KR20140032739A - 이차 전지 및 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법 - Google Patents

이차 전지 및 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 탭과 전극 리드의 결합시 결합 부분에서 들뜨는 현상이 방지되어 안전성이 향상된 이차 전지 및 이를 위한 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체 및 전지 케이스를 구비하는 이차 전지로서, 상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성된 하나 이상의 전극 탭; 일단이 상기 전극 탭의 하부에서 상기 전극 탭에 부착되고 타단이 상기 전지 케이스 외부로 노출되는 전극 리드; 및 상기 전극 탭의 상부에서 상기 전극 탭의 단부를 커버하고, 상기 전극 리드의 측면부를 감싸도록 폴딩되며, 접착면을 구비하여 상기 접착면의 적어도 일부가 상기 전극 리드의 하면에 접착된 커버 테이프를 포함한다.

Description

이차 전지 및 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법{Secondary battery and method for combining electrode tab with electrode lead in secondary battery}
본 발명은 이차 전지를 제조하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차 전지의 안전성이 향상될 수 있도록 전극 탭과 전극 리드를 결합하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 이차 전지에 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 외장재, 즉 전지 케이스를 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.
이차 전지는 일반적으로 전극 조립체가 전지 케이스에 수납된 상태에서 액체 상태의 전해질, 즉 전해액이 주입되고, 전지 케이스가 실링되는 과정을 통해 제조된다.
도 1은, 종래의 파우치형 이차 전지의 내부 구성을 정면에서 바라본 형태의 도면이다. 그리고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대하여 측면에서 바라본 형태의 도면이며, 도 3은 도 2의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일반적으로 이차 전지는 전극 조립체(10)와 전해액을 전지 케이스(20)의 내부 공간에 수용하는 형태로 구성된다. 전극 조립체(10)는 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태를 갖는데, 이러한 양극판 및 음극판의 각각에는 하나 이상의 전극 탭(11)이 돌출되도록 형성되어 있으며, 이러한 전극 탭(11)은 전극 리드(12)와 결합된다. 그리고, 전극 리드(12)는 전지 케이스(20)의 외부로 노출되어 전지 셀의 외부 단자를 형성한다.
여기서, 전극 탭(11)과 전극 리드(12)는 면과 면 접촉을 한 상태로 결합되며, 결합의 안정성을 위해 접촉 부위를 초음파 용접 등의 방식으로 용접한다. 예를 들어, 도 3의 구성을 참조하면, 전극 탭(11)은, C로 표시된 부분에서 전극 리드(12)와 초음파 용접될 수 있다.
그런데, 이와 같은 종래 결합 방식에 의하면, 도 3에서 D로 표시된 부분과 같이 전극 탭(11)의 단부, 즉 끝 부분이 전극 리드(12)에 완전히 밀착되지 못하고 들뜨게 되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제는, 버(burr) 현상이라고도 하는데, 이처럼 전극 탭(11)의 끝 부분이 들뜨게 되면, 들뜬 부분이 전지 케이스(20)를 손상시킬 수 있다. 그리고, 이러한 전지 케이스(20)의 손상은 전지 케이스(20)의 절연성을 파괴시켜, 이차 전지의 성능을 떨어뜨리는 것은 물론, 단락으로 인한 전지의 발화나 폭발 등을 일으킬 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전극 탭과 전극 리드의 결합시 결합 부분에서 들뜨는 현상이 방지되어 안전성이 향상된 이차 전지 및 이를 위한 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 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 전지는, 전극 조립체 및 전지 케이스를 구비하는 이차 전지로서, 상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성된 하나 이상의 전극 탭; 일단이 상기 전극 탭의 하부에서 상기 전극 탭에 부착되고 타단이 상기 전지 케이스 외부로 노출되는 전극 리드; 및 상기 전극 탭의 상부에서 상기 전극 탭의 단부를 커버하고, 상기 전극 리드의 측면부를 감싸도록 폴딩되며, 접착면을 구비하여 상기 접착면의 적어도 일부가 상기 전극 리드의 하면에 접착된 커버 테이프를 포함한다.
