KR20150085733A - Secondary battery manufacturing method and secondary batter thereby - Google Patents

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김종성
고강호
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Abstract

In the present invention, provided are a manufacturing method of a secondary battery and a secondary battery thereof wherein the manufacturing method of the secondary battery includes the steps of enabling a plurality of electrode taps (32, 42) to secure a gap on at least one end part among both end parts crossed with a winding direction of a negative electrode plate (30) and a positive electrode plate (40); installing a separator (10) in the upper and lower part with the negative electrode plate (30) and installing the positive electrode plate (40) in the upper part of the upper separator (10) or the lower part of the lower separator (10); and winding the separator (10), the positive electrode plate (40) and the negative electrode plate (30), thereby stacking the negative electrode plate (30), the positive electrode plate (40) and the separator (10) while forming an electrode assembly with stacked plurality of electrode taps (32,42).

Description

이차전지 제조방법 및 이차전지{Secondary battery manufacturing method and secondary batter thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery manufacturing method and a secondary battery,

본 발명은 다기능성 유아용 의자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 이차전지 제조방법 및 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정을 간소화시켜 고속 대량 생산이 유리하며 전지의 안전성 개선 및 전지 성능 개선 등의 효율을 기대할 수 있는 이차전지 제조방법 및 이차전지에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a secondary battery manufacturing method and a secondary battery. More particularly, the present invention relates to a secondary battery manufacturing method and a secondary battery, and more particularly, And to a secondary battery manufacturing method and a secondary battery which can expect efficiency such as performance improvement.

전력을 저장하고 공급하기 위한 장치가 오랫동안 사용되어 왔다. 전지라고 하면 적어도 한 세트의 단자 사이에서 전위를 공급하는 전기 화학적 전지(electro-chemical cell) 및 전지들의 집합을 포함하는 장치를 의미한다. 전지의 단자들은 전기적, 예를 들면 직류(DC) 부하에 접속되어 그 부하에 에너지 즉 전압을 제공할 수 있다. 전지는 건전지, 습전지(예를 들면, 납-산(lead-acid) 전지), 및 일반적으로 화학적으로 이용 가능한 기전력을 전류로 변환하는 기타 장치를 포함한다.Devices for storing and supplying power have long been used. A battery is an apparatus that includes an electrochemical cell and a collection of cells that supply a potential between at least one set of terminals. The terminals of the battery may be electrically connected to, for example, a direct current (DC) load to provide energy or voltage to the load. Batteries include batteries, wet-cells (e.g., lead-acid batteries), and other devices that generally convert chemically available electromotive force into current.

이러한 전지 중에서 이차전지는 양극판/세퍼레이터/음극판의 3단층 구조 또는 양극판/세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 5단층 이상의 다층 구조로 된 전극조립체를 이용하여 제작되는 것으로, 이러한 이차전지는 사용 후 "재충전" 될 수 있고, 그 용량이 무한정은 아니지만 어느 정도까지 방전 처리를 역으로 행함으로써 동일 전지의 반복적인 사용이 가능하다.Among these batteries, the secondary battery is manufactured using a three-layered structure of a positive electrode plate / separator / negative electrode plate or a multi-layered electrode assembly having five or more layers of a positive electrode plate / separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate. "And the capacity is not infinite but it is possible to repeatedly use the same cell by performing the discharging process in reverse to some extent.

그런데, 종래 이차전지 설계 중에는 한 쪽에서 세퍼레이터를 공급하고, 다른 쪽에서는 단위셀(전극탭을 가진 양극판과 전극탭을 가진 음극판이 구비된 셀)을 주기적으로 공급하여 이차전지를 제조하는 방식이 있는데, 이러한 이차전지 제조방식은 공정수가 많이 들어가므로 생산성이 상대적으로 저조하여 대량 생산에는 적절하지 못하다는 단점과, 전극 측면 절단시 발생하는 이물질(파티클 등)에 의해 전지 안전성에 악영향을 끼치고 높을 수율을 달성할 수 없다는 단점을 가지고 있다.Conventionally, there is a method of manufacturing a secondary battery by supplying a separator on one side and periodically supplying a unit cell (a positive electrode plate having electrode tabs and a negative electrode plate having electrode tabs) on one side. Such a secondary cell manufacturing method has a disadvantage in that it is not suitable for mass production due to a relatively low productivity due to a large number of process steps and foreign matter (particles and the like) generated at the time of cutting the electrode side adversely affects the safety of the battery and achieves a high yield It can not be done.

또한, 종래의 이차전지 설계에서 나타나는 다른 문제점은 극판, 다시 말해, 양극판과 음극판 간의 적층 용접 방식 등을 채용함으로써, 양극과 음극간의 단차(틀어짐 현상 등)를 정확히 조절하지 못하는 단점이 있으며, 이는 전지 신뢰성 및 안전성 등의 측면에서 바람직하지 못하다는 것을 의미한다.
Another problem that occurs in the conventional secondary battery design is that it can not precisely control a level difference (an anomalous phenomenon) between an anode and a cathode by employing a lamination plate, that is, a lamination welding method between a cathode plate and a cathode plate, It is undesirable from the standpoint of reliability and safety.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제조 공정이 간소화되어 고속 대량 생산이 유리하며 제조 안전성 개선 및 전지 성능 개선 등의 효율을 기대할 수 있도록 된 새로운 이차전지 제조방법 및 이차전지를 제공하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a new secondary battery manufacturing method capable of expecting efficiency such as improvement of manufacturing safety and improvement of battery performance by simplifying the manufacturing process, And a secondary battery.

