KR20180056959A - 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법 - Google Patents

용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180056959A
KR20180056959A KR1020160154948A KR20160154948A KR20180056959A KR 20180056959 A KR20180056959 A KR 20180056959A KR 1020160154948 A KR1020160154948 A KR 1020160154948A KR 20160154948 A KR20160154948 A KR 20160154948A KR 20180056959 A KR20180056959 A KR 20180056959A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
electrode
electrode lead
information
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020160154948A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102254508B1 (ko
Inventor
김수영
김종훈
신병진
하정민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160154948A priority Critical patent/KR102254508B1/ko
Publication of KR20180056959A publication Critical patent/KR20180056959A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102254508B1 publication Critical patent/KR102254508B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M2/26—
    • H01M2/344—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/598—Guarantee labels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2201/36—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/54—

Abstract

본 발명은 용접 정보가 표시된 이차전지 제조 방법으로서, 상기 이차전지 제조 방법은 전극조립체의 전극 탭들과 전극 리드 용접 이후 전지케이스에 수납되어도, 사용된 용접 정보를 전지케이스에 표시함으로써, 용접 정보를 제공할 수 있는 장점이 있으며, 상기 용접 정보는 부호화 또는 바코드로 표시되므로, 이를 통한 편의성, 정확성, 보안성을 갖춘 정보를 제공하여 공급자 와 피 공급자간의 커뮤니케이션을 원활히 할 수 있으며, 제조과정에서 용접 관련 불량이 발생할 경우 원인 규명에 용이한 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법을 제공한다.

