KR20180080837A - Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation - Google Patents

Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation Download PDF

Info

Publication number
KR20180080837A
KR20180080837A KR1020170001866A KR20170001866A KR20180080837A KR 20180080837 A KR20180080837 A KR 20180080837A KR 1020170001866 A KR1020170001866 A KR 1020170001866A KR 20170001866 A KR20170001866 A KR 20170001866A KR 20180080837 A KR20180080837 A KR 20180080837A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positive electrode
oxide layer
tab
metal oxide
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020170001866A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102261720B1 (en
Inventor
연규복
이효민
전병희
채의석
한상완
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 KR1020170001866A priority Critical patent/KR102261720B1/en
Publication of KR20180080837A publication Critical patent/KR20180080837A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102261720B1 publication Critical patent/KR102261720B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/206Laser sealing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H01M2/302
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H01M4/662Alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2201/36
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

The present invention relates to a battery cell including an electrode collector surface-treated by laser irradiation. The present invention is to improve the welding force when removing a metallic oxidized layer on the surface of a welding unit for connecting anode taps and the anode tap and an anode lead. According to the present invention, an electrode assembly is formed as multiple anode collectors and multiple cathode collectors are laminated in an electrical insulation state by a separation membrane. The electrode assembly is accommodated in a battery case with an electrolyte. The anode collectors are electrically connected since the anode lead is connected to the outer side of at least one among the outermost anode collectors in a state that the anode taps protruding from the outer surface on one side of the anode collector are connected. Each of the anode taps has a metallic oxidized layer on the surface except for the part connected to the adjacent anode tap or the anode lead.

Description

레이저 조사로 표면처리 된 전극집전체를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell including a current collecting electrode surface treated by laser irradiation (Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation)

본 발명은 레이저 조사로 표면처리 된 전극집전체를 포함하는 전지셀에 대한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode current collector surface-treated by laser irradiation.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.2. Description of the Related Art As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing, and a lot of research has been conducted on secondary batteries that can meet various demands.

이와 같은 이차전지는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell) 등의 단위셀들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Such a secondary battery is classified according to the structure of the anode assembly, the cathode assembly, and the electrode assembly having the separation membrane structure sandwiched between the anode assembly and the cathode assembly. Typically, the long- (Stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a unit of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a jelly-roll (wound type) electrode assembly having a structure A stack / folding type electrode assembly in which unit cells such as a bi-cell or a full cell stacked with a separator interposed between positive and negative electrodes of a unit are wound.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical conventional pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.1, the pouch type secondary battery 10 includes an electrode assembly 30, electrode taps 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, electrodes 40 and 50 welded to the electrode taps 40 and 50, Leads 60 and 70, and a battery case 20 for accommodating the electrode assembly 30. [

전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.The electrode assembly 30 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween. The electrode assembly 30 has a stacked or stacked / folded structure. The electrode tabs 40 and 50 extend from the respective electrode plates of the electrode assembly 30 and the electrode leads 60 and 70 have a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from each electrode plate, Respectively. An insulating film 80 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 60 and 70 in order to increase the degree of sealing with the battery case 20 and at the same time to ensure an electrically insulated state.

상기 전극 탭들(40, 50)은 알루미늄, 구리, 알루미늄 합금 등으로 이루어지며, 전극조립체(30)의 전극 집전체로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 전극 탭들(40, 50)은, 예를 들어, 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 전극리드(60, 70)에 연결된다.The electrode tabs 40 and 50 are made of aluminum, copper, aluminum alloy, or the like. The plurality of electrode tabs 40 and 50 protruding from the electrode current collector of the electrode assembly 30 are, for example, And is connected to the electrode leads 60 and 70 in the form of a bonded portion integrally bonded by welding.

그런데, 전극 탭이 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 이루어진 경우, 도 2의 사진에서 보는 바와 같이 전극 탭의 표면에 다공성의 Al2O3층이 형성된다.However, when the electrode tab is made of aluminum or an aluminum alloy, a porous Al 2 O 3 layer is formed on the surface of the electrode tab as shown in the photograph of FIG.