또한, 본 발명은 양극 및 음극간의 공차(예를 들어, 양극 및 음극이 정위치에서 틀어지는 현상 등)를 방지할 수 있고, 전극 절단시의 이물(파티클) 및 버어(burr)에 의한 치명적인 전지 안전성 결함을 방지할 수 있어서 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이차전지 제조방법 및 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Further, the present invention can prevent the tolerance between the positive electrode and the negative electrode (for example, the phenomenon that the positive electrode and the negative electrode are twisted at a predetermined position), and can prevent the occurrence of a fatal cell safety due to particles and burr And it is an object of the present invention to provide a secondary battery manufacturing method and secondary battery capable of preventing defects and improving the reliability of the battery.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 음극판과 양극판의 와인딩 방향과 직교하는 양단부 중에서 적어도 하나의 단부에 복수개의 전극탭을 간격이 확보되도록 형성하는 단계; 음극판을 기준으로 상하부에 세퍼레이터를 배치하고 상측 세퍼레이터의 위쪽이나 하측 세퍼레이터의 아래쪽에는 상기 양극판을 배치하는 단계; 상기 세퍼레이터와 상기 양극판 및 상기 음극판을 와인딩시켜서 상기 음극판과 상기 양극판 및 상기 세퍼레이터가 적층됨과 동시에 상기 복수개의 전극탭이 적층된 구조의 전극 조립체를 형성하는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a positive electrode plate, including: forming a plurality of electrode tabs on at least one end of a negative electrode plate and a positive electrode plate, Disposing the separator on the upper and lower portions with respect to the negative electrode plate and disposing the positive electrode plate on the upper side of the upper separator and the lower side of the lower separator; And forming an electrode assembly having a structure in which the negative electrode plate, the positive electrode plate, and the separator are laminated while the plurality of electrode tabs are stacked by winding the separator, the positive electrode plate, and the negative electrode plate. Method is provided.

상기 전극탭은 상기 양극판과 상기 음극판이 와인딩되기 이전에 미리 형성되도록 하고, 상기 전극탭이 미리 구비되어 있는 상기 양극판과 상기 음극판을 상기 세퍼레이터와 함께 와인딩하여 상기 전극 조립체를 만들도록 구성된 것을 특징으로 한다.The electrode tab is formed before the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound, and the positive electrode plate and the negative electrode plate, which are previously provided with the electrode tab, are wound together with the separator to form the electrode assembly .

상기 음극판과 상기 양극판 및 상기 두 장의 세퍼레이터를 롤 형태로 감은 상태에서 맨드릴에 연결한 다음, 상기 맨드릴을 회전시켜서 상기 음극판과 상기 세퍼레이터와 상기 양극판 및 다른 세퍼레이터가 적층 권취됨과 동시에 상기 복수개의 전극탭이 적층 권취된 구조의 전극 조립체를 만드는 것을 특징으로 한다.The negative electrode plate, the positive electrode plate, and the separator are wound in a rolled state and then connected to the mandrel, and then the mandrel is rotated so that the negative electrode plate, the separator, the positive electrode plate and the other separator are laminated and wound, Thereby forming an electrode assembly having a laminated structure.

상기 음극판과 상기 양극판에 형성되는 전극탭 사이의 거리는 점점 더 길어지도록 형성하여, 상기 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 적층체를 와인딩하여 상기 적층체가 와인딩되는 방향과 직교하는 양단부 중에서 적어도 하나의 단부에 배치된 상기 복수개의 전극탭이 동일 위치에 적층된 구조의 상기 전극 조립체를 형성하도록 된 것을 특징으로 한다.The distance between the negative electrode plate and the electrode tab formed on the positive electrode plate is made longer so that the laminate of the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate is wound on at least one end of the two ends orthogonal to the winding direction of the laminate And the plurality of electrode tabs are stacked at the same position to form the electrode assembly.

또한, 본 발명에 의하면, 양극판/세퍼레이터/음극판/세퍼레이터 적층체를 와인딩하여 전극 조립체를 형성하되, 상기 양극판과 음극판은 와인딩되는 방향과 직교하는 양단부 중에서 적어도 하나의 단부에 복수개의 전극탭을 구비하도록 구성하여 상기 적층체의 와인딩 작업시 상기 복수개의 전극탭도 적층된 구조의 전극 조립체를 만드는 것을 특징으로 하는 이차전지가 제공된다.
According to the present invention, the electrode assembly is formed by winding the positive electrode plate / separator / negative electrode plate / separator laminate body, wherein the positive electrode plate and the negative electrode plate have a plurality of electrode tabs at at least one end, And the plurality of electrode tabs are stacked in the winding operation of the stacked body.

본 발명은 일정한 길이를 가지는 양극판과 음극판의 와인딩되는 방향과 직교하는 방향의 양쪽 단부 중에서 적어도 하나의 단부(편의상 상하 측단부라 함)에 복수개의 전극탭을 형성한 다음에 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판을 맨드릴을 이용하여 와인딩하여 전극 조립체를 형성하는 것으로서, 연속적인 공정으로 다량의 전극 조립체를 신속하게 형성할 수 있어서, 기존 적층 타입의 제조 공정에 비하여 제조 공정이 간소화되는 효과가 있고, 고속 대량 생산에 매우 유리하며 제조 안전성 개선 등의 효과를 얻을 수 있다. The present invention is characterized in that a plurality of electrode tabs are formed on at least one end (for convenience, upper and lower ends) of both positive and negative electrode plates having a certain length and in a direction orthogonal to the winding direction of the negative electrode plate, and then a separator / negative plate / separator / And the electrode assembly is formed by winding using a mandrel. It is possible to rapidly form a large number of electrode assemblies by a continuous process, and the manufacturing process is simplified compared to the conventional lamination type manufacturing process, It is possible to obtain effects such as improvement of manufacturing safety and the like.

