이면이 접합된 제2 접합부를 포함하는 리드를 형성하는 단계;
상기 리드의 제2 접합부에 점 용접부를 형성하는 단계;
음극 전극판/세퍼레이터/양극 전극판이 순차적으로 배치된 상태에서 상기 각각의 전극판에 탭을 집적시키는 단계;
상기 탭의 끝단에 상기 리드를 연결시켜 전극 조립체를 형성하는 단계; 및
상기 전극 조립체를 전해액과 함께 케이스에 밀봉 수납하는 단계를 포함하는 이차전지의 제조 방법을 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 이차전지는 이차전지 사용 중에 유발되는 이상 현상에 의해 셀의 내부 온도 및/또는 압력이 상승하는 경우, 접혀져 강도가 약해진 상기 제1 절곡선 및/또는 제2 절곡선 부위가 파단되어 접이부 및 리드 선단부가 리드 본체부로부터 일체형으로 쉽게 분리되어 자동적으로 충,방전을 차단할 수 있다. 따라서, 과충전 및 폭발 또는 발화를 방지할 수 있는 안정성이 향상된 이차전지를 제공할 수 있다.
더욱이, 제1 절곡선 및 제2 절곡선을 따라 천공이 형성되는 경우, 셀의 내부 온도 및/또는 압력 상승 시에 제1 및 제2 절곡선 부위가 보다 용이하게 파단되어 접이부 및 리드 선단부가 리드 본체부로부터 보다 쉽게 분리될 수 있으므로, 이차전지의 과충전 및 폭발 또는 발화를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
종래 이차전지에 구비된 리드탭은 단순 판형으로 조립되어 과충전으로 셀이 부풀어 과충전되는 상황에도 지속적으로 셀에 전하를 공급하는 구조였던 것 것에 반하여, 본 발명의 이차전지에 구비된 리드탭은 이차전지 사용 중에 유발되는 이상 현상 시에 쉽게 파단되도록 개선된 구조를 가짐으로써, 과충전 시 발생한 가스로 인해 셀이 부풀어 오르면 자발적으로 전지의 탭이 당겨지는 힘에 의해 쉽게 파단되어 전류 공급원과의 연결을 끊어 이차전지 내부로의 전기 흐름을 차단하게 된다. 이로 인하여 과충전 진행 중 셀이 더 이상 충전되지 않아 폭발을 방지할 수 있으므로, 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 이차전지 사용 중에 유발되는 이상 형상으로 파우치형 이차전지가 부푸는 현상을 도시한 측면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 리드 부위를 발췌 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리드탭 구조를 구비한 이차전지의 평면도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지를 설명하나, 본 발명의 기술적 사상이 후술하는 실시예의 내용에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 파우치형 리튬 이차전지는 내부 전압이 일정 수준 이상으로 상승하거나 내부 온도가 상승했을 때 전해액이 분해되어 가스 형태로 파우치(10) 안에 포집되면서 일정 부피를 가진 파우치가 둥근 형태로 부풀게 된다(15).
본 발명은 파우치가 부풀 때 이차전지의 길이 방향의 안쪽으로 잡아당겨지는 힘을 발생하고, 이로 인해 팩 형태에서 버스바에 고정되어 있던 리드탭(11,13)이 안쪽으로 당겨지는 힘(17)을 받게 되는 원리를 이용한 발명이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지 제조 방법을 설명한다.
제1 실시예
도 2a를 참조하면, 본 발명에서는 직사각형 형상의 리드 본체부(111)와, 상기 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부(113)와, 상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부(115)를 포함하고, 상기 리드 본체부(111), 상기 접이부(113) 및 상기 리드 선단부(115)는 일체형으로 형성되며, 상기 리드 본체부(111)의 상단과 상기 접이부(113)의 하단이 맞닿은 면은 제1 절곡선(112)을 이루고, 상기 접이부(113)의 빗변과 상기 리드 선단부(115)의 하단이 맞닿은 면은 제2 절곡선(114)을 이루는 리드를 제조한다.
이때, 상기 리부 본체부의 “상단”이란 용어는 전지 조립체로부터 원거리에 위치한 변을 지칭하며, 상기 접이부의 “하단”이란 용어는 전지 조립체로부터 근거리에 위치한 변을 지칭한다.