바람직하게는, 상기 커버 테이프는, 상기 접착면의 일부가 상기 전극 리드의 상면에 접착된다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프는, 일단이 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 타단이 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩된다.
또한 바람직하게는, 하나의 전극 리드에 상기 커버 테이프가 둘 이상 구비되어, 그 중 하나의 커버 테이프는 상기 전극 리드의 좌측에 구비되고, 다른 하나의 커버 테이프는 상기 전극 리드의 우측에 구비된다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프는, 상기 전극 탭의 단부가 위치하는 부분에 완충 부재를 구비한다.
또한 바람직하게는, 상기 전극 탭은, 에지 부분이 라운딩 처리된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드를 결합하는 방법은, 상기 전극 탭의 단부 하면과 상기 전극 리드의 일단 상면을 부착하는 단계; 상기 전극 탭의 단부를 커버하도록, 하면에 접착면이 구비된 커버 테이프를 상기 전극 탭 및 상기 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계; 상기 전극 리드의 측면부를 감싸도록 상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계; 및 상기 커버 테이프의 접착면의 적어도 일부를 상기 전극 리드의 하면에 접착시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 상기 접착면의 일부가 상기 전극 리드의 상면에 접착된다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계에서, 상기 커버 테이프의 좌측 단부는 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 상기 커버 테이프의 우측 단부는 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩된다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 둘 이상의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 좌측 상부 및 우측 상부에 위치하여,
상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계에서, 하나의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 다른 하나의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩된다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프는 완충 부재를 구비하고, 상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 상기 완충 부재가 상기 전극 탭의 단부에 위치하도록 한다.
또한 바람직하게는, 상기 전극 탭과 상기 전극 리드의 부착 단계 이전에, 상기 전극 탭의 에지 부분을 라운딩 처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 부분에서 전극 탭의 단부가 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 전극 탭의 단부 중 들뜬 부분으로 인해 전지 케이스가 손상되어 전기적 절연성이 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 이로 인한 이차 전지의 고장이나 발화, 폭발 등을 방지할 수 있어 이차 전지의 안전성 향상에 기여할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 커버 테이프가 전극 리드 및/또는 전극 탭의 측면에 밀착하여 감기므로, 커버 테이프가 전극 리드의 좌우 측면으로 크게 돌출되지 않는다. 따라서, 커버 테이프가 존재하더라도 전지의 내부 구성이 복잡해지지 않고 이러한 커버 테이프로 인해 다른 내부 구성의 기능이 방해를 받지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전극 탭의 단부가 들뜨는 것을 방지할 정도로만 커버 테이프가 사용되므로, 커버 테이프의 불필요한 사용을 줄일 수 있어, 커버 테이프로 인한 제조 비용 증가를 방지할 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 파우치형 이차 전지의 내부 구성을 정면에서 바라본 형태의 도면이다.
도 2는, 도 1의 A 부분에 대하여 측면에서 바라본 형태의 도면이다.
도 3은, 도 2의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는, 도 4의 E 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5의 구성을 측면에서 바라본 형태의 도면이다.
도 7은, 도 5의 I1-I1'선에 대한 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버 테이프의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버 테이프의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 10은, 도 9의 I2-I2'선에 대한 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버 테이프의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는, 도 11의 I3-I3'선에 대한 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
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 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 5는 도 4의 E 부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 구성을 측면에서 바라본 도면이며, 도 7은 도 5의 I1-I1'선에 대한 단면도이다. 도 5에서, 점선은 커버 테이프(130)에 의해 커버된 전극 탭(110)의 단부를 나타낸다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체(10), 전지 케이스(20), 전극 탭(110), 전극 리드(120) 및 커버 테이프(130)를 포함한다.