또한, 와인딩(권취) 타입의 형상으로 전극간의 계면 저항을 줄일 수 있어서 전지 특성 산포의 안정화를 이룰 수 있으며, 전극 절단으로 인한 이물(파티클 등) 및 버어(burr) 발생을 제거할 수 있어서 전지 안전성 및 조립 수율 향상에 크게 기여하는 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the interfacial resistance between the electrodes in the form of a winding (winding) type, thereby stabilizing the scattering of the characteristics of the battery, eliminating foreign matter (particles and the like) And an improvement in assembling yield.

또한, 전극탭과 전극탭 부분이 멀티탭으로 구성되어 전기 이동성을 향상시킴으로써 고율 전지로서의 성능 개선 효과를 얻을 수 있고, 전극탭 또는 전극탭 부분의 위치 틀어짐 현상에 크게 영향을 받지 않는 장점이 있다.In addition, the electrode taps and the electrode taps are formed of multi-taps to improve the electric mobility, thereby improving the performance of the high-performance cells and not significantly affecting the positional displacement of the electrode tabs or the electrode tabs.

본 발명의 실시예로는 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판을 이송라인을 따라 공급하면서 펀칭 가공을 수행하지 않고 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판 적층체를 와인딩하여 전극 조립체를 형성할 때, 이러한 전극 조립체의 세로 방향(즉, 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판 적층체가 연속 공급되어 와인딩되는 방향과 직교하는 방향) 양단부측에 각각 전극탭과 전극탭을 구비하는 실시예가 있는데, 이러한 전지의 세로 방향 양단부에 각각 전극탭과 전극탭이 구비된 실시예 역시 상기와 동일 유사한 효과가 있다.In an embodiment of the present invention, when the electrode assembly is formed by winding the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate laminated body without performing punching while supplying the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate along the transfer line, There is an embodiment in which electrode tabs and electrode tabs are provided on both sides of the longitudinal direction (i.e., a direction perpendicular to the direction in which the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate laminate is continuously supplied and wound) The embodiment having the tab and the electrode tab also has the same effect as the above.

한편, 전지의 세로 방향 양단부측에 각각 전극탭과 전극탭을 구비한 실시예의 경우 음극리드 단자 및 양극 리드단자에 부착되는 탭 테이프는 음극 및 양극 리드단자 보다 커야 하므로 결과적으로 완성된 전지는 적층체보다 훨씬 커지는 결과를 낳게 되어, 단위면적당 에너지 효율을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 리드단자를 부착한 적층체가 음극 및 양극 극판 셀 사이즈 내에 들어오게 맞추어서 불필요한 공간을 줄이기 위해서, 전극 조립체의 전극탭과 전극탭의 가로 방향 양끝단 엣지 부분을 컷팅 가공하여 엣지 컷팅부를 구비하도록 하였으며, 이러한 엣지 컷팅부를 구비함으로 인하여 결과적으로 완성된 전지의 단위 면적당 에너지 효율을 높이는 결과를 얻게 된다.
On the other hand, in the case of the embodiment including the electrode tabs and the electrode tabs on both sides in the longitudinal direction of the battery, the tab tapes attached to the cathode lead terminals and the cathode lead terminals must be larger than the cathode and cathode lead terminals, , Resulting in lower energy efficiency per unit area. Therefore, in order to reduce the unnecessary space by aligning the stacked body with the lead terminals in the cathode and anode electrode cell sizes, the electrode tabs of the electrode assembly and the edge portions of both ends of the electrode tabs in the transverse direction are cut to provide an edge cutting portion By providing such an edge cutting portion, the result is that the energy efficiency per unit area of the finished battery is increased.

도 1은 본 발명에 의한 이차전지 제조방법에서 음극판에 전극탭을 형성하는 과정 및 양극판에 전극탭을 형성하는 과정을 보여주는 평면도
도 2는 본 발명에 의한 이차전지 제조방법을 개략적으로 보여주는 측면도
도 3은 본 발명에 사용되는 맨드릴의 사용 상태를 보여주는 정면도
도 4는 도 3에 도시된 맨드릴의 평면도
도 5는 본 발명에 의해 제조된 이차전지의 일측면도
도 6은 도 5의 단면도
도 7은 본 발명의 이차전지 제조방법에 의해 제조되는 이차전지의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도1 is a plan view showing a process of forming an electrode tab in a cathode plate and a process of forming an electrode tab in a cathode plate in a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention;
2 is a side view schematically showing a method for manufacturing a secondary battery according to the present invention
Fig. 3 is a front view showing the use state of the mandrel used in the present invention. Fig.
Figure 4 is a top view of the mandrel shown in Figure 3;
5 is a side view of a secondary battery manufactured by the present invention
6 is a cross-
7 is a perspective view schematically showing the structure of a secondary battery manufactured by the method for manufacturing a secondary battery of the present invention

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다
In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled "or" connected "

