KR20170108261A - 전극 탭이 장착되어 있는 두루마리형 용접 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형 전지셀에 외부 전극 탭을 용접하기 위한 용접 부재로서, 상향 개방된 구조의 복수의 탭 안착부들, 상기 탭 안착부들 각각에 탑재된 용접용 전극 탭들, 및 상기 탭 안착부들 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 구조로 이루어져 있고, 상기 탭 안착부의 하단 중앙에는 용접을 위한 관통구가 천공되어 있으며, 일측 단부 부위부터 권출(unwind)되면서 취출되는 두루마리 형태의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 부재를 제공한다.

Description

전극 탭이 장착되어 있는 두루마리형 용접 부재 {Scroll-Typed Welding Member Having Electrode Tab Mounted thereon}

본 발명은 전극 탭이 장착되어 있는 두루마리형 용접 부재에 대한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 리튬 이차전지는, 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중, 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.

전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중, 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.

최근에는 디바이스의 형태가 다양화 됨에 따라, 길고 가느다란 형태의 초소형 이차전지가 개발되고 있는 바, 젤리-롤형 전극조립체가 원통형 전지케이스에 내장된 형태로 이루어져 있다.

상기 초소형 이차전지를 외부 디바이스와 연결하기 위하여, 전지셀의 전극 단자와 외부 전극 탭의 연결이 필요한 바, 상기 전극 탭의 연결은 용접 등에 의해 이루어 지며, 용접 방법으로는 초음파 용접, 저항 용접 또는 레이저 용접 등을 이용할 수 있다.

그러나, 초소형 이차전지는 전지셀의 크기가 매우 작기 때문에, 전지셀을 고정한 후, 전극 단자에 대한 탭 위치 조절 및 각도 보정하는 과정, 및 탭의 이송 및 전극과 탭을 밀착시키는 과정 등에서 탭이 손상될 가능성이 증가하는 문제가 있다.

또한, 외부 탭의 디자인이 변경하는 경우 유연하게 대응하기 어렵고, 용접 시의 오염 방지 및 이에 대한 관리가 필요하다.

따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 상향 개방된 구조의 탭 안착부들에 탑재된 용접용 전극 탭들 및 상기 탭 안착부들 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 구조로 이루어진 두루마리 형태의 용접 부재를 사용하는 경우, 용접을 위해 외부 탭을 별도로 분리할 필요가 없으므로, 외부 탭의 위치 및 각도 조절 과정에서 외부 탭이 손상되는 것을 방지할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접 부재는, 원통형 전지셀에 외부 전극 탭을 용접하기 위한 용접 부재로서, 상향 개방된 구조의 복수의 탭 안착부들, 상기 탭 안착부들 각각에 탑재된 용접용 전극 탭들, 및 상기 탭 안착부들 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 구조로 이루어져 있고, 상기 탭 안착부의 하단 중앙에는 용접을 위한 관통구가 천공되어 있으며, 일측 단부 부위부터 권출(unwind)되면서 취출되는 두루마리 형태의 구조로 이루어져 있다.

이와 같이, 복수의 전극 탭들이 탭 안착부들 각각에 탑재된 상태로 권취되어 있는 두루마리 형태의 용접 부재를 사용하여, 전지 케이스의 전극 단자에 전극 탭을 용접하는 경우, 고정되어 있는 전극 탭과 전극 단자 간에 용접이 이루어지기 때문에, 종래에 분리된 상태의 전극 탭을 사용함으로써 전극 탭의 위치 및 각도 조절의 과정이 필요했던 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 종래에는 전극 탭을 취출하여 전지케이스에 접촉하고 가압하여 용접을 하는 일련의 과정 속에서 탭이 손상될 가능성이 많았으나, 용접 부재에 고정된 전극 탭을 이용하기 때문에 상기와 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 탭 안착부의 하단부에는 용접을 위한 관통구가 천공되어 있으며, 상기 관통구의 크기는 용접을 위한 전극 단자 부분에 상응하는 크기인 바, 용접시 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있고, 오염 방지를 위한 유지 관리의 필요가 없어 편의성을 향상시킬 수 있다.