Description

용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법 {Method of Manufacturing Secondary Battery with Welding Information Provided thereon}
본 발명은 이차전지 제조 시, 전극조립체의 전극 탭에 전극 리드의 연결을 위해 사용된 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 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) 등의 동력원으로서도 주목 받고 있으며, 이외에도, 고출력이 요구되는 파워 툴(power tool), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템에도 이용되고 있다.
일반적으로 이차전지는 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다. 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
한편 이차전지는, 복수의 전극들과 분리막으로 구성된 전극조립체가 비수계 전해액과 함께 전지케이스에 내장된 상태에서 전지케이스가 밀봉된 구조를 기본으로 하며, 전기적 연결을 위해 전극조립체에 형성된 전극 탭들이 전극 리드에 결합되고, 이 전극 리드가 전지케이스 내부로부터 외부로 돌출된 구조로 이루어져 있다.
일반적으로 전극 리드와 전극 탭은 니켈, 알루미늄, 구리, 납과 같은 전기전도성의 금속 소재로 이루어지며, 이러한 소재적 특징에 기반하여 금속 융착을 기반으로 하는 용접 또는 솔더링 등의 접합에 의해 전극 리드와 전극 탭이 결합될 수 있다.
특히, 용접의 경우, 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등 다양한 방식이 존재하는데, 이들은 각각 다른 용접 요건, 예를 들어, 저항, 진동, 광원 조사 등을 포함하며, 이러한 요건들은 전극 탭과 전극 리드의 소재에 따라서 상이한 조건으로 적용된다.
이에 따라, 실제 이차전지의 제조 공정에서는 전극 리드와 전극 탭을 구성하는 소재에 적합한 용접 방식과 최적의 용접 조건이 요구되며, 이 조건에 따라 전극 리드와 전극 탭의 용접 품질, 즉, 전극 리드와 전극 탭의 공고한 접합 상태가 결정되는 바, 상기 용접 조건은 이차전지 품질을 결정하는 주요한 요건 중 하나이다.
그럼에도 불구하고, 종래에는 이차전지의 제조에 요구되는 용접 방식, 조건이나 등급 또는 피용접물인 전극 리드와 전극 탭의 소재에 대한 정보가 이차전지 상에 표기되지 않았으며, 이러한 이유로 이차전지의 공급자와 피공급자의 커뮤니케이션이 원활하지 않았고, 이차전지에 대한 애프터서비스 내지 재활용 역시 수월하지 않았다.
또한, 용접 정보에 대한 인식 없이 다양한 디자인의 이차전지들이 대량 생산될 경우에는 용접 방식 또는 용접 조건 착오로 인한 접합 불량이 발생될 수 있으나, 앞선 이유로 그 원인 규명이 명확하게 발견되기 어려워 문제 개선이 쉽지 않았다.
이처럼, 용접 정보에 대한 중요성이 대두되고 있는 바, 이를 해소하기 위한 기술의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 이차전지의 제조에 사용된 용접 정보를 전지케이스에 표시함으로써, 다양한 디자인의 이차전지들을 대량 생산하더라도, 용접 방식이나 용접 조건과 같은 용접 정보를 정확하게 인식하고 데이터화 할 수 있는 이차전지 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 제조 방법은,
전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납된 상태로 밀봉된 구조의 이차전지를 제조하는 방법으로서, (i) 전극조립체의 전극 탭들에 전극 리드를 용접하는 과정; (ii) 상기 과정(i)의 용접 직후, 전극 리드의 적어도 일면에 용접 정보를 표시하는 과정; 및 (iii) 상기 전극조립체가 전지케이스에 밀봉된 상태에서, 전극 리드에 표시되어 있는 용접 정보를 전지케이스 외면에 표시하는 과정;을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지 제조 방법은 이차전지의 제조에 사용된 용접 정보를 전지케이스에 표시함으로써, 다양한 디자인의 이차전지들을 대량 생산하더라도, 용접 방식이나 용접 조건을 정확하게 인식하고 데이터화 할 수 있으며, 용접으로 인한 문제 발생 시, 데이터화된 자료를 토대로 문제에 대한 원인 파악이 용이한 이점을 제공한다.
이러한 이점으로 이차전지의 공급자와 피 공급자가 상기 용접에 관련된 제반 사항을 쉽게 확인할 수 있으며, 이를 토대로 용접에 대한 공정 개선을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 제조 방법은 또한, 전극조립체의 전극 탭과 전극 리드를 용접 하는 과정 직후 용접에 관련된 제반 정보를 전극 리드에 표시하는 바, 제 3 자에게 정확한 용접 정보 제공이 용이하고 이에 기반하여, 용접 정보에 대한 착오 없이, 이를 전지케이스 외면에 표시할 수 있는 점에 주목해야 한다.
상기 과정(i)에서는, 용접 정보가 표시되는 전극 리드의 부위는, 용접 완료 이후에, 용접 정보의 확인이 용이하도록, 전극조립체의 외부로 노출된 전극 리드의 부위일 수 있다.
경우에 따라서는 상기 과정(i)에서, 전극 리드의 일면 또는 타면에는 용접 정보의 적어도 일부 내용이 이미 표시되어 있을 수도 있다.
본 발명에서, 상기 용접 정보는 전극 탭과 전극 리드의 소재에 따른 용접 조건으로써, 용접의 종류, 용접의 형태, 용접의 상태, 용접의 횟수, 용접기의 제조사, 및 용접기의 제품 번호로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 전극 탭과 전극 리드의 소재, 이들의 크기와 두께, 면적, 형태 역시 용접 정보에 포함될 수 있다.
상기 용접의 종류는 아크 용접, 가스 용접, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.
이러한 용접 정보들은, 본 발명에 따른 제조 방법의 반복적 수행이 요구되는 이차전지의 대량 생산의 경우에 특히 유리하다.
구체적으로, 상기 용접 정보를 기반으로, 최적화된 용접 방식과 이에 알맞은 용접 조건을 또 다른 이차전지의 제조 과정에 적용할 수 있으므로, 본 발명의 용접 정보는 모든 이차전지의 용접 품질을 균일하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 만약, 대량 생산된 이차전지들 중 특정 이차전지에 불량이 발생되더라도 기준이 되는 용접 정보와 상이한 용접 정보를 가지는 이차전지를 구분하여 불량 원인을 신속하게 파악할 수 있다.
다만, 전극 리드가 버스 바, 외부 입출력 단자, 또는 다른 이차전지의 전극 리드 등과 전기적으로 연결이 될 수 있는데, 이때 전극 리드가 불순물을 포함하거나 균일하지 않은 표면부를 형성할 시, 접속 저항이 높아지면서 부가적인 열이 발생할 수 있으므로, 상기 과정(iii)과 동시에 또는 과정(iii) 이후에, 전극 리드의 일면에 표시된 용접 정보를 제거하는 과정이 수행될 수 있다.