상기 전극 조립체(10)는, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성되며, 전지 케이스(20)에 수납된다. 이때, 전극 조립체(10)는 다수의 양극판 및 음극판이 적층된 상태로 전지 케이스(20)에 수납되거나, 하나의 양극판 및 음극판이 권취된 상태로 전지 케이스(20)에 수납될 수 있다. 전극 조립체(10)의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 전극판들에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재할 수 있고, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 탭(110)이 형성될 수 있다.
상기 전지 케이스(20)는, 오목한 형태의 내부 공간을 구비하고, 이러한 내부 공간에 전극 조립체(10) 및 전해액을 수납한다.
특히, 본 발명에 따른 이차 전지는 파우치형 이차 전지에 적용될 수 있으며, 이 경우 전지 케이스(20)는, 폴리머 재질의 절연층과 접착층 사이에 알루미늄 박막이 개재된 알루미늄 파우치 형태로 구성될 수 있다.
이때, 전지 케이스(20)는, 상부 케이스와 하부 케이스로 이루어질 수 있다. 그리고, 전극 조립체(10)가 수납될 수 있는 공간은 상부 케이스나 하부 케이스 중 어느 하나, 또는 상부 케이스나 하부 케이스 모두에 형성될 수 있다. 한편, 상부 케이스나 하부 케이스의 수납 공간에 전극 조립체(10)가 수납되면, 상부 케이스의 실링부 접착층과 하부 케이스의 실링부 접착층이 열융착 등에 의해 접착된다. 다만, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 전지 케이스(20) 중 하부 케이스만 나타내도록 한다.
상기 전극 탭(110)은, 양극 탭과 음극 탭으로 구성되며, 각각 전극 조립체(10)로부터 돌출되도록 형성된다. 즉, 양극 탭은 전극 조립체(10)의 양극판으로부터 돌출되도록 형성되고, 음극 탭은 전극 조립체(10)의 음극판으로부터 돌출되도록 형성된다. 이때, 양극 탭 또는 음극 탭은 양극판 또는 음극판에 부착되는 형태로 돌출되게 형성될 수 있으며, 각각 양극 집전체 또는 음극 집전체와 동일 재질로 구성될 수 있다.
상기 전극 탭(110)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 전극 집전체에서 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 양극 탭은 양극판에 복수 개 구비될 수 있고, 음극 탭은 음극판에 복수 개 구비될 수 있다. 이 경우, 복수의 양극 탭은 하나의 양극 리드에 연결될 수 있고, 복수의 음극 탭은 하나의 음극 리드에 연결될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 양극 탭과 음극 탭은 하나의 전극 조립체(10)에서 각각 한 개씩 구비될 수도 있다.
한편, 도 4의 구성에서는, 두 종류의 전극 탭(110), 즉 양극 탭과 음극 탭이 동일한 방향으로 돌출된 형태가 도시되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 양극 탭과 음극 탭은 전극 조립체(10)를 기준으로 서로 반대 방향으로 돌출되거나 직교하는 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 전극 리드(120)는, 일단이 전극 탭(110)에 부착되고, 타단, 즉 반대 단부가 전지 케이스(20) 외부로 노출된다. 특히, 도 4 내지 도 7의 구성에 도시된 바와 같이, 전극 리드(120)는 전극 탭(110)의 하부에 부착될 수 있다. 다만, 이러한 구성은 설명을 위한 일례에 불과할 뿐, 전극 탭(110)은 전극 탭(110)의 상부에 부착될 수 있음은 물론, 다수의 전극 탭(110)에 부착되는 경우 다수의 전극 탭(110) 사이에 부착될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 전극 리드(120)는, 초음파 용접 방식을 통해 전극 탭(110)에 부착될 수 있다. 즉, 도 5 및 도 6에서 F로 표시된 부분이 초음파를 이용하여 용접됨으로써, 전극 리드(120)와 전극 탭(110)이 부착될 수 있다. 다만, 이러한 방식 이외에 다양한 방식으로, 전극 탭(110)과 전극 리드(120)를 부착할 수 있다.