상기 원통형 전지셀은, 직경이 매우 작고 상대적으로 길이가 길어서 전체적으로 가느다란 형상으로 이루어진 초소형 전지셀일 수 있는 바, 예를 들어, 평균 직경이 3 mm 내지 10 mm이고 높이가 10 mm 내지 50 mm인 크기로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 매우 작고 가느다란 형상의 전지셀에 외부 전극 탭을 용접하는 경우, 전지셀의 고정 및 전극 탭의 위치 선정 등에 더 큰 어려움이 따르기 때문에 상기와 같은 구조의 용접 부재를 사용하는 경우, 공정상의 어려움을 해결할 수 있다.

상기 용접 방법은, 전극 단자와 전극 탭 간의 안정적인 결합 강도를 유지할 수 있다면 그 방법을 특별히 한정할 필요는 없으나, 초소형 전지셀에 대한 용접인 점을 고려할 때, 정밀한 용접이 가능한 레이저 용접을 이용하는 것이 바람직하다.

다만, 초소형 전지셀의 경우 전극 단자의 크기가 매우 작기 때문에, 용접 과정에서 전극 탭의 위치가 이동할 수 있다. 이에, 상기 연결부에서 탭 안착부에 인접한 부위에는, 용접 과정에서 전극 탭의 이탈을 방지하기 위한 측벽이 형성될 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 용접 부재에 탑재된 전극 탭은 전지셀에 용접된 후에 용접 부재에서 분리되는 구조인 바, 전극 탭의 분리를 용이하게 하기 위하여 탭 안착부와 탭 간에 약간의 유격이 있는 것이 바람직하다. 따라서, 용접 부재의 길이방향에서 상기 탭 안착부의 폭은 전극 탭의 폭보다 상대적으로 큰 구조일 수 있다. 또한, 상기 전극 탭 안착부의 폭과 수직으로 접하는 탭 안착부의 길이는, 이와 평행하게 위치하는 전극 탭의 길이와 같거나, 또는 상대적으로 긴 구조일 수 있다.

한편, 상기 탭 안착부의 깊이는 전극 탭을 안정적으로 위치하기 위하여 전극 탭의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 탭 안착부의 깊이가 너무 깊게 형성되는 경우에는, 전지셀의 전극단자와 전극 탭의 접촉이 용이하게 이루어지기 어려운 바, 상기 탭 안착부의 깊이는 전지셀의 돌출형 전극단자의 높이보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

상기 탭 안착부 하단에서, 관통구를 제외한 부분은 용접시 전지셀의 비용접 부분이 손상되는 것을 방지할 필요가 있는 바, 상기 탭 안착부의 두께는 0.01 mm 내지 0.2 mm일 수 있고, 상세하게는 0.05 mm 내지 0.01 mm일 수 있다. 상기 탭 안착부의 두께가 0.01 mm 보다 얇을 때에는 용접시 안정성이 문제될 수 있고, 0.2 mm보다 두꺼울 경우에는, 동일한 길이의 용접 부재를 두루마리 형태로 권취시 전체적인 두께가 증가하여 보관 및 관리가 어려울 수 있으므로 바람직하지 않다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 탭 안착부의 하단 중앙에 형성되는 관통구는, 관통구에 전극단자가 위치하도록 탭 안착부에 전지셀을 고정한 후 용접하는 과정에서, 전극단자와 관통구의 위치관리를 용이하게 하기 위하여 탭 안착부들의 동일한 부분에 형성되는 것이 바람직한 바, 상기 관통구는 용접 부재의 길이방향에 평행하게 형성될 수 있다.

한편, 전지셀과 관통구 사이에 전극 탭이 위치하는 점을 고려할 때, 용접방향에서 전극단자의 용접부가 보이지 않는 바, 용이한 용접을 위하여 상기 관통구의 크기는 전지셀의 전극 단자가 위치하는 용접부보다 상대적으로 크게 형성되고, 전극 탭이 관통구를 통해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 전극 탭의 폭보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