일반적인 알루미늄은 공기중에서 표면에 약 4 nm 내지 10 nm의 두께로 Al2O3층이 형성되며, 중대형용 이차전지의 알루미늄 전극 탭은 상대적으로 매우 두꺼운 3층 구조의 Al2O3층이 형성된다. In general aluminum, an Al 2 O 3 layer is formed in the air to a thickness of about 4 nm to 10 nm on the surface, and an aluminum electrode tab of a middle- or large-sized secondary battery is formed into a relatively thick three-layered Al 2 O 3 layer .

상기 산화물은 높은 경도의 절연성 물질이므로, 통전시 스파크를 유발하며, 전극 탭들 간 및 전극 탭과 전극 리드 간의 전기적 연결을 위한 초음파 용접시, 용접성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.Since the oxide is an insulating material having a high hardness, sparks are generated during energization, and weldability is remarkably deteriorated when ultrasonic welding is performed between the electrode tabs and between the electrode tabs and the electrode leads.

따라서, 알루미늄 소재의 전극 탭, 및 전극 리드의 용접성을 향상시켜 용접 인장력을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of improving the weld tensile force by improving the weldability of the electrode tab and the electrode lead of the aluminum material.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 양극 탭들 간, 및 양극 탭과 양극 리드의 연결을 위한 용접부 표면의 금속 산화층을 제거하는 경우에 용접력을 향상시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments to improve the welding force in the case of removing the metal oxide layer on the surface of the welded portion for connecting the positive electrode tabs and the positive electrode tabs, The present invention has been accomplished on the basis of these findings.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 복수의 양극 집전체들과 음극 집전체들이 분리막에 의해 전기적 절연 상태로 적층되어 형성된 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되어 있고, 상기 양극 집전체들은, 집전체의 일측 외주변으로부터 돌출되어 있는 양극 탭이 상호 결합된 상태에서, 최외측 양극 집전체들 중의 적어도 하나의 외면에 양극 리드가 결합되어 전기적 연결을 이루고 있으며, 각각의 양극 탭은, 인접한 양극 탭 또는 양극 리드에 결합되는 부위를 제외하고, 표면에 금속 산화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a battery cell comprising: an electrode assembly including a plurality of positive electrode collectors and negative electrode collectors laminated in an electrically insulated state by a separator, The current collectors are connected to the positive electrode leads on the outer surface of at least one of the outermost positive electrode collectors to form an electrical connection in the state where the positive electrode taps protruding from one outer periphery of the current collector are mutually coupled, Is characterized in that a metal oxide layer is formed on the surface except for a portion to be bonded to the adjacent positive electrode tab or the positive electrode lead.

이와 같이, 양극 집전체의 일측에서 외주변으로 돌출된 양극 탭의 표면에는 금속 산화층이 형성되어 있는 바, 상기 금속 산화층은 적층된 양극 탭들 간의 용접 내지 양극 탭과 양극 리드 간의 용접 강도를 저하하는 원인이 된다. 그러나, 상기 금속 산화층은 전지셀의 기밀성을 향상시키는 역할을 하기 때문에 금속 산화층 전체를 제거하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 인접한 양극 탭 또는 양극 리드와 결합되는 부위에 형성된 금속 산화층만을 제거함으로써 용접 강도를 향상시킬 수 있으면서, 전지셀의 기밀성이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.As described above, the metal oxide layer is formed on the surface of the positive electrode tab protruded from one side of the positive electrode collector to the outside periphery. The metal oxide layer is formed by welding between the laminated positive electrode taps or between the positive electrode tab and the positive electrode lead . However, since the metal oxide layer improves the airtightness of the battery cell, it is not preferable to remove the entire metal oxide layer. Therefore, it is possible to improve the welding strength by removing only the metal oxide layer formed on the portion to be bonded to the adjacent positive electrode tab or the positive electrode lead, and it is possible to prevent the airtightness of the battery cell from being lowered.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전극조립체는, 판상형의 전극 집전체가 적층되어 형성된 구조일 수 있는 바, 예를 들어, 스택형 전극조립체, 또는 스택/폴딩형 전극조립체, 또는 라미네이션/스택형 전극조립체일 수 있으며, 상기 금속 산화층은 Al2O3일 수 있다.In one preferred example, the electrode assembly may be a structure in which a plate-shaped electrode current collector is stacked, for example, a stacked electrode assembly or a stacked / folded electrode assembly or a lamination / stacked electrode assembly And the metal oxide layer may be Al 2 O 3 .