상기 과정(i)에서, 전극 리드의 일면에 대한 용접 정보의 표시는, 전극 리드의 일면에 대해 용접 정보를 수기로 기재하는 방식, 또는 전극 리드의 일면에 대해 용접 정보를 인쇄하는 방식, 또는 용접 정보를 포함하는 바코드를 전극 리드의 일면에 인쇄하는 방식, 또는 용접 정보를 포함하는 바코드가 인쇄되어 있는 바코드 스티커를 전극 리드의 일면에 부착하는 방식일 수 있다.
특히, 용접 정보를 수기로 기입하거나 인쇄하는 방법에 비하여 비교적 공정이 간소하고, 규격이 정해져 있으며 다량의 정보를 포함할 수 있는 바코드를 전극 리드의 일면에 부가하거나, 바코드 스티커를 부착하는 것이 바람직할 수 있으며, 전극 리드에 형성된 바코드 또는 바코드 스티커는 전지케이스에 표시된 후 삭제될 수 있다.
경우에 따라서는 상기 과정(ii)에서, 용접 정보를 포함하는 바코드가 인쇄되어 있는 바코드 스티커를 전극 리드의 일면에 부착하고; 상기 과정(iii)에서, 전극 리드의 일면에 부착되어 있던 바코드 스티커를 떼어 내어 전지케이스의 외면에 부착할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 이차전지로서, 전지케이스의 외면에 용접 정보가 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
상기 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상기 이차전지를 하나 이상 포함하는 전지팩, 또는 상기 전지팩을 둘 이상 포함하는 전지모듈, 또는 상기 이차전지를 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 제조 방법은, 이차전지의 제조에 사용된 용접 정보를 전지케이스에 표시함으로써, 다양한 디자인의 이차전지들을 대량 생산하더라도, 용접 방식이나 용접 조건을 정확하게 인식하고 데이터화 할 수 있으며, 용접으로 인한 문제 발생 시, 데이터화된 자료를 토대로 문제에 대한 원인 파악이 용이한 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 모식도이다;
도 2은 도 1에 따른 이차전지의 수직 단면도이다;
도 3는 도 2에서 전극조립체의 전극 탭과 전극 리드 결합 부위의 확대도이다;
도 4는 도 1의 이차전지의 전극조립체의 모식도 및 전극 리드에 바코드가 인쇄된 부위의 확대도이다;
도 5은 전지케이스가 밀봉된 상태의 이차전지의 상부 모식도이다;
도 6는 본 발명의 하나의 실시예에 이차전지 제조 과정을 도시한 흐름도이다.
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 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 모식도가 도시되어 있고, 도 2과 도 3에는 상기 이차전지의 수직 단면도들이 도시되어 있으며, 도 4에는 상기 이차전지의 전극조립체의 모식도 및 전극 리드에 바코드가 인쇄된 부위의 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 함께 참조하면, 이차전지는 전극조립체(120)가 전해액과 함께 전지케이스(110)에 수납된 상태로 밀봉된 구조로 구성되어 있다.
전극조립체(120)는 양극판(121), 음극판(122) 및 분리막(123)을 포함한다. 전극조립체(120)는 분리막(123)이 개재된 상태에서 양극판(121)들과 음극판(122)들이 순차적으로 적층되어 있다.
경우에 따라서 전극조립체(120)는 양극판(121)과 음극판(122)을 포함하는 단위셀들이 분리필름에 배열된 상태로 분리필름이 권취된 구조로도 이루어질 수 있으며, 이 구조 역시 본 발명의 범주에 포함됨은 물론이다.
전극 탭(130)은 전극조립체(120)의 단부로부터 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 동일 극성의 전극 탭(130) 다발들이 전극 리드(140)에 결합된다.
이러한 전극 탭(130) 다발은 전지케이스(110)의 외부로 직접 노출되지 않고, 전극 리드(140)와 같은 다른 구성요소에 연결되어, 전극 리드(140)가 전지케이스(110)의 외부로 노출된다.
전극 리드(140)는 양극판(121) 또는 음극판(122)으로부터 각각 연장된 전극 탭들(130)과 일부분이 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 양극리드는 양극 탭과 결합되어 서로 전기적으로 연결되고 음극리드는 음극 탭과 결합되어 서로 전기적으로 연결된다.
이때, 전극 탭(130)과 전극 리드(140)는 용접에 의해 서로 결합된다.
즉, 양극 탭과 양극리드는 용접에 의해 서로 결합되고, 음극 탭과 음극리드 역시 용접에 의해 서로 결합될 수 있다. 전극 탭(130)과 전극 리드(140)는 금속성 재질로 구성될 수 있는데, 금속성 재질 사이의 결합은 이와 같은 용접 방식에 의해 쉽게 이루어질 수 있다.
여기서 도 4를 참조하면, 용접 정보를 포함하는 바코드(150)가 인쇄된 스티커(160)가 용접 직후에 전극 리드의 일면에 부착될 수 있으며, 이후, 전지케이스(110)가 밀봉되면, 도 5에서와 같이 상기 용접 정보와 동일한 내용을 포함하는 바코드 스티커(160)가 전지케이스(110) 외면에 부가되어 있다.
이 상태에서는 전극 리드에 표시된 용접 정보가 필요 없으므로, 전극 리드(140)에 부착되어 있던 바코드 스티커(160)는 제거될 수 있다. 이는 전극 리드와 접속부재로서의 버스 바, 전지팩의 외부 입출력 단자, 또는 다른 이차전지의 전극 리드(140) 등과 전기적으로 연결될 시 접속 저항을 최소화하기 위함이다.
이하에서는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 상기 이차전지를 제조하는 흐름도가 도시된 도 6과 상기 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여, 본 발명에 따른 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
이들 도면을 참조하면, 과정(S11)에서는 전극조립체(120)의 전극 탭들(130)에 전극 리드(140)를 용접하여, 전극 탭들(130)과 전극 리드(140)를 물리적 및 전기적으로 연결한다.
상기 과정(S11)의 용접 직후, 과정(S12)를 수행한다.
과정(S12)는 구체적으로, 전극 리드(140)의 일면에, 사용된 용접의 종류, 용접의 형태, 용접의 상태, 용접의 횟수, 용접기의 제조사, 및 용접기의 제품 번호 등의 용접 정보를 포함하는 바코드 스티커(160)를 부가하는 과정이다.
이후, 과정(S13)에서는 전극조립체(120)를 전지케이스(110)에 수납한 후, 전해액을 전극조립체(120)에 주액하고 함침하며, 이 상태에서 전지케이스(110)를 밀봉한다.
이 과정(S13)과 동시에, 또는 과정 (S13) 직후에, 전극 리드(140)의 일면에 표시된 용접 정보를 제거하는 과정(S14)를 수행한다.
과정(S15)에서는 전극 리드(140)에 표시되어 있는 용접 정보와 동일한 내용을 포함하는 바코드 스티커(160)를 전지케이스(110) 외면에 부가하여 이차전지의 제조 과정을 완료한다.
따라서, 공급자나 피 공급자는 과정(S16)에서 전지케이스(110) 외면에 표기된 용접 정보를 확인할 수 있다.
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.