상기 전극 단자는 전지셀의 음극 단자 또는 양극 단자일 수 있는 바, 전지셀의 위치를 이동하지 않고, 전지셀이 고정된 상태에서 음극 단자 및 양극 단자 모두에 용접이 이루어질 수 있으며, 또는, 양극 단자 또는 음극 단자 가운데 어느 하나의 전극 단자에 전극 탭을 용접한 후, 나머지 전극 단자가 관통구 상에 위치하도록 전지셀을 이동한 후, 상기 나머지 전극 단자에 용접이 이루어질 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 탭 안착부에 탑재된 전극 탭은 전지셀에 부착된 후 용접 부재에서 분리되는 바, 상기 탭 안착부에 다시 새로운 전극 탭을 탑재한 후 재사용하지 않는다. 즉, 상기 용접 부재는 1회용인 바, 전극 탭이 이탈된 탭 안착부가 오염되는 것을 방지하기 위해 별도의 유지 관리의 필요성이 없다.

본 발명은, 상기 용접 부재를 이용하여 제조되는 전지셀 및, 상기 전지셀을 포함하는 전지팩을 제공한다.

구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 상세한 예로는, 모바일 전자기기(mobile device), 웨어러블 전자기기(wearable device), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 스마트 패드(smart pad) 또는 데스크-탑 컴퓨터(desk-top computer) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명은 또한, 상기 용접 부재를 이용하여 원통형 전지셀을 용접하는 방법을 제공하는 바, 구체적으로 상기 전지셀 용접 방법은

(a) 전지셀의 전극 단자가 전극 탭에 접촉할 수 있도록 탭 안착부에 전지셀을 위치시키는 과정;

(b) 전지셀을 그립퍼(gripper)로 고정하는 과정;

(c) 고정된 전지셀을 전극 탭 쪽으로 가압하는 과정; 및

(d) 탭 안착부의 관통구를 통해 전극 탭을 전지셀의 전극 단자에 용접하는 과정으로 이루어져 있다.

상기 원통형 전지셀은 직경은 매우 작고 길이는 긴 형태로서 전체적으로 가느다란 형상으로 이루어진 구조일 수 있는 바, 안정적인 용접을 위하여 전지셀을 고정하는 과정이 필요하다. 또한, 용접부의 접착력을 높이기 위하여 전지셀을 전극 탭 방향으로 가압하는 과정이 필요하다.

상기 과정(b)와 과정(c)는 독립된 구조의 그립퍼 및 가압부재를 각각 사용하여 순차적으로 수행될 수 있으며, 또는 예를 들어, 전지셀의 전극 단자 형성부를 제외한 외표면을 감싸는 구조로 이루어져 전지셀의 고정과 가압이 동시에 가능한 부재를 사용하는 경우에는 과정(b)와 과정(c)가 동시에 수행될 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(d)는, 상기 관통구의 크기가 양극 단자 또는 음극 단자 중 어느 하나의 전극 단자만을 포함하는 경우로서, 양극 단자 또는 음극 단자 중 어느 하나의 전극 단자에 용접을 수행하고, 전지셀의 가압을 해제한 후, 다른 전극 단자와 관통구가 일치하도록 전지셀의 이동 및 재가압을 수행하여, 상기 다른 전극 단자에 대한 용접이 이루어질 수 있는 바, 관통구와 양극 단자 또는 음극 단자의 위치가 일치하도록 전지셀의 위치를 조정하는 것을 포함할 수 있다.

다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(d)는, 상기 관통구의 크기가 양극 단자와 음극 단자 형성 부분을 모두 포함할 정도로 크게 형성되는 경우로서, 전극 단자들과 관통구가 일치하도록 전지셀을 이동하지 않고, 전지셀을 고정한 상태에서, 전지셀의 양극 단자 및 음극 단자 각각에 용접이 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 부재는 탭 안착부에 외부 전극 탭이 탑재된 구조이고, 이와 같이 고정된 전극 탭을 이용하여 전지케이스에 대한 용접이 이루어지는 바, 별도로 분리된 전극 탭을 사용하지 않기 때문에 전극 단자에 대한 탭의 위치 조절 과정 및 탭의 이송 과정 등을 생략할 수 있어, 전극 탭이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 탭 안착부의 하단부에 천공된 관통구를 통해 용접을 하기 때문에, 전지셀의 전극 단자를 제외한 부분은 탭 안착부에 의해 가려져서 용접시 이물질의 오염 방지 및 유지관리의 편의성을 제공할 수 있다.