상기 커버 테이프(130)는, 전극 탭(110)의 상부에 위치하여 전극 탭(110)의 단부를 커버하는 테이프이다. 즉, 상기 커버 테이프(130)는, 전극 탭(110)의 단부가 외부로 노출되지 않도록 전극 탭(110)의 단부를 상부에서 덮도록 구성된다.
또한, 상기 커버 테이프(130)는, 전극 리드(120)의 측면부를 감싸도록 전극 리드(120)의 측면부에서 폴딩된다. 그리고, 커버 테이프(130)의 폴딩된 부분은 전극 리드(120)의 하부면을 따라 밀착된다.
이때, 커버 테이프(130)는, 접착면을 구비할 수 있다. 그리고, 접착면의 전부 또는 일부는 전극 리드(120)의 하면에 접착될 수 있다. 즉, 도 7에서 G1으로 표시된 부분과 같이, 커버 테이프(130)가 전극 리드(120)의 측면을 따라 폴딩될 때 전극 리드(120)의 하면과 접촉하는 부분에는 접착면이 형성되어, 커버 테이프(130)가 전극 리드(120)의 하면에 접착되도록 할 수 있다. 이처럼, 커버 테이프(130)의 단부에 구비된 접착면이 전극 리드(120)의 하면과 접착되면, 커버 테이프(130)가 전극 탭(110)의 단부 및 측면부를 감싼 구성이 계속해서 유지될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 커버 테이프(130) 구성에서는, 전극 리드(120)의 하면과 접촉되는 부분에 접착면이 형성된 구성이 도시되어 있으나, 이러한 구성은 일례에 불과할 뿐, 접착면은 이외에 다른 곳에도 형성될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버 테이프(130)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 커버 테이프(130)는, 접착면의 일부가 전극 탭(110)의 상면에 접착되도록 구성될 수 있다. 즉, 커버 테이프(130)는, 도 8에서 G2로 표시된 부분과 같이, 전극 리드(120)의 상면과 접촉하는 부분에 접착면을 구비하여 전극 리드(120)의 상면에 접착할 수 있다. 그리고, 도 8에는 도시되지 않았지만, 도 7에서 G1으로 표시된 부분과 같은 접착면이 도 8의 구성에서도 마찬가지로 구비될 수 있다. 그러므로, 이러한 실시예 구성에서는, 커버 테이프(130)의 접착면이 전극 리드(120)의 하면과 상면에 모두 접착되도록 구비될 수 있다. 따라서, 커버 테이프(130)는 전극 탭(110)의 단부를 전극 리드(120)에 보다 강하게 밀착시킬 수 있으며, 이로 인해 전극 탭(110)의 단부가 위로 들뜨는 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 상기 실시예와 같이, 전극 리드(120)의 상면에 접착되도록 접착면이 구비된 커버 테이프(130) 구성에서는, 접착면이 전극 리드(120)의 상면뿐만 아니라, 전극 탭(110)의 상면에도 접착되도록 넓게 형성될 수 있다. 즉, 도 8에서 G2로 표시된 바와 같이, 전극 리드(120)의 상면과 접촉하도록 커버 테이프(130)에 형성된 접착면은, 전극 탭(110)의 상면에도 접착될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 전극 리드(120)와 전극 탭(110)이 보다 강하게 밀착되어, 전극 탭(110)의 단부에 있어서 버(burr) 발생 방지 효과가 더욱 뛰어날 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 구성 이외에도, 커버 테이프(130)의 하면 전체에 접착면이 구비되도록 할 수도 있음은 물론이다.
상기 커버 테이프(130)는, 일단이 전극 리드(120)의 좌측면부를 감싸도록 절곡되고, 타단이 전극 리드(120)의 우측면부를 감싸도록 절곡될 수 있다. 즉, 도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 커버 테이프(130)는 전극 리드(120)와 전극 탭(110)의 결합 부분에 하나만 구비되어, 좌측 단부가 전극 리드(120) 및 전극 탭(110)의 좌측면부를 감싸도록 절곡되고, 우측 단부가 전극 리드(120) 및 전극 탭(110)의 우측면부를 감싸도록 절곡될 수 있다. 이를 위해, 커버 테이프(130)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 좌측 단부 및 우측 단부에 각각 접착면을 구비할 수 있다.