상기 양극 탭은, 금속 산화층이 표면에 형성된 상태에서, 용접이 필요한 부분, 즉, 인접한 양극 탭 또는 양극 리드의 결합 예정 부위에서 금속 산화층을 제거한 탭 노출부를 포함하는 구조일 수 있다.The positive electrode tab may have a structure in which a metal oxide layer is formed on a surface and a tab exposing portion in which a metal oxide layer is removed from a portion where welding is required, that is, an adjacent positive electrode tab or a cathode lead to be joined.

구체적으로, 상기 탭 노출부는 결합 예정 부위에 레이저를 조사하여 금속 산화층을 제거함으로써 형성될 수 있다. 이와 같이, 금속 산화층의 제거를 위해 사용되는 방법으로는, 레이저를 조사하는 레이저 에칭 방식으로 수행되는 바, 화학적 에칭과 비교하여 그 공정이 매우 간소하여 궁극적으로 전지의 제조비용을 크게 절감할 수 있으며, 정밀한 부분 에칭이 가능하고, 에칭의 깊이를 조절하는 것이 용이한 장점이 있다.Specifically, the tab exposing portion may be formed by removing a metal oxide layer by irradiating a laser to a predetermined joining portion. As described above, the method used for removing the metal oxide layer is performed by a laser etching method in which a laser is irradiated. As a result, the process is very simple as compared with chemical etching, and ultimately the manufacturing cost of the battery can be greatly reduced , It is possible to perform precise partial etching, and it is easy to control the depth of etching.

상기 탭 노출부는 양극 집전체들의 적층 방향을 기준으로 상하 방향으로 동일한 위치에 형성되는 것이 바람직한 바, 양극 탭의 상면에만 또는 하면에만 형성될 수 있다. 또한, 서로 대면하는 모든 부분에 형성된 금속 산화층이 제거되는 경우에 용접성 향상의 효과를 얻을 수 있는 점을 고려할 때, 상기 탭 노출부는 양극 탭의 상면과 하면에 각각 형성될 수 있다.The tab exposing portion is preferably formed at the same position in the vertical direction with respect to the stacking direction of the positive electrode current collectors, and may be formed only on the upper surface or the lower surface of the positive electrode tab. In addition, considering that the effect of improving the weldability can be obtained when the metal oxide layer formed on all portions facing each other is removed, the tab exposing portion can be formed on the upper surface and the lower surface of the positive electrode tab, respectively.

이와 같이, 전극 집전체들이 적층된 상태에서, 상호 인접한 양극 탭들은 각각의 탭 노출부들이 서로 접한 상태에서 결합되어 있는 구조일 수 있는 바, 금속 산화층이 제거된 탭 노출부들이 접촉된 상태에서 용접이 이루어질 수 있으므로, 금속 산화막에 의해 용접 강도가 저하되었던 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the positive electrode tabs adjacent to each other in the state where the current collectors are stacked may be structured such that the respective tab exposures are bonded to each other. In this state, The problem that the welding strength is lowered by the metal oxide film can be solved.