도면을 참조하면, 본 발명은 상측에서부터 순차적으로 배치된 공급롤에서 최상측 양극판(40), 세퍼레이터(10), 이러한 세퍼레이터(10) 하측의 음극판(30), 이 음극판(30) 아래의 세퍼레이터(10)를 동일한 이송라인 상에서 맨드릴(20) 측에 연속적으로 공급한다. 이때, 각 세페레이터(10)와 음극판(30) 및 양극판(40)은 별도의 가이드롤과 같은 공급가이더에 의해 이송라인을 따라 연속공급될 수 있다. 한편, 음극판(30)은 전해질 물질(활물질)이 코팅 처리되어 있는 코팅면(31)과, 세로 방향(여기서 세로 방향이라 함은 음극판(30)의 이송방향과 직교하는 방향을 의미함) 일측단 위치의 표면에 구비된 비코팅면(33)(즉, 전해질 물질(활물징)이 코팅처리되지 않은 면으로서 무지부라 함)으로 구획된 구조이고, 양극판(40) 역시 코팅면(41)과 비코팅면(43)으로 구획된 구조이며, 각 세퍼레이터(10)의 세로 방향 너비(즉, 이송방향과 직교하는 방향의 너비)는 양극판(40)의 코팅면(41) 및 음극판(30)의 코팅면(31) 보다 일정한 길이(통상 음극판(30) 대비 0.5mm ~ 4.0 mm 정도 세퍼레이터(10)가 큰 사이즈로 됨) 이상 크게 구성되어 있다.A separator 10, a negative electrode plate 30 on the lower side of the separator 10, and a separator (not shown) on the lower side of the negative electrode plate 30 10 are continuously supplied to the mandrel 20 side on the same transfer line. At this time, each separator 10, the negative electrode plate 30 and the positive electrode plate 40 can be continuously supplied along the transfer line by a supply guider such as a separate guide roll. The negative electrode plate 30 has a coating surface 31 on which an electrolyte material (active material) is coated and a negative electrode plate 30 on one side of the negative electrode plate 30 in the longitudinal direction The positive electrode plate 40 is also divided into the non-coated side 33 (i.e., the non-coated side as an uncoated side of the electrolyte material (active material) The width of the respective separators 10 in the longitudinal direction (that is, the width in the direction orthogonal to the conveying direction) of the separator 10 is determined by the coating of the coating surface 41 of the positive electrode plate 40 and the coating of the negative electrode plate 30 The separator 10 has a larger length than the surface 31 (typically, the separator 10 has a larger size of about 0.5 mm to 4.0 mm with respect to the negative electrode plate 30).

상기와 같이 연속으로 공급되는 음극판(30)의 세로 방향(즉, 음극판(30)이 길게 이송되는 가로 방향과 직교하는 방향) 일측단의 비코팅면(33)을 펀칭유닛에 의해 각각 펀칭하여 복수개의 전극탭(32)을 음극판(30)의 세로 방향 일측단 위치에 일정 간격(g)으로 형성하고, 연속으로 공급되는 양극판(40)의 세로 방향(즉, 양극판(40)이 길게 이송되는 가로 방향과 직교하는 방향) 일측단의 비코팅면(43)도 역시 펀칭유닛에 의해 각각 복수개의 전극탭(42)을 양극판(40)의 세로 방향 일측단 위치에 일정 간격(g)으로 형성한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 음극판(30)의 전극탭(32)과 양극판(40)의 전극탭(42)은 가로 이송방향과 교차되는 세로 방향을 기준으로 서로 어긋난 위치에 배열되도록 각각의 펀칭유닛에 의해 음극판(30)의 일측과 양극판(40)의 일측을 펀칭 가공한다. 그래야만, 후술할 전극 조립체(50)를 형성할 때 전극탭(32,42)들이 겹치지 않고 나란하게 형성될 수 있게 된다. 도 2에 도시된 폴딩라인(fl)은 후술할 적층체(S)를 말아주는 과정(와인딩 과정)을 통해 전극 조립체(50)를 형성할 때 접혀지는 선을 의미한다.The uncoated surface 33 at one end of the continuous length of the negative electrode plate 30 (that is, the direction perpendicular to the transverse direction in which the negative electrode plate 30 is transported long) is punched by a punching unit to form a plurality The number of the electrode tabs 32 is set at a predetermined gap g in the longitudinal direction of the negative electrode plate 30 so that the lengthwise direction of the positive electrode plate 40 The uncoated surface 43 at one end is also formed by a punching unit so that a plurality of electrode tabs 42 are formed at a predetermined gap g at one end of the positive electrode plate 40 in the longitudinal direction. 2, the electrode tabs 32 of the negative electrode plate 30 and the electrode tabs 42 of the positive electrode plate 40 are arranged so as to be offset from each other with respect to the longitudinal direction intersecting the lateral direction of conveyance One side of the negative electrode plate 30 and one side of the positive electrode plate 40 are subjected to punching. Thus, the electrode tabs 32 and 42 can be formed in a side-by-side manner without overlapping when forming the electrode assembly 50 to be described later. The folding line fl shown in FIG. 2 refers to a line that is folded when the electrode assembly 50 is formed through a process of winding a laminate S (a winding process) to be described later.