상기 제1 절곡선(112)와 제2 절곡선(114)이 맞닿은 위치에는 파단 유도 홈(116)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이때, 상기 파단 유도 홈의 내부 각도 (∠E'EE”)는 0∼90도이며, 내각이 형성될 수 있도록 내부 각도는 직선형으로 만들어지는 것이 바람직하다. 또한, 파단 유도 홈의 깊이 (G-F)는 상기 리드 본체부의 하단 (H-F)과 0.01∼0.5:1의 길이 비율을 가질 수 있다. 이때, 홈의 깊이 점 (G)은 파단 유도 홈의 꼭지점 (E)으로부터 리드 본체부의 하단 (H-F)까지 수직으로 이은 접점을 칭한다. 또한, 직각삼각형 형상의 접이부(113)의 밑변 (A-B) : 리드 본체부(111)의 상단 (A-E)은 0.017∼1:1의 길이 비율을 유지할 수 있다. 이때 직각삼각형 형상의 접이부(113)의 밑변(A-B)의 비율이 1을 초과하는 경우 과충전시 파단 효과가 커질 수 있으나, 리드탭의 구조가 불안정해진다. 또한, 상기 직각삼각형 형상의 접이부(113)의 밑변 (A-B) 0.017 미만인 경우 구조 안전성이 좋지만, 과충전시 파단 효과가 낮다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 상기 제1 절곡선(112)을 중심으로 내부로 접어 상기 리드 본체부(111)의 표면과 상기 접이부(113)의 표면이 접합된 제1 접합부(미도시)와, 상기 제2 절곡선(114)을 중심으로 외부로 접어 상기 접이부(113)의 이면과 상기 리드 선단부(115)의 이면이 접합된 제2 접합부(113-1)를 형성한다.
이때, 상기 제1 및 제2 절곡선 (112, 114)을 중심으로 각각 접어진 후 전체 형상은 직사각형을 이루는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 제2 접합부에 점 용접부(117)를 형성한다.
상기 점 용접부는 초음파 또는 용접을 통한 접합 공정 또는 폴리우레탄 계열, 에폭시 계열, 레진 계열의 접착제를 이용한 금속간 접착 공정에 의해 형성할 수 있다.
다음으로, 음극 전극판/세퍼레이터/양극 전극판이 순차적으로 배치된 상태에서 전극판의 탭 (미도시)을 집적시키고, 각각의 탭의 끝단을 각각 본 발명의 리드와 용접시켜 전극 조립체 (미도시)를 형성한다.
마지막으로, 전극 조립체 (미도시)를 전해액과 함께 케이스 (미도시)에 수납한 후 케이스를 밀봉하여 본 발명의 이차전지를 제조한다.
한편, 본 발명은 전극 조립체에 양극 및 음극 리드들이 전극 조립체의 일단에 모두 형성된 소위, '단방향 리드'에 대해 설명되었지만 전극 조립체를 기준으로 양극 리드와 음극 리드가 서로 대칭되거나 직교되는 위치에 존재하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 이차전지는 양극 전극판과 음극 전극판이 폴리에틸렌 세퍼레이터에 의해 개재되어 교호 적층된 소위, 파우치형 전지에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명에서 설명되는 이차전지는 파우치형 리튬 이차전지를 의미하며, 이러한 전지의 구조와 제조 방법은 업계에 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
간략하게, 상기 전극 조립체에 있어서 양극판 및 음극판은 집전체의 적어도 일면에 활물질이 도포된 구조이다. 또한, 집전체의 경우 양극 집전체는 알루미늄 (Al) 재질, 음극 집전체는 구리 (Cu) 재질로 형성되고, 양극 집전체 또는 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께로 제조된다.
전술한 바와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 이차전지는 고온에서 장시간 방치되거나, 이차전지 사용 중 과충전으로 내압이 증가하는 등 이상 현상이 발생되면 도 1에 도시한 바와 같이, 파우치(10)가 부풀면서(15) 팩 형태에서 버스바에 고정되어 있던 리드탭(11,13)에 안쪽으로 당겨지는 힘(17)이 부여된다.
그 결과, 도 2c에 도시한 바와 같이 제1 절곡선(112)이 파단되면서 제2 접합부(113-1)를 포함하는 리드 선단부가 리드 본체부로부터 일체형으로 분리된다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 리드탭(311) 구조를 구비한 파우치형 이차전지(310)의 경우, 이차전지 사용 중에 이상 현상이 유발되었을 때 리드탭이 쉽게 파단 (311-1, 311-2)되면서 열린 회로를 만들기 때문에 전지에 계속적으로 전류가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이차전지가 폭발 또는 발화되는 것을 방지할 수 있다.