예를 들어, 상기 양극 탭들의 결합 방법은 양극 탭들 간에 안정적인 결합이 이루어지는 것이라면 특별히 그 방법을 한정할 필요가 없으나, 용접부가 손상되는 것을 방지하기 위해서 초음파 용접에 의해 이루어질 수 있다.For example, the method of joining the positive electrode tabs is not particularly limited as long as the positive electrode tabs can be stably bonded to each other. However, the method may be performed by ultrasonic welding to prevent the welded portion from being damaged.

한편, 용접에 의해 결합된 양극 탭들은 양극리드와 전기적인 연결이 이루어지는 바, 상기 양극 리드는, 양극 탭에 결합되는 부위를 제외하고, 표면에 금속 산화층이 형성되어 있다. 상기 양극 리드는 적층된 양극 탭들 가운데 최외측 양극의 외측면과 결합이 이루어질 수 있으며, 또는, 양극 탭들 사이에 전극 리드가 개제된 상태로 용접이 이루어질 수도 있다.On the other hand, the positive electrode tabs bonded by welding are electrically connected to the positive electrode lead, and the positive electrode lead has a metal oxide layer formed on its surface except for a portion to be bonded to the positive electrode tab. The positive electrode lead may be bonded to the outer surface of the outermost positive electrode among the stacked positive electrode tabs, or may be welded with an electrode lead between the positive electrode taps.

상기 양극 리드는, 금속 산화층이 표면에 형성된 상태에서, 최외측 양극 탭의 결합 예정 부위에서 금속 산화층을 제거한 리드 노출부를 포함하고 있는 구조일 수 있는 바, 양극 탭과의 결합 방법에 따라 양극 리드의 일면 또는 양면의 금속 산화층이 제거될 수 있다.The positive electrode lead may include a lead exposed portion obtained by removing the metal oxide layer from a portion to be joined of the outermost positive electrode tab in a state where the metal oxide layer is formed on the surface. The metal oxide layer on one side or both sides can be removed.

한편, 상기 금속 산화층은 외면을 기준으로 제 1 산화층, 제 2 산화층 및 제 3 산화층이 순차적으로 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 제 1 산화층의 두께는 5 nm 내지 10 nm의 범위로 형성될 수 있고, 제 2 산화층의 두께는 120 nm 내지 150 nm의 범위로 형성될 수 있으며, 제 3 산화층의 두께는 280 nm 내지 330 nm의 범위로 형성될 수 있다. 상기 제 2 산화층과 제 3 산화층을 비교하면, 제 2 산화층은 상대적으로 높은 밀도로 이루어질 수 있으며, 상기 제 3 산화층은 상대적으로 밀도가 낮은 다공성 구조로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the metal oxide layer may have a structure in which a first oxide layer, a second oxide layer, and a third oxide layer are sequentially formed on the outer surface, and the thickness of the first oxide layer may be in a range of 5 nm to 10 nm , The thickness of the second oxide layer may be in the range of 120 nm to 150 nm, and the thickness of the third oxide layer may be formed in the range of 280 nm to 330 nm. When the second oxide layer and the third oxide layer are compared, the second oxide layer may have a relatively high density, and the third oxide layer may have a porous structure having a relatively low density.

상기 양극 탭 및 양극 리드에서 금속 산화층이 제거된 노출부를 형성하기 위하여, 상기 제 1 금속 산화층 내지 제 3 금속 산화층을 제거하거나 또는 제 1 금속 산화층 및 제 2 금속 산화층을 제거하여 탭 노출부 또는 리드 노출부가 형성될 수 있으며, 용접성을 향상시키기 위한 목적을 달성하기 위해서라면, 제 1 금속 산화층 내지 제 3 금속 산화층이 제거되는 것이 바람직하다.The first metal oxide layer to the third metal oxide layer may be removed or the first metal oxide layer and the second metal oxide layer may be removed to expose the tab exposed portion or the lead exposed portion to form the exposed portion from which the metal oxide layer has been removed from the positive electrode tab and the positive electrode lead. It is preferable that the first metal oxide layer to the third metal oxide layer be removed in order to achieve the purpose of improving the weldability.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 제조하는 방법을 제공하는 바, 구체적인 전지셀의 제조 방법은,The present invention also provides a method of manufacturing the battery cell,