도 1은 하나의 실시예에 따른 용접 부재를 상면에서 바라본 사시도이다;
도 2는 도 1의 용접 부재의 측면 모식도이다;
도 3은 도 2에 전지셀이 위치한 상태를 나타낸 측면 모식도이다;
도 4는 도 3의 전지셀을 가압하는 상태를 나타낸 측면 모식도이다;
도 5는 도 1의 용접 부재의 평면 모식도이다;
도 6은 도 1의 용접 부재를 하면에서 바라본 사시도이다;
도 7은 도 1의 용접 부재의 저면 모식도이다;
도 8은 하나의 실시예에 따른 도 1의 용접 부재 일부 및 이에 전지셀을 고정하고 가압하며 용접을 수행하는 상태를 나타낸 모식도이다; 및
도 9는 다른 하나의 실시예에 따른 도 1의 용접 부재 일부 및 이에 전지셀을 고정하고 가압하며 용접을 수행하는 상태를 나타낸 모식도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 부재를 상면에서 바라본 사시도를 모식적으로 도시하고 있고, 도 2는 상기 용접 부재의 측면도를 모식적으로 도시하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 용접 부재는 일측 끝단(도시하지 않음)이 권취된 구조의 두루마리 형태의 구조로서, 권출되는 타측 단부(110) 부위에서부터 순차적으로 용접이 이루어지며, 도 1에서는 3개의 탭 안착부를 도시하고 있다.

구체적으로, 용접 부재는 상향 개방된 구조의 탭 안착부들(111, 121, 131), 탭 안착부들(111, 112, 113) 각각에 탑재된 용접용 전극 탭들(131, 132, 133), 및 탭 안착부들(111, 112, 113) 사이를 연결하는 연결부들(141, 142, 143, 144)을 포함하고 있다.

탭 안착부들(111, 112, 113)의 하단(121, 122, 123) 중앙에는 용접을 위한 관통구(도시하지 않음)가 천공되어 있으며, 연결부들(141, 142, 143, 144)에서 탭 안착부에 인접한 부위에는, 용접 과정에서 전극 탭의 이탈을 방지하기 위한 측벽들(151, 152, 153, 154, 155, 156)이 형성되어 있다.

측벽들(151, 152, 153, 154, 155, 156)은 연결부의 폭보다 좁으며 탭 안착부의 깊이와 상응하는 높이로 도시되어 있으나, 전극 탭의 이탈을 방지하고자 하는 목적과, 두루마리 형태의 용접 부재인 점을 고려할 때, 측벽의 폭은 연결부의 폭보다 좁은 것이 바람직하고, 연결부를 기준으로 상향 돌출된 형상의 기둥들이 복수 개 이격되어 위치하는 구조일 수도 있다. 또한, 측벽들의 높이는 탭 안착부의 깊이를 고려하여, 탭 안착부가 깊은 경우에는 상대적으로 낮은 높이일 수 있고, 탭 안착부가 낮은 경우에는 상대적으로 높게 형성될 수 있다.

각각의 탭 안착부들(111, 112, 113)에는 전극 탭들(131, 132, 133)이 한 개씩 탑재되어 있는 바, 전극 탭들(131, 132, 133)은 전지셀에 용접된 후 용접 부재로부터 이탈된다. 이에, 전극 탭들의 용이한 이탈을 위하여, 탭 안착부의 폭(w2)은 전극 탭들(131, 132, 133)의 폭(w1)보다 상대적으로 크게 형성되어 있다.

도 3은 도 2의 용접 부재에 전지셀이 위치한 상태를 모식적으로 도시하고 있고, 도 4는 도 3의 전지셀을 가압하는 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전지셀들(181, 182, 183)은 전극단자(191, 192, 193)가 전극 탭(131, 132, 133)과 접하도록 지면과 수직인 상태로 위치하고 있으며, 전지셀들의 전극 단자가 형성된 면의 대향면에는 가압 부재(191, 192, 193)가 화살표 방향으로 전지셀을 가압하고 있는 바, 전지셀의 전극단자와 전극 탭이 완전히 밀착되도록 할 수 있다. 따라서, 탭 안착부 하면(121, 122, 133) 중앙에 형성된 관통구(도시하지 않음)를 통해, 전극 탭(131, 132, 133)과 전극단자(191, 192, 193)가 결합하도록 용접할 수 있다.