Claims (9)

  1. 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납된 상태로 밀봉된 구조의 이차전지를 제조하는 방법으로서,
    (i) 전극조립체의 전극 탭들에 전극 리드를 용접하는 과정;
    (ii) 상기 과정(i)의 용접 직후, 전극 리드의 적어도 일면에 용접 정보를 표시하는 과정; 및
    (iii) 상기 전극조립체가 전지케이스에 밀봉된 상태에서, 전극 리드에 표시되어 있는 용접 정보를 전지케이스 외면에 표시하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용접 정보는, 사용된 용접의 종류, 용접의 형태, 용접의 상태, 용접의 횟수, 용접기의 제조사, 및 용접기의 제품 번호로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 용접의 종류는 아크 용접, 가스 용접, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)에서, 용접 정보가 표시되는 전극 리드의 부위는 전극조립체의 외부로 노출된 전극 리드의 부위인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 대하여, 상기 과정(i)에서, 전극 리드의 일면에 대한 용접 정보의 표시는, 전극 리드의 일면에 대해 용접 정보를 수기로 기재하는 방식, 또는 전극 리드의 일면에 대해 용접 정보를 인쇄하는 방식, 또는 용접 정보를 포함하는 바코드를 전극 리드의 일면에 인쇄하는 방식, 또는 용접 정보를 포함하는 바코드가 인쇄되어 있는 바코드 스티커를 전극 리드의 일면에 부착하는 방식인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 대하여, 상기 과정(i)에서, 전극 리드의 일면 또는 타면에는 용접 정보의 적어도 일부 내용이 이미 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(iii)과 동시에 또는 과정(iii) 이후에, 전극 리드의 일면에 표시된 용접 정보를 제거하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 과정(ii)에서, 용접 정보를 포함하는 바코드가 인쇄되어 있는 바코드 스티커를 전극 리드의 일면에 부착하고;
    상기 과정(iii)에서, 전극 리드의 일면에 부착되어 있던 바코드 스티커를 떼어 내어 전지케이스의 외면에 부착하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조된 이차전지로서, 전지케이스의 외면에 용접 정보가 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020160154948A 2016-11-21 2016-11-21 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법 KR102254508B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160154948A KR102254508B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160154948A KR102254508B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180056959A true KR20180056959A (ko) 2018-05-30
KR102254508B1 KR102254508B1 (ko) 2021-05-21