(a) 외주변 일측으로부터 돌출되어 있고 표면에 금속 산화층이 형성되어 있는 양극 탭을 포함하는 양극 집전체를 준비하는 과정;(a) preparing a positive electrode collector including a positive electrode tab protruding from one side of the outer periphery and having a metal oxide layer formed on a surface thereof;

(b) 양극 탭의 외면에 국부적으로 레이저를 조사하여 금속 산화층의 일부를 제거함으로써 탭 노출부를 형성하는 과정; (b) forming a tab-exposed portion by irradiating an outer surface of the anode tab with a laser locally to remove a portion of the metal oxide layer;

(c) 분리막이 개재된 상태에서 탭 노출부들이 상호 접하도록 양극 집전체들과 음극 집전체들을 적층하여 전극조립체를 형성하는 과정; 및(c) forming the electrode assembly by laminating the positive electrode current collectors and the negative electrode current collectors such that the tab exposed portions are in contact with each other with the separator interposed therebetween; And

(d) 양극 탭들의 탭 노출부를 통해 인접한 양극 탭들을 결합시키는 과정;(d) bonding adjacent cathode tabs through the tab exposures of the anode tabs;

을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.As shown in FIG.

이와 같이, 양극 탭의 외면 일부에 국부적으로 레이저를 조사하여 금속 산화층의 일부를 제거하고, 양극 탭들의 탭 노출부를 통해 인접한 양극 탭들이 결합하는 과정으로 구성된 전지셀의 제조 방법을 통해, 양극 탭 외면에 형성된 금속 산화층에 의해 양극 탭들의 용접성이 약해졌던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.In this way, by locally irradiating a part of the outer surface of the positive electrode tab with a laser to remove a part of the metal oxide layer and bonding the adjacent positive electrode tabs through the tab exposing portion of the positive electrode taps, The problem of the prior art in which the weldability of the positive electrode taps is weakened by the metal oxide layer formed on the negative electrode taps can be solved.

이 때, 상기 과정(b)에서 레이저 조사는 각각의 양극 탭의 양측 외면에 대해 수행될 수 있으며, 또는, 양극 탭들의 동일한 일측 외면에 대해 수행될 수도 있다.In this case, in the step (b), the laser irradiation may be performed on both outer surfaces of the respective positive electrode tabs, or may be performed on the same outer side surface of the positive electrode tabs.

한편, 상기 과정(d) 이후에, 전극조립체의 최외측 양극 집전체들 중의 적어도 하나의 양극 탭의 외측면에 전극 리드를 결합시키는 과정을 더 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 양극 탭과 결합하는 전극 리드의 결합 예정 부위에서 표면의 금속 산화층을 제거하기 위해 레이저를 조사할 수 있다. 이와 같이, 양극 탭 및 양극 리드의 결합 예정 부위에 금속 산화층을 제거함에 따라 양극 탭들과 양극 리드의 용접성도 향상될 수 있다.The method may further include, after the step (d), bonding the electrode leads to the outer surface of at least one positive electrode tab of the outermost positive electrode collectors of the electrode assembly, It is possible to irradiate a laser to remove the metal oxide layer on the surface at the intended bonding site of the electrode lead. As described above, the metal oxide layer is removed on the area where the positive electrode tab and the positive electrode lead are to be joined, so that the weldability of the positive electrode tab and the positive electrode lead can be improved.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기와 같은 전지팩 및 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.The present invention also provides a battery pack including the battery cell and a device including the battery pack. Since the battery pack and the device are known in the art, a detailed description thereof will be omitted. do.