다만, 본 발명이 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 커버 테이프(130)는 다른 형태로 구성될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버 테이프(130)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 10은 도 9의 I2-I2'선에 대한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 커버 테이프(130)는 하나의 전극 리드(120)에 둘 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 커버 테이프(130)는 좌측 커버 테이프(131)와 우측 커버 테이프(132)로 구성될 수 있다. 그리고, 이 경우, 좌측 커버 테이프(131)는 전극 리드(120)의 좌측에 구비되어 전극 리드(120)의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되면서 전극 리드(120)의 좌측 부분에 접착되고, 우측 커버 테이프(132)는 전극 리드(120)의 우측에 구비되어 전극 리드(120)의 우측면부를 감싸도록 폴딩되면서 전극 리드(120)의 우측 부분에 접착될 수 있다. 따라서, 좌측 커버 테이프(131)는 전극 탭(110)의 좌측 단부가 들뜨는 것을 방지하고, 우측 커버 테이프(132)는 전극 탭(110)의 우측 단부가 들뜨는 것을 방지할 수 있다.
이때, 좌측 커버 테이프(131)와 우측 커버 테이프(132)는, 도 10에서 G11 및 G12로 표시된 부분과 같이 전극 리드(120)의 하면에 접촉되는 부분, 그리고, 도 10에서 G21 및 G22로 표시된 부분과 같이 전극 리드(120) 및 전극 탭(110)의 상면에 접촉되는 부분에 모두 접착면을 구비하는 것이 좋다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버 테이프(130)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 12는 도 11의 I3-I3'선에 대한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 커버 테이프(130)는 모재(133) 및 완충 부재(134)를 구비할 수 있다. 여기서, 완충 부재(134)는 모재(133)의 하부에 부착되어, 전극 탭(110)의 단부가 상부 방향으로 들뜨려고 할 때, 들뜨는 힘을 완화시킨다. 즉, 상기 완충 부재(134)는, 전극 탭(110)의 단부와 직접 접촉하도록 구비되며, 전극 탭(110)의 단부가 커버 테이프(130)를 밀어올리는 힘을 흡수함으로써, 커버 테이프(130)의 모재(133)에 전달되는 힘이 감소되도록 한다.
여기서, 상기 완충 부재(134)는, 전극 탭(110) 단부의 들뜨는 힘을 흡수할 수 있는 다양한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 완충 부재(134)는, 직포, 부직포, 편성물과 같은 직물 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 완충 부재(134)는, 발포성 수지 재질로 이루어질 수 있다.