본 발명에서는 양극판(40)과 음극판(30)에서 와인딩되는 방향과 직교하는 양단부 중 적어도 하나의 단부에 복수개의 전극탭(32,42)을 간격이 확보되도록 형성하는 단계, 음극판(30)을 기준으로 상하부에 세퍼레이터(10)를 배치하고 상측 세퍼레이터(10)의 위쪽이나 하측 세퍼레이터(10)의 아래쪽에는 상기 양극판(40)을 배치하는 단계, 상기 세퍼레이터(10)와 양극판(40) 및 음극판(30)을 와인딩시켜서 음극판(30)과 양극판(40) 및 두 장의 세퍼레이터(10)이가 적층됨과 동시에 복수개의 전극탭(32,42)이 적층된 구조의 전극 조립체를 형성한다. 이때, 전극탭(32,42)은 양극판(40)과 음극판(30)이 와인딩되기 이전에 미리 형성되도록 한다. 일정 길이를 가지는 리일 극판 형태의 양극판(40)과 음극판(30)에 복수개의 전극탭(32,42)이 형성된 다음에는 보빈과 같은 권취기구에 롤 형태로 감아놓게 된다. 일측의 보빈에 감겨있는 리일 극판 형태의 양극판(40)과 음극판(30)을 풀어서 이송라인을 따라 공급하면서 상기 복수개의 전극탭(32,42)을 양극판(40)과 음극판(30)에 각각 형성하고, 복수개의 전극탭(32,42)이 형성된 양극판(40)과 음극판(30)을 다른 쪽의 보빈에 다시 감아서 롤 형태로 형성할 수 있다.In the present invention, a plurality of electrode tabs (32, 42) are formed on at least one end of both ends orthogonal to the winding direction of the positive electrode plate (40) and the negative electrode plate (30) A step of disposing the separator 10 on the upper and lower parts and disposing the positive electrode plate 40 on the upper side of the upper separator 10 and on the lower side of the lower separator 10 and the step of disposing the separator 10 on the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 To form an electrode assembly having a structure in which a cathode plate 30, a cathode plate 40 and two separators 10 are laminated and a plurality of electrode tabs 32 and 42 are stacked. At this time, the electrode tabs 32 and 42 are formed before the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 are wound. A plurality of electrode tabs 32 and 42 are formed on the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 of a reel plate type having a predetermined length and then rolled up in a winding mechanism such as a bobbin. The positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 in the form of a reel plate wound on one bobbin are unwound and fed along the transfer line while the plurality of electrode tabs 32 and 42 are formed in the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 respectively And the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 on which the plurality of electrode tabs 32 and 42 are formed can be wound on the other bobbin to form a roll shape.

상기 전극탭(32,42)이 미리 구비되어 있는 양극판(40)과 음극판(30)을 세퍼레이터(10)와 함께 와인딩하여 전극 조립체를 만들게 된다. 즉, 상기 음극판(30)과 양극판(40) 및 두 장의 세퍼레이터(10)를 롤 형태로 감은 상태에서 맨드릴(20)에 연결하여 맨드릴(20) 회전에 의해 한 다음, 상기 맨드릴(20)을 회전시켜서 음극판(30)과 세퍼레이터(10)와 양극판(40) 및 다른 세퍼레이터(10)가 적층 권취됨과 동시에 복수개의 전극탭(32,42)이 적층 권취된 구조의 전극 조립체를 만들게 된다. 다시 말해, 복수층의 세퍼레이터(10) 사이에 복수층의 양극판(40)과 음극판(30)이 적층되고 일측에는 전극탭(32,42)이 함께 구비된 구조의 전극 조립체(50)를 형성할 수 있게 된다.The positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 provided with the electrode tabs 32 and 42 are wound together with the separator 10 to form an electrode assembly. That is, the negative electrode plate 30, the positive electrode plate 40 and the two separators 10 are wound in the form of a roll and connected to the mandrel 20 to rotate the mandrel 20. Then, the mandrel 20 is rotated The positive electrode plate 40 and the other separator 10 are laminated and wound together while the negative electrode plate 30, the separator 10, the positive electrode plate 40 and the other separator 10 are laminated together to form a plurality of electrode tabs 32 and 42. In other words, an electrode assembly 50 having a structure in which a plurality of positive electrode plates 40 and negative electrode plates 30 are laminated between a plurality of separators 10 and electrode tabs 32 and 42 are provided on one side .

이러한 전극 조립체(50)에서 맨드릴(20)을 분리하여 이송방향 외측으로 인출시키고 홀딩유닛에 의해 전극 조립체(50)를 이송라인을 따라 계속 이송시킨다. 물론, 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 적층체(S)는 전극 조립체(50)에 이어져 있다.In this electrode assembly 50, the mandrel 20 is detached and drawn outside in the conveying direction, and the electrode assembly 50 is continuously conveyed along the conveying line by the holding unit. Of course, the stacked body S of the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate is connected to the electrode assembly 50.

다음, 맨드릴(20)을 상기와 같이 형성된 전극 조립체(50)에 이어지는 부분으로 진입시켜 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판을 그립핑하고 맨드릴(20)의 다음단에 배치된 컷터 등의 컷팅유닛에 의해 전극 조립체(50)에 이어져 있는 적층체(S)의 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판을 컷팅하여 개별 전극 조립체(50)를 제작한다.Next, the mandrel 20 is moved to a portion following the electrode assembly 50 formed as described above to grip the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate, and is then cut by a cutting unit such as a cutter disposed at the next end of the mandrel 20 The separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate of the laminate S connected to the electrode assembly 50 is cut to fabricate the individual electrode assembly 50.

그리고, 상기와 같은 과정을 계속적으로 수행함으로써 복수층의 세퍼레이터(10) 사이에 복수층의 양극판(40)과 음극판(30)이 적층되고 일측에는 전극탭(32,42)이 구비된 구조의 전극 조립체(50)를 대량으로 제작할 수 있게 된다.By repeating the above-described process, the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 are laminated between the separator 10 of a plurality of layers and the electrode tabs 32 and 42 are provided on one side The assembly 50 can be manufactured in a large quantity.