제2 실시예
또한, 본 발명에서는 직사각형 형상의 리드 본체부와, 상기 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와, 상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부를 포함하고, 상기 리드 본체부, 상기 접이부 및 상기 리드 선단부는 일체형으로 형성되며, 상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면은 제1 절곡선을 이루고, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면은 제2 절곡선을 이루는 리드를 제조한다.
이때, 제2 실시예를 설명하기 위해 제공된 각각의 구성 요소의 부호는 제1 실시예를 설명하기 위해 제공된 도면 (도 2a 내지 도 2c)에 표기된 각각의 구성 요소의 부호와 동일하므로, 그 기재를 생략한다.
상기 제1 절곡선과 제2 절곡선이 맞닿은 위치에는 파단 유도 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 절곡선 및/또는 제2 절곡선을 따라 각각 천공이 형성될 수도 있다.
이어서, 상기 제1 절곡선을 중심으로 내부로 접어 상기 리드 본체부의 표면과 상기 접이부의 표면이 접합된 제1 접합부 및 상기 제2 절곡선을 중심으로 외부로 접어 상기 접이부의 이면과 상기 리드 선단부의 이면이 접합된 제2 접합부를 형성한다.
이때, 상기 제1 및 제2 절곡선을 중심으로 각각 접어진 후의 전체 형상은 직사각형을 이루는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 제2 접합부에 점 용접부를 형성한다.
상기 용접부는 초음파 또는 용접을 통한 접합 공정 또는 폴리우레탄 계열, 에폭시 계열, 레진 계열의 접착제를 이용한 금속간 접착 공정에 의해 형성할 수 있다.
다음으로, 음극 전극판/세퍼레이터/양극 전극판이 순차적으로 배치된 상태에서 전극판의 탭(미도시)을 집적시키고, 각각의 탭의 끝단을 각각 본 발명의 리드와 용접시켜 전극 조립체(미도시)를 형성한다.
마지막으로, 전극 조립체(미도시)를 전해액과 함께 케이스(미도시)에 수납한 후 케이스를 밀봉하여 본 발명의 이차전지를 제조한다.
한편, 본 발명은 전극 조립체에 양극 및 음극 리드들이 전극 조립체의 일단에 모두 형성된 소위, '단방향 리드'에 대해 설명되었지만 전극 조립체를 기준으로 양극 리드와 음극 리드가 서로 대칭되거나 직교되는 위치에 존재하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 이차전지는 양극 전극판과 음극 전극판이 폴리에틸렌 세퍼레이터에 의해 개재되어 교호 적층된 소위, 파우치형 전지에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명에서 설명되는 이차전지는 파우치형 리튬 이차전지를 의미하며, 이러한 전지의 구조와 제조 방법은 업계에 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
간략하게, 상기 전극 조립체에 있어서 양극판 및 음극판은 집전체의 적어도 일면에 활물질이 도포된 구조이다. 또한, 집전체의 경우 양극 집전체는 알루미늄 (Al) 재질, 음극 집전체는 구리 (Cu) 재질로 형성되고, 양극 집전체 또는 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께로 제조된다.
전술한 바와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 이차전지는 고온에서 장시간 방치되거나, 이차전지 사용 중 과충전으로 내압이 증가하는 등 이상 현상이 발생되면, 도 1에 도시한 바와 같이 파우치가 부풀면서 팩 형태에서 버스바에 고정되어 있던 리드탭에 안쪽으로 당겨지는 힘이 부여된다.
그 결과, 제1 절곡선 및 제2 절곡선이 선택적으로 또는 모두 파단되면서 제2 접합부를 포함하는 리드 선단부가 리드 본체부로부터 일체형으로 분리된다.
즉, 본 발명의 리드탭 구조를 구비한 파우치형 이차전지의 경우, 이차전지 사용 중에 이상 현상이 유발되었을 때 리드탭이 쉽게 파단되면서 열린 회로를 만들기 때문에 전지에 계속적으로 전류가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이차전지가 폭발 또는 발화되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 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.