이처럼, 커버 테이프(130)에 완충 부재(134)가 구비된 실시예에 의하면, 전극 탭(110)의 단부가 들뜨려는 힘에 의해 커버 테이프(130)가 손상되거나 전극 리드(120)로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 12의 구성에서는, 전극 탭(110)의 폭이 전극 리드(120)의 폭보다 짧은 구성이 도시되어 있으나, 이는 일례에 불과하며 전극 탭(110)과 전극 리드(120)의 폭은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(110)과 전극 리드(120)의 폭은 서로 동일하게 구성되거나, 전극 탭(110)의 폭이 전극 리드(120)의 폭보다 길게 구성될 수도 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지에서, 상기 전극 탭(110)은, 도 5의 H 부분에 표시된 바와 같이, 에지 부분이 라운딩 처리된 것이 좋다. 즉, 상기 전극 탭(110)은 단부의 모서리 부분이 뾰족한 형태가 아닌 둥근 곡선 형태를 갖는 것이 좋다. 이러한 실시예에 의하면, 전극 탭(110)의 단부가 상부 방향으로 들뜨려고 할 때 에지 부분이 커버 테이프(130)에 가하는 힘을 좁은 곳에 집중하지 않고 분산시킬 수 있다. 따라서, 전극 탭(110) 단부의 에지 부분에 의해 커버 테이프(130)가 찢어지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는, 실링 테이프(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 실링 테이프(140)는, 전극 리드(120)에 부착되어, 전지 케이스(20)의 실링시 전지 케이스(20)와 부착된다. 즉, 실링 테이프(140)는, 전극 리드(120)와 전지 케이스(20) 사이에 개재되어, 전극 리드(120)와 전지 케이스(20)가 서로 잘 부착되도록 함으로써, 전지 케이스(20)의 실링성을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 전극 조립체(10)는 전지 케이스(20)의 수납 공간에 전해액과 함께 수납될 수 있는데, 도 13에서는 설명의 편의를 위해 전지 케이스(20) 중 하부 케이스만 나타내도록 한다. 여기서, 상부 케이스와 하부 케이스는 각각의 외주면을 따라 실링 부위(21)가 형성될 수 있고, 이러한 실링 부위(21)가 열융착 등의 방식으로 접합됨으로써, 전지 케이스(20)가 실링될 수 있다.
이때, 전지 케이스(20)의 실링 부위(21) 중 전극 리드(120)가 위치하는 부분에서는, 금속 재질의 전극 리드(120)와 폴리머 재질의 전지 케이스(20)가 제대로 실링되지 않을 수 있다. 하지만, 상기 실시예와 같이, 전극 리드(120)와 전지 케이스(20) 사이에 실링 테이프(140)가 구비되면, 이러한 실링 저하 현상이 방지될 수 있다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 전극 리드(120)의 상부에 실링 테이프(140)가 부착된 후, 실링 테이프(140) 상부에 상부 케이스가 위치하여 실링이 이루어지면, 전지 케이스(20)의 밀봉력이 저하되지 않고 향상될 수 있다. 이때, 도 13에는 도시되지 않았지만, 전극 리드(120)와 하부 케이스 사이에도 실링 테이프(140)가 구비될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이차 전지에서 전극 탭(110)과 전극 리드(120)의 결합 방법을 설명하도록 한다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭(110)과 전극 리드(120)의 결합 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따라 전극 탭(110)과 전극 리드(120)를 결합하기 위해서는, 먼저 전극 탭(110)의 단부 하면과 전극 리드(120)의 일단 상면을 서로 부착한다(S110). 이때, 이러한 전극 탭(110)과 전극 리드(120)의 부착은, 초음파 용접 방식으로 수행될 수 있다.
다음으로, 전극 탭(110)의 단부를 커버하도록, 하면에 접착면이 구비된 커버 테이프(130)를 전극 탭(110) 및 전극 리드(120)의 상부에 위치시킨다(S120).
그리고 나서, 전극 리드(120)의 측면부를 감싸도록 커버 테이프(130)를 폴딩시킨 후(S130), 커버 테이프(130)의 접착면 중 적어도 일부를 전극 리드(120)의 하면에 접착시킨다(S140).
바람직하게는, 커버 테이프(130)에는 전극 리드(120)의 상면과 접촉하는 부분에도 접착면이 구비되어, 이러한 접착면이 전극 리드(120)의 상면에 접착되도록 할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 S120 단계에서 전극 리드(120)에는 커버 테이프(130)가 1개 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 S130 단계에서 커버 테이프(130)의 좌측 단부는 전극 리드(120)의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 커버 테이프(130)의 우측 단부는 전극 리드(120)의 우측면부를 감싸도록 폴딩될 수 있다.