한편, 본 발명에서 채용되는 맨드릴(20)은 한 쌍의 전후진 가능한 맨드릴(20) 부재와, 맨드릴(20) 부재의 서로 마주하는 면에 돌출 형성된 홀딩부재를 포함하여 구성된 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 맨드릴(20) 부재가 후퇴하여 있다가 적층체(S)를 한 쌍의 맨드릴(20) 부재가 전진하여 각각의 홀딩부재에 의해 그립핑한 상태에서 맨드릴(20) 자체가 함께 회전하여 적층체(S)를 와인딩함으로써, 상기 전극 조립체(50)를 형성하게 된다.The mandrel 20 employed in the present invention is constituted by a pair of forward and backward mandrel 20 members and a holding member protruding from the facing surfaces of the mandrel 20 members. The pair of mandrels 20 are retracted and the stacked body S is advanced by the pair of mandrels 20 and gripped by the respective holding members so that the mandrel 20 itself So that the electrode assembly 50 is formed.

이러한 전극 조립체(50)를 와인딩 방식으로 권취시켜 만든 다음, 전극 조립체(50)의 전극탭(32,42)들을 각각 용접하여 탭(32,42) 끼리 접합시킨 다음, 탭(32,42)의 끝단부를 트리밍(trimming) 작업하여 각 탭(32,42)의 끝단 길이를 동일하게 맞추어 준다.The electrode tabs 32 and 42 of the electrode assembly 50 are welded to each other to join the tabs 32 and 42 to each other. By trimming the end portions, the end lengths of the tabs 32 and 42 are equalized.

전극 조립체(50)의 전극탭(32,42)들을 용접한 다음에는 전극탭(32,42)에 각각 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)를 용접하여 접합시킨다. 이때에는 초음파 융착기와 같은 통상의 장치를 이용할 수 있다. After the electrode tabs 32 and 42 of the electrode assembly 50 are welded, the cathode lead terminal 44 and the anode lead terminal 34 are welded to the electrode tabs 32 and 42, respectively. In this case, a conventional apparatus such as an ultrasonic welder may be used.

그리고, 전극탭(32,42)에 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)가 융착된 전극 조립체(50)를 파우치(90)에 의해 밀봉 처리한다. 이때, 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)에 미리 융착용 탭테이프(70)를 먼저 붙인 다음에 파우치(90)에 의해 전극 조립체(50)를 밀봉 처리한다.The electrode assembly 50 in which the positive electrode lead terminal 44 and the negative electrode lead terminal 34 are fused to the electrode tabs 32 and 42 is sealed by the pouch 90. At this time, the fuse tap tape 70 is previously attached to the cathode lead terminal 44 and the cathode lead terminal 34 in advance, and then the electrode assembly 50 is sealed with the pouch 90.

다시 말해, 파우치(90)를 전극 조립체(50)의 양면을 커버하도록 파우치(90) 내부에 전극 조립체(50)를 집어넣고, 파우치(90)의 상하 좌우 네 둘레부 중에서 상하측 둘레부와 좌측 또는 우측 둘레부를 먼저 열간 실링 방식으로 융착 접합한다.In other words, the electrode assembly 50 is inserted into the pouch 90 so that the pouch 90 covers both sides of the electrode assembly 50, and the upper and lower circumferential portions of the upper and lower circumferences of the pouch 90, Or the right peripheral portion is fused and bonded in a hot sealing manner.

그러면, 파우치(90)의 좌측 또는 우측 둘레부가 밀봉되는 한편 파우치(90)의 상단 둘레부에서 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)와 마주하는 부분은 미리 부착되어 있던 탭테이프(70)에 의해 일체로 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)와 융착되는 방식으로 밀봉 접합될 수 있게 된다. 즉, 탭테이프(70)를 매개로 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)에 파우치(90)를 보다 견고하게 융착 접합할 수 있으므로, 양극 및 음극리드 단자(34)와 파우치(90) 사이의 밀봉성을 더욱 높일 수 있는 것이다.A portion of the upper end of the pouch 90 facing the cathode lead terminal 44 and the cathode lead terminal 34 is sealed with a tap tape 70 The anode lead terminal 44 and the cathode lead terminal 34 are fusion-bonded together in a manner such that they are integrally bonded to the cathode lead terminal 44 and the cathode lead terminal 34. [ That is, since the pouch 90 can be more firmly welded to the cathode lead terminal 44 and the cathode lead terminal 34 via the tap tape 70, the anode lead terminal 34 and the pouch 90 ) Can be further enhanced.

한편, 본 발명의 이차전지를 구성하는 부분인 파우치(90)의 전체 둘레부 중에서 한쪽의 둘레부는 실링처리하지 않고 개방부를 형성한 상태에서 전해액을 주입하고, 이차전지에 충방전을 완료한 다음, 전지 내부의 가스를 제거 후 여분의 파우(90)를 잘라낸 후, 파우치(90)의 나머지 부분을 실링 처리한다. 이차전지에 충방전 작업시에 가스 등이 발생하여 파우치(90)의 내부에 차게 되고, 파우치(90)가 이로 인해 부풀어 오르는데, 파우치(90) 내부의 여유공간으로 가스가 모이면, 이후 가스 제거(degassing) 작업을 통해 내부 가스를 빼내고 여유분 파우치(90)를 잘라낸 후, 파우치(90)의 나머지 개방부를 열간 실링 등의 방식으로 밀봉 처리하면 되는 것이다.On the other hand, one of the peripheral portions of the pouch 90, which is a part of the secondary battery of the present invention, is filled with an electrolyte in a state in which an opening is formed without sealing, After the gas inside the battery is removed, the excess pouch 90 is cut out, and then the remaining part of the pouch 90 is sealed. When the secondary battery is charged and discharged, gas or the like is generated and charged inside the pouch 90, causing the pouch 90 to swell. When the gas is collected into the free space inside the pouch 90, The inner gas is taken out through a degassing operation, the extra pouch 90 is cut out, and the remaining opening of the pouch 90 is sealed by a method such as hot sealing.