탭 안착부는 상향 개방된 구조로서, 하향으로 돌출된 구조로 이루어져 있다. 탭 안착부의 깊이(a)는 전극 탭(131, 132, 133)의 안정적인 안착을 고려할 때 전극 탭(131, 132, 133)의 두께(b)보다 큰 것이 바람직하다. 그러나, 전극 단자들(191, 192, 193)과 전극 탭이 안정적으로 결합되어야 하는 바, 탭 안착부의 깊이(a)는 전지셀의 전극단자(191, 192, 193)의 높이보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

전지셀들(181, 182, 183)은 평균 직경이 3 mm 내지 10 mm이고 높이가 10 mm 내지 50 mm인 크기로 이루어진 원통형 전지셀인 바, 전체적으로 가늘고 길죽한 구조로 이루어져 있다.

도 5는 도 1의 용접 부재의 평면도를 모식적으로 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 탭 안착부들(121, 122, 123)을 연결하는 연결부는 탭 안착부와 인접한 부분에 측벽들(151, 152, 153, 154, 155, 156)이 형성되어 있으며, 각각의 탭 안착부들(121, 122, 123)에는 전극 탭들(131, 132, 133)이 한 개씩 탑재되어 있는 바, 전극 탭들(131, 132, 133)의 폭(w1)은 탭 안착부의 폭(w2)보다 작고, 전극 탭들의 길이(a1)는 탭 안착부의 길이(a2)보다 작게 도시되어 있다. 그러나, 전극 탭의 폭(w1)은 탭 안착부의 폭(w2)보다 작은 범위 내에서, 전극 탭의 길이(a1)는 탭 안착부의 길이(a2)와 동일하게 형성될 수 있다.

도 6은 도 1의 용접 부재를 하면에서 바라본 사시도를 모식적으로 도시하고 있으며, 도 7은 도 1의 용접 부재의 저면도를 모식적으로 도시하고 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 각각의 탭 안착부들(121, 122, 123)의 하면에는 용접용 관통구(161, 162, 163)가 1개씩 형성되어 있는 바, 관통구(161, 162, 163)를 통해 탭 안착부에 위치한 전극 탭(131, 132, 133)의 하면이 노출된다. 이와 같이 노출된 전극 탭을 향하여 용접이 이루어질 수 있는 바, 안정적으로 고정된 전극 탭을 이용하기 때문에 공정의 편의성 및 효율성이 향상될 수 있다.

관통구(161, 162, 163)의 형상은 원형으로 도시되어 있으나, 전지셀에 대한 전극 탭의 용접을 위해 적절한 형상이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 타원형, 다각형 또는 슬릿형으로 이루어진 형상일 수 있다.

이 때, 탭 안착부 하면의 중앙에 형성되어 있는 관통구들(161, 162, 163)은. 관통구의 중심이 용접 부재의 길이 방향에 평행한 일직선 상에 오도록 이루어져 있다.

관통구(161, 162, 163)를 통하여 전지셀의 위치가 보이지 않는 바, 용이한 용접을 위하여, 관통구의 크기는 전지셀의 전극 단자가 위치하는 용접부보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우, 양극 단자 및 음극 단자 각각에 용접을 하더라도 전지셀을 이동하지 않은 상태에서 서로 다른 전극단자에 용접을 할 수 있다. 또한, 관통구의 크기는 관통구를 통해 전극 탭이 이탈하는 것을 방지하기 위하여 전극 탭의 폭보다 상대적으로 작은 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9는 도 1의 용접 부재 일부와 이에 전지셀을 고정한 상태에서 가압하여 용접을 수행하는 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

도 8을 참조하면, 전지셀(281)은 도 3의 전지셀들(181, 182, 183)과 같이 전극단자(282)가 전극 탭(231)과 접하도록 지면과 수직인 상태로 위치하고 있으며, 전지셀들의 전극단자(282)가 형성된 면의 대향면에는 가압 부재(291)가 화살표 방향으로 전지셀을 가압하고 있으며, 전지셀의 위치 및 각도를 고정하기 위한 고정 부재(292)가 전지셀의 측면을 지지하고 있다.