10, 310: 파우치
11: 탭
13: 리드
15: 부풀음
17: 당겨지는 힘
111: 리드 본체부
112: 제1 절곡선
113: 접이부
113-1: 제2 접합부
114: 제2 절곡선
115: 리드 선단부
116: 파단 유도 홈
117: 점 용접부
311: 리드부
311-1, 311-2: 파단된 리드부

Claims (8)

  1. 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
    상기 전극조립체와 전해액이 수납되는 파우치 케이스;
    상기 양극 및 음극에 각각 연결된 제1 및 제2 탭; 및
    상기 제1 및 제2 탭에 각각 연결된 제1 및 제2 리드를 구비하는 이차전지에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드는 각각 직사각형 형상의 리드 본체부와,
    상기 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와,
    상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부를 포함하고,
    상기 리드 본체부, 상기 접이부 및 상기 리드 선단부는 일체형으로 형성되며,
    상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면은 제1 절곡선을 이루고, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면은 제2 절곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 절곡선과 제2 절곡선이 맞닿은 위치에는 파단 유도 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이차전지는 제1 절곡선을 중심으로 접어 상기 리드 본체부의 표면과 상기 접이부의 표면이 접합된 제1 접합부, 및 상기 제2 절곡선을 중심으로 접어 상기 접이부의 이면과 상기 리드 선단부의 이면이 접합된 제2 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 절곡선 및 제2 절곡선을 중심으로 각각 접은 후의 리드의 전체 형상은 직사각형을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 제2 접합부에 점 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 용접부는 초음파 용접, 또는 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 및 레진계 접착제로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 접착제를 이용한 금속간 접착 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 직사각형 형상의 리드 본체부와, 리드 본체부의 상단 측에 마련되는 직각삼각형 형상의 접이부와, 상기 접이부의 빗변 측에 마련되는 직사각형 형상의 리드 선단부가 일체형으로 구비된 리드를 준비하는 단계;
    상기 리드 본체부의 상단과 상기 접이부의 하단이 맞닿은 면을 중심으로 접어 상기 리드 본체부의 표면과 상기 접이부의 표면이 접합된 제1 접합부와, 상기 접이부의 빗변과 상기 리드 선단부의 하단이 맞닿은 면을 중심으로 접어 상기 접이부의 이면과 상기 리드 선단부의 이면이 접합된 제2 접합부를 포함하는 리드를 형성하는 단계;
    상기 리드의 제2 접합부에 점 용접부를 형성하는 단계;
    음극 전극판/세퍼레이터/양극 전극판이 순차적으로 배치된 상태에서 상기 각각의 전극판에 탭을 집적시키는 단계;
    상기 탭의 끝단에 상기 리드를 연결시켜 전극 조립체를 형성하는 단계; 및
    상기 전극 조립체를 전해액과 함께 케이스에 밀봉 수납하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 접합부에 형성된 용접부는 초음파 용접, 또는 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 및 레진계 접착제로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 접착제를 이용한 금속간 접착 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159152A (zh) * 2016-08-30 2016-11-23 南通鼎鑫电池有限公司 一种预防锂电池膨胀爆炸的安全装置
FR3056024A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Cellule de stockage d'energie electrique avec protection en cas d’echauffement
KR20180138308A (ko) * 2017-06-21 2018-12-31 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지에 적용되는 전류 차단구조

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484114B1 (ko) * 2003-05-21 2005-04-19 삼성에스디아이 주식회사 안전장치를 구비한 이차전지
KR100906253B1 (ko) * 2006-05-01 2009-07-07 주식회사 엘지화학 과전류의 인가시 파괴되는 파단부가 형성되어 있는전극단자를 포함하고 있는 이차전지
KR101130294B1 (ko) * 2010-03-30 2012-08-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101252981B1 (ko) * 2010-08-05 2013-04-15 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159152A (zh) * 2016-08-30 2016-11-23 南通鼎鑫电池有限公司 一种预防锂电池膨胀爆炸的安全装置
FR3056024A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Cellule de stockage d'energie electrique avec protection en cas d’echauffement
KR20180138308A (ko) * 2017-06-21 2018-12-31 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지에 적용되는 전류 차단구조
CN110036505A (zh) * 2017-06-21 2019-07-19 株式会社Lg化学 应用于袋型二次电池的电流阻挡结构
CN110036505B (zh) * 2017-06-21 2022-05-17 株式会社Lg化学 应用于袋型二次电池的电流阻挡结构
US11978926B2 (en) 2017-06-21 2024-05-07 Lg Energy Solution, Ltd. Current blocking structure applied to pouch type secondary battery

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