이때, 본 발명에서는 음극판(30)의 일측과 양극판(40)의 일측에 형성하는 펀칭홈의 간격(g)을 이송 방향을 따라 갈수록 점차적으로 넓혀주어 전극탭(32,42)의 거리가 점차적으로 길어지도록 형성한 다음, 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 적층체(S)를 와인딩하여 일측부에 복수개의 전극탭(32,42)들이 적층 구비된 전극 조립체(50)를 형성하게 된다.At this time, in the present invention, the spacing g of the punching grooves formed on one side of the anode plate 30 and one side of the anode plate 40 is gradually widened along the conveying direction so that the distance between the electrode tabs 32 and 42 gradually increases And the electrode assembly 50 having a plurality of electrode tabs 32 and 42 stacked on one side thereof is formed by winding the laminate S of the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate.

이때, 펀칭장치로 공급되는 양극판(40)과 음극판(30)의 이송 속도를 점차적으로 높여줌으로써 음극판(30)의 일측과 양극판(40)의 일측에 형성하는 펀칭홈의 간격(g)을 이송 방향을 따라 갈수록 점차적으로 넓혀주고, 이로 인해, 전극탭(32,42)들 사이의 거리가 점차적으로 길어지도록 형성할 수 있게 된다. 따라서 이송속도 조절에 의해, 와인딩시 음극/양극 전극 및 세퍼레이터 두께 만큼 탭(32,42) 위치가 어긋나는 것을 보상할 수 있게 된다.At this time, by gradually increasing the feeding speed of the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 supplied to the punching device, the interval g of the punching grooves formed on one side of the negative electrode plate 30 and one side of the positive electrode plate 40 So that the distance between the electrode tabs 32 and 42 can be gradually increased. Therefore, by adjusting the feeding speed, it is possible to compensate for the displacement of the positions of the tabs 32, 42 by the thickness of the cathode / anode electrode and the separator during winding.

다시 말해, 적층체(S)를 와인딩(권취)하여 전극 조립체(50)를 만들면, 점차적으로 전극 조립체(50)의 두께가 점점 두꺼워지고, 전극 조립체(50)의 두께가 점점 두꺼워짐에 따라 개별 전극탭(32,42)이 옆으로 조금씩 어긋난 상태로 적층되는데, 이러한 와인딩 작업에 의해 전극 조립체(50)를 만들기 이전에 양극판(40)의 개별 전극탭(42)과 음극판(30)의 개별 전극탭(32) 사이의 간격(g)을 점차적으로 넓혀지도록 미리 맞춰 줌으로써 전극의 두께만큼 개별 전극탭(32,42)들이 서로 옆으로 조금씩 어긋난 상태로 적층되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 즉, 전극탭(32,42)들이 옆으로 어긋나지 않고 똑바로 정렬된 상태로 적층될 수 있는 것이다.In other words, when the electrode assembly 50 is made by winding (winding) the laminate S, as the thickness of the electrode assembly 50 gradually becomes thicker and the thickness of the electrode assembly 50 becomes thicker, The individual electrode tabs 42 of the positive electrode plate 40 and the individual electrode tabs 42 of the negative electrode plate 30 before the electrode assembly 50 is formed by such winding operation, It is possible to prevent the individual electrode tabs 32 and 42 from being laminated in a state of being slightly deviated laterally by the thickness of the electrode by adjusting the gap g between the tabs 32 to be gradually widened. That is, the electrode tabs 32 and 42 can be stacked in a state in which the electrode tabs 32 and 42 are aligned without being shifted sideways.

도 2는 적층체(S) 와인딩 작업 이전에 전극 조립체(50)의 두께를 감안하여 양극판(40)과 음극판(30)의 각각의 전극탭(42)들과 전극탭(32)들 사이의 간격(g)을 점차적으로 넓어지도록 형성한 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 적층체(S) 와인딩 작업에 의해 전극 조립체(50)를 형성하였을 때, 각 전극탭(32,42)들이 옆으로 어긋나지 않고 일렬로 정렬된 상태로 적층된 것을 보여주는 도면이다.2 is a graph showing the relationship between the distance between each of the electrode tabs 42 and the electrode tabs 32 of the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 in consideration of the thickness of the electrode assembly 50 prior to the operation of winding the laminate S, 5 shows a state in which the electrode tabs 32 and 42 are laterally shifted when the electrode assembly 50 is formed by the winding process of the layered product S, And are stacked in a state aligned in a line.