이와 다른 예로서, 상기 S120 단계에서 전극 리드(120)에는 커버 테이프(130)가 2개 이상 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 S130 단계에서 전극 리드(120)의 좌측에 위치하는 좌측 커버 테이프(131)는 전극 리드(120)의 좌측면부를 감싸도록 폴딩될 수 있고, 전극 리드(120)의 우측에 위치하는 우측 커버 테이프(132)는 전극 리드(120)의 우측면부를 감싸도록 폴딩될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 커버 테이프(130)는 전극 탭(110)의 단부와 접촉하는 부분에 완충 부재(134)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 S120 단계는, 이러한 완충 부재(134)가 전극 탭(110)의 단부에 위치하도록 할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 S110 단계 이전에, 전극 탭(110)의 에지 부분을 라운딩 처리하는 단계를 더 포함할 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.
또한, 본 명세서에서 상하, 좌우, 전후 등과 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위해 상대적인 위치를 나타내는 것일 뿐, 관측자의 관측 위치나 각 구성요소의 배치 형태에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 전극 리드(120)의 일단이 전극 탭(110)의 하부에 부착되는 구성은, 이차 전지의 상하를 전환하는 경우, 전극 리드(120)의 일단이 전극 탭(110)의 상부에 부착되는 구성과 동일하다고 할 수 있다.
10: 전극 조립체
20: 전지 케이스
110: 전극 탭
120: 전극 리드
130: 커버 테이프

Claims (15)

  1. 전극 조립체 및 전지 케이스를 구비하는 이차 전지에 있어서,
    상기 전극 조립체로부터 돌출되도록 형성된 하나 이상의 전극 탭;
    일단이 상기 전극 탭의 하부에서 상기 전극 탭에 부착되고 타단이 상기 전지 케이스 외부로 노출되는 전극 리드; 및
    상기 전극 탭의 상부에서 상기 전극 탭의 단부를 커버하고, 상기 전극 리드의 측면부를 감싸도록 폴딩되며, 접착면을 구비하여 상기 접착면의 적어도 일부가 상기 전극 리드의 하면에 접착된 커버 테이프
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버 테이프는, 상기 접착면의 일부가 상기 전극 리드의 상면에 접착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버 테이프는, 일단이 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 타단이 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    하나의 전극 리드에 상기 커버 테이프가 둘 이상 구비되어,
    그 중 하나의 커버 테이프는 상기 전극 리드의 좌측에 구비되고, 다른 하나의 커버 테이프는 상기 전극 리드의 우측에 구비된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커버 테이프는, 상기 전극 탭의 단부가 위치하는 부분에 완충 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극 탭은, 에지 부분이 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극 리드는, 상기 전극 탭에 초음파 용접 방식에 의해 부착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극 리드에 부착되어, 상기 전지 케이스의 실링시 상기 전지 케이스와 실링되는 실링 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드를 결합하는 방법에 있어서,
    상기 전극 탭의 단부 하면과 상기 전극 리드의 일단 상면을 부착하는 단계;
    상기 전극 탭의 단부를 커버하도록, 하면에 접착면이 구비된 커버 테이프를 상기 전극 탭 및 상기 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계;
    상기 전극 리드의 측면부를 감싸도록 상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계; 및
    상기 커버 테이프의 접착면의 적어도 일부를 상기 전극 리드의 하면에 접착시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 상기 접착면의 일부가 상기 전극 리드의 상면에 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계에서, 상기 커버 테이프의 좌측 단부는 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 상기 커버 테이프의 우측 단부는 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩되는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 둘 이상의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 좌측 상부 및 우측 상부에 위치하여,
    상기 커버 테이프를 폴딩시키는 단계에서, 하나의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 좌측면부를 감싸도록 폴딩되고, 다른 하나의 커버 테이프가 상기 전극 리드의 우측면부를 감싸도록 폴딩되는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 커버 테이프는 완충 부재를 구비하고,
    상기 커버 테이프를 전극 탭 및 전극 리드의 상부에 위치시키는 단계에서, 상기 완충 부재가 상기 전극 탭의 단부에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전극 탭과 상기 전극 리드의 부착 단계 이전에,
    상기 전극 탭의 에지 부분을 라운딩 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 전극 탭과 상기 전극 리드의 부착 단계는, 초음파 용접 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법.
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