Family

ID=62300084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160154948A KR102254508B1 (ko) 2016-11-21 2016-11-21 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102254508B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200059618A (ko) * 2018-11-21 2020-05-29 (주)이티에스 이차전지 제조시스템 및 제조방법
KR102367849B1 (ko) * 2021-07-09 2022-02-28 김재우 전기차 배터리케이스 제조시스템
KR102386055B1 (ko) * 2021-07-09 2022-04-14 김재우 전기차 배터리케이스 제조방법
CN115842098A (zh) * 2022-08-05 2023-03-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 极片、电池单体、电池和用电装置及极片制造装置
KR102591688B1 (ko) * 2023-06-12 2023-10-20 길엔지니어링(주) 배터리모듈에 장착되는 열융착과 레이저 용접이 가능한 센싱블럭 검사장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009245832A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 情報記録システム、電池パックの製造方法、及び電池パック
KR20160023389A (ko) * 2014-08-22 2016-03-03 주식회사 엘지화학 이차 전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009245832A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Sanyo Electric Co Ltd 情報記録システム、電池パックの製造方法、及び電池パック
KR20160023389A (ko) * 2014-08-22 2016-03-03 주식회사 엘지화학 이차 전지

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200059618A (ko) * 2018-11-21 2020-05-29 (주)이티에스 이차전지 제조시스템 및 제조방법
KR102367849B1 (ko) * 2021-07-09 2022-02-28 김재우 전기차 배터리케이스 제조시스템
KR102386055B1 (ko) * 2021-07-09 2022-04-14 김재우 전기차 배터리케이스 제조방법
CN115842098A (zh) * 2022-08-05 2023-03-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 极片、电池单体、电池和用电装置及极片制造装置
CN115842098B (zh) * 2022-08-05 2024-01-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 极片、电池单体、电池和用电装置及极片制造装置
KR102591688B1 (ko) * 2023-06-12 2023-10-20 길엔지니어링(주) 배터리모듈에 장착되는 열융착과 레이저 용접이 가능한 센싱블럭 검사장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102254508B1 (ko) 2021-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101750489B1 (ko) 전지모듈용 온도 센서 및 이를 포함하는 전지모듈
KR101517054B1 (ko) 양극과 음극의 용접 부위 형상이 다른 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20160123496A (ko) 전극 탭들과 전극 리드의 탭-리드 결합부가 공간부에 위치하는 전극조립체
KR102254508B1 (ko) 용접 정보가 표시된 이차전지의 제조 방법
KR101830286B1 (ko) 활성화 과정 중 전극조립체를 가압하는 전지셀 제조방법
KR20160042798A (ko) 전극조립체 및 이의 제조방법
KR20170046938A (ko) 복수의 전극 탭들이 형성되어 있는 단위 전극을 포함하는 파우치형 전지셀
KR20130124098A (ko) 바이셀의 제조방법
KR20170055722A (ko) 노칭부를 포함하는 전극 시트를 이용하여 전극판을 제조하는 방법
KR101764841B1 (ko) 경사 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
KR20160074963A (ko) 양극 탭과 음극 탭들이 동일한 방향으로 돌출되어 있는 원통형 이차전지
KR101414334B1 (ko) 고전압 전기화학 소자 및 이의 제조방법
KR20160010080A (ko) 위치 가변적 전극 탭-리드- 결합부로 이루어진 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전지셀
KR20170072525A (ko) 절연부재를 포함하는 원통형 전지셀의 제조방법
KR101671386B1 (ko) 보호용 케이스를 이용한 이차전지 제조방법
KR101933950B1 (ko) 지그재그형 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전지셀
US20130316224A1 (en) Method For Preparing Secondary Battery And The Secondary Battery Prepared By Using The Same
KR20180054038A (ko) 콤팩트한 결합 구조를 가지는 탭과 리드를 포함하는 전지셀
KR20180097243A (ko) 전극판들의 정렬하는 과정을 포함하는 전극조립체의 제조방법
KR20150015146A (ko) 리튬 이차전지의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 리튬 이차전지
KR101875533B1 (ko) 와이어 연결용 지그 및 이를 사용하여 제조된 이차전지 팩
KR20170036227A (ko) 극판 지지부를 포함하는 전극조립체
KR20170027976A (ko) 점진적으로 증가하는 전극 로딩 구조의 전지셀
KR101645463B1 (ko) 하이브리드 스택-폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20180028311A (ko) 전지케이스의 외형 변형이 적은 전지셀

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)