따라서, 각각의 전극탭(32,42)들이 적층 와인딩 작업에 의해 조금씩 위치가 틀어지는 현상 없이 제 위치에서 적층되므로, 전극탭(32,42) 부분의 용접 안정성이 더욱 확실하게 확보되어 전기 이동성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 이차전지 제조방법에 의해 도 7에 도시된 이차전지를 만들 수 있게 된다. 본 발명에 의한 세로 방향 일측단 위치에 복수개의 전극탭(32,42)이 구비된 음극판(30)과 세로 방향 일측단 위치에 복수개의 전극탭(32,42)이 구비된 양극판(40) 사이에 세퍼레이터(10)를 개재시키고, 이들을 와인딩 작업을 통해 권취된 형상으로 구성한 전극 조립체(50)와, 이러한 전극 조립체(50)의 세로 방향 일측단에 구비되어 양극리드 단자(44)와 음극리드 단자(34)가 각각 접합되도록 된 전극탭(32,42)을 포함하여 구성되며, 이러한 전극 조립체(50)를 파우치(90)에 의해 밀봉 처리하여 구성될 수 있다.
Therefore, since each of the electrode tabs 32 and 42 is laminated in place without being slightly displaced by the multilayer winding operation, the welding stability of the electrode tabs 32 and 42 can be securely secured, . The secondary battery manufacturing method of the present invention makes it possible to manufacture the secondary battery shown in FIG. A negative electrode plate 30 having a plurality of electrode tabs 32 and 42 at one longitudinal side end position and a plurality of positive electrode plates 40 having a plurality of electrode tabs 32 and 42 at one longitudinal side position And a separator 10 interposed between the positive electrode lead terminal 44 and the negative electrode lead terminal 44. The electrode assembly 50 is wound around the electrode assembly 50 by a winding process. And electrode tabs 32 and 42 to which the electrode assembly 50 and the electrode assembly 34 are bonded. The electrode assembly 50 may be sealed by a pouch 90.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. The specific embodiments of the present invention have been described above. It is to be understood, however, that the scope and spirit of the present invention is not limited to these specific embodiments, and that various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. If you have, you will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.

10. 세퍼레이터 20. 맨드릴
30. 음극판 32. 전극탭
40. 양극판 42. 전극탭10. Separator 20. Mandrel
30. Negative electrode plate 32. Electrode tab
40. Bipolar plate 42. Electrode tab

Claims (5)

음극판(30)과 양극판(40)의 와인딩 방향과 직교하는 양단부 중에서 적어도 하나의 단부에 복수개의 전극탭(32,42)을 간격이 확보되도록 형성하는 단계;
상기 음극판(30)을 기준으로 상하부에 세퍼레이터(10)를 배치하고 상측 세퍼레이터(10)의 위쪽이나 하측 세퍼레이터(10)의 아래쪽에는 상기 양극판(40)을 배치하는 단계;
상기 세퍼레이터(10)와 상기 양극판(40) 및 상기 음극판(30)을 와인딩시켜서 상기 음극판(30)과 상기 양극판(40) 및 상기 세퍼레이터(10)가 적층됨과 동시에 상기 복수개의 전극탭(32,42)이 적층된 구조의 전극 조립체를 형성하는 과정;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
Forming a plurality of electrode tabs (32, 42) on at least one end of both ends of the negative electrode plate (30) and the positive electrode plate (40) perpendicular to the winding direction so as to secure a gap therebetween;
Disposing the separator (10) at upper and lower portions with respect to the negative electrode plate (30) and disposing the positive electrode plate (40) above the upper separator (10) and below the lower separator (10);
The negative electrode plate 30 and the positive electrode plate 40 and the separator 10 are laminated by winding the separator 10, the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 so that the plurality of electrode tabs 32 and 42 And forming an electrode assembly having a stacked structure of the electrode assembly and the electrode assembly.
제1항에 있어서,
상기 전극탭(32,42)은 상기 양극판(40)과 상기 음극판(30)이 와인딩되기 이전에 미리 형성되도록 하고, 상기 전극탭(32,42)이 미리 구비되어 있는 상기 양극판(40)과 상기 음극판(30)을 상기 세퍼레이터(10)와 함께 와인딩하여 상기 전극 조립체를 만들도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
The method according to claim 1,
The electrode tabs 32 and 42 are formed before the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 30 are wound and the positive electrode plate 40 and the negative electrode plate 40, And winding the negative electrode plate (30) together with the separator (10) to form the electrode assembly.
제2항에 있어서,
상기 음극판(30)과 상기 양극판(40) 및 상기 두 장의 세퍼레이터(10)를 롤 형태로 감은 상태에서 맨드릴(20)에 연결한 다음, 상기 맨드릴(20)을 회전시켜서 상기 음극판(30)과 상기 세퍼레이터(10)와 상기 양극판(40) 및 다른 세퍼레이터(10)가 적층 권취됨과 동시에 상기 복수개의 전극탭(32,42)이 적층 권취된 구조의 전극 조립체를 만드는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
3. The method of claim 2,
The negative electrode plate 30 and the positive electrode plate 40 and the two separators 10 are wound in the form of a roll and connected to the mandrel 20 and then the mandrel 20 is rotated to rotate the negative electrode plate 30, Wherein an electrode assembly having a structure in which the separator (10), the positive electrode plate (40) and another separator (10) are laminated and wound together and the plurality of electrode tabs (32, 42) are laminated and wound is made.
제1항에 있어서,
상기 음극판(30)과 상기 양극판(40)에 형성되는 전극탭(32,42) 사이의 거리는 점점 더 길어지도록 형성하여, 상기 세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 적층체(S)를 와인딩하여 상기 적층체(S)가 와인딩되는 방향과 직교하는 양단부 중에서 적어도 하나의 단부에 배치된 상기 복수개의 전극탭(32,42)들이 동일 위치에 적층된 구조의 상기 전극 조립체(50)를 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
The method according to claim 1,
The distance between the negative electrode plate 30 and the electrode tabs 32 and 42 formed on the positive electrode plate 40 is made longer so that the laminate S of the separator / negative electrode plate / separator / positive electrode plate is wound, The electrode assembly 50 having a structure in which the plurality of electrode tabs 32 and 42 disposed at at least one end of the body S are wound at the same position are formed By weight.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 의해 제조된 이차전지.A secondary battery produced by any one of claims 1 to 4.
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