상기 디바이스는, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.The device may be, for example, a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a mobile phone, MP3, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) , A plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electric bike (E-bike), an electric scooter (E-scooter), an electric golf cart, However, the present invention is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극 탭의 표면 상에 레이저를 조사하여 에칭 방식으로 금속 산화막을 제거함으로써, 전기적 연결을 위한 용접시 접착력을 향상시킬 수 있고, 용접 강도가 낮아 발생할 수 있는 불량률을 줄일 수 있다. 또한, 통전시 스파크를 유발할 수 있는 산화막이 제거되므로 안전성이 향상된 이차전지를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the battery cell according to the present invention can improve the adhesive force at the time of welding for electrical connection by irradiating a laser on the surface of the electrode tab to remove the metal oxide film by an etching method, It is possible to reduce the defective rate that may occur. In addition, since the oxide film that can cause sparking during power application is removed, it is possible to provide a secondary battery improved in safety.

도 1은 종래의 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다;
도 2는 산화막이 형성된 전극 탭 표면의 SEM 사진이다;
도 3은 3층 구조의 산화막이 측정된 TEM 사진이다;
도 4는 양극 탭의 일부에 형성된 탭 노출부를 모식적으로 도시한 양극 집전체의 일부 모식도이다;
도 5는 양극 탭 노출부의 확대 사진이다;
도 6은 양극 탭들의 일면에 탭 노출부가 형성된 양극 탭들이 탭 노출부를 통해 연결된 상태의 측면도이다;
도 7은 양극 탭들의 양면에 탭 노출부가 형성된 양극 탭들이 탭 노출부를 통해 연결된 상태의 측면도이다; 및
도 8은 도 7의 양극 탭들에 리드 노출부가 형성된 양극 리드가 연결된 상태의 측면도이다.
1 is an exploded perspective view of a general structure of a conventional pouch type secondary battery;
2 is an SEM photograph of the electrode tab surface on which an oxide film is formed;
3 is a TEM photograph of an oxide film of a three-layer structure measured;
4 is a partial schematic view of a cathode current collector schematically showing a tab exposing portion formed on a part of a cathode tab;
5 is an enlarged view of the positive electrode tab exposing portion;
FIG. 6 is a side view showing a state in which positive tabs having tab exposures formed on one surface of positive tabs are connected through tab exposures; FIG.
FIG. 7 is a side view showing a state in which cathode tabs having tab exposures formed on both sides of the cathode tabs are connected through the tab exposures; And
8 is a side view in which a cathode lead having a lead exposure portion is connected to the cathode tabs of FIG.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 3은 양극 탭의 표면에 형성된 산화막의 구조를 분석하기 위한 TEM 사진이다.3 is a TEM photograph for analyzing the structure of the oxide film formed on the surface of the anode tab.

도 3을 참조하면, 금속 산화층은 외면을 기준으로 제 1 산화층(101), 제 2 산화층(102) 및 제 3 산화층(103)이 순차적으로 형성되어 있는 바, 제1 산화층(101)은 약 7 nm의 두께로 최외측에 형성되고, 제 2 산화층은(102) 제 1 산화층(101)의 내측에 약 135 nm의 두께로 형성되며, 제 3 산화층(103)은 제 2 산화층(102)의 내측으로 양극 탭 표면 상에서 약 295 nm의 두께로 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the first oxide layer 101, the second oxide layer 102 and the third oxide layer 103 are sequentially formed on the outer surface of the metal oxide layer. The first oxide layer 101 has a thickness of about 7 and the second oxide layer 102 is formed to a thickness of about 135 nm inside the first oxide layer 101 and the third oxide layer 103 is formed to the inside of the second oxide layer 102 On the surface of the positive electrode tab to a thickness of about 295 nm.

제 2 산화층(102)은 상대적으로 높은 밀도로 이루어져 있으며, 제 3 산화층(103)은 상대적으로 밀도가 낮은 다공성 구조로 이루어진 것을 알 수 있다.It can be seen that the second oxide layer 102 has a relatively high density and the third oxide layer 103 has a porous structure having a relatively low density.