이와 같이, 가압 부재(291)와 고정 부재(292)가 분리되어 있는 구조인 경우에는, 전지셀을 고정하는 과정과 가압하는 과정이 순차적으로 이루어지게 된다.

도 9를 참조하면, 전지셀(381)은 도 3의 전지셀들(181, 182, 183)과 같이 전극단자(382)가 전극 탭(331)과 접하도록 지면과 수직인 상태로 위치하고 있으며, 전지셀들의 전극단자(382)가 형성된 면의 대향면에는 전지셀의 끝단부를 포함한 측면을 감싸는 구조의 가압 부재(391)가 전지셀을 고정하면서, 화살표 방향으로 전지셀을 가압하고 있다.

이와 같이, 가압 부재(391)가 전지셀을 고정하는 역할을 동시에 수행하는 경우에는, 전지셀의 고정 과정과 가압 과정이 동시에 이루어질 수 있다. 따라서, 용접 과정에 필요한 부재의 종류를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 용접 시간도 단축할 수 있어 생산력이 향상될 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

1. 원통형 전지셀에 외부 전극 탭을 용접하기 위한 용접 부재로서,
   상향 개방된 구조의 복수의 탭 안착부들, 상기 탭 안착부들 각각에 탑재된 용접용 전극 탭들, 및 상기 탭 안착부들 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 구조로 이루어져 있고;
   상기 탭 안착부의 하단 중앙에는 용접을 위한 관통구가 천공되어 있으며;
   일측 단부 부위부터 권출(unwind)되면서 취출되는 두루마리 형태의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 부재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원통형 전지셀은 평균 직경이 3 mm 내지 10 mm이고 높이가 10 mm 내지 50 mm인 크기를 가진 것을 특징으로 하는 용접 부재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 용접은 레이저 용접인 것을 특징으로 하는 용접 부재.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부에서 탭 안착부에 인접한 부위에는, 용접 과정에서 전극 탭의 이탈을 방지하기 위한 측벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용접 부재.
5. 제 1 항에 있어서, 용접 부재의 길이방향에서 상기 탭 안착부의 폭은 전극 탭의 폭보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 용접 부재.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 탭 안착부의 깊이는 전극 탭의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 용접 부재.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 탭 안착부의 깊이는 전지셀의 돌출형 전극단자의 높이보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 용접 부재.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 탭 안착부의 두께는 0.01 mm 내지 0.2 mm인 것을 특징으로 하는 용접 부재.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 용접 부재의 길이방향에 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용접 부재.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구의 크기는 전지셀의 전극 단자가 위치하는 용접부보다 상대적으로 크고 전극 탭의 폭보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 용접 부재.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 전극 단자는 음극 단자 또는 양극 단자인 것을 특징으로 하는 용접 부재.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 용접 부재는 1회용인 것을 특징으로 하는 용접 부재.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 하나에 따른 용접 부재를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 전지셀.
14. 제 13 항에 따른 전지셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
15. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 하나에 따른 용접 부재를 이용하여 원통형 전지셀을 용접하는 방법으로서,
    (a) 전지셀의 전극 단자가 전극 탭에 접촉할 수 있도록 탭 안착부에 전지셀을 위치시키는 과정;
    (b) 전지셀을 그립퍼(gripper)로 고정하는 과정;
    (c) 고정된 전지셀을 전극 탭 쪽으로 가압하는 과정; 및
    (d) 탑 안착부의 관통구를 통해 전극 탭을 전지셀의 전극 단자에 용접하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 용접 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 과정(b)와 과정(c)가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 전지셀 용접 방법.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 과정(d)는 관통구와 양극 단자 또는 음극 단자의 위치가 일치하도록 전지셀의 위치를 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 용접 방법.
18. 제 15 항에 있어서, 상기 과정(d)는 전지셀을 고정한 상태에서, 전지셀의 양극 단자 및 음극 단자 각각에 용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지셀 용접 방법.

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