도 4는 양극 집전체의 양극 탭 형성부를 모식적으로 나타낸 사시도이며, 도 5는 양극 탭 노출부의 확대 사진이다4 is a perspective view schematically showing a positive electrode tab forming portion of a positive electrode current collector, and FIG. 5 is an enlarged view of a positive electrode tab exposing portion

도 4 및 도 5를 참조하면, 양극 집전체(210)의 일측에 돌출되어 형성된 양극 탭(220)의 중심부에는 금속 산화층이 제거된 탭 노출부(221)가 형성되어 있으며, 상기 탭 노출부(221)는 레이저 조사를 이용한 레이저 에칭법에 의해 형성된다. 탭 노출부는 양극 탭의 상면 또는 하면에 형성될 수 있으며, 양극 탭의 상면과 하면 모두에 형성될 수 있다.4 and 5, a tab exposing portion 221 in which a metal oxide layer is removed is formed at the central portion of the positive electrode tab 220 protruded from one side of the positive electrode current collector 210, 221 are formed by a laser etching method using laser irradiation. The tab exposing portion may be formed on the upper surface or the lower surface of the positive electrode tab and may be formed on both the upper surface and the lower surface of the positive electrode tab.

레이저 조사를 통한 탭 노출부에는 에칭 자국이 연속적인 도트 형상 또는 다수의 선형 형상으로 형성될 수 있는 바, 도 5의 레이저 에칭 형상은 연속적인 도트 형상으로 이루어져 있다.The etching mark region may be formed in a continuous dot shape or a plurality of linear shapes in the tab exposed portion through the laser irradiation, and the laser etching shape in FIG. 5 has a continuous dot shape.

도 6은 양극 탭들의 일면에 탭 노출부가 형성된 양극 탭들이 탭 노출부를 통해 연결된 상태의 측면도를 모식적으로 도시하고 있다.6 schematically shows a side view in which a positive electrode tab having a tab exposing part on one surface of a positive electrode tab is connected through a tab exposing part.

도 6을 참조하면, 양극 탭들(310, 320, 330, 340, 350)은 수직 방향으로 완전히 겹쳐지도록 적층되어 있으며, 각각의 양극 탭들(310, 320, 330, 340, 350)의 하면 일부에는 표면의 금속 산화막이 제거된 탭 노출부(311, 321, 331, 341, 351)가 형성되어 있고, 양극 탭들은 탭 노출부를 통해 서로 연결되어 있다.Referring to FIG. 6, the positive electrode tabs 310, 320, 330, 340, and 350 are stacked so as to completely overlap each other in the vertical direction, and a portion of the lower surface of each of the positive electrode tabs 310, The tab exposures 311, 321, 331, 341, and 351 in which the metal oxide film of the cathode tabs are removed are formed, and the cathode tabs are connected to each other through the tab exposures.

도 7은 양극 탭들의 양면에 탭 노출부가 형성된 양극 탭들이 탭 노출부를 통해 연결된 상태의 측면도를 모식적으로 도시하고 있다.FIG. 7 schematically shows a side view in which cathode tabs having tab exposures on both sides of the cathode tabs are connected through the tab exposures.

도 7을 참조하면, 양극 탭들(410, 420, 430, 440, 450)은 수직 방향으로 완전히 겹쳐지도록 적층되어 있으며, 각각의 양극 탭들(410, 420, 430, 440, 450)의 상면 및 하면의 일부에는 표면의 금속 산화막이 제거된 탭 노출부(401, 411, 421, 431, 441, 451)가 형성되어 있고, 양극 탭들은 탭 노출부를 통해 서로 연결되어 있다.Referring to FIG. 7, the positive electrode tabs 410, 420, 430, 440 and 450 are stacked so as to completely overlap each other in the vertical direction, and the upper surface and the lower surface of each of the positive electrode tabs 410, 420, 430, 440 and 450 In some of them, tab exposures 401, 411, 421, 431, 441 and 451 are formed on the surface of which the metal oxide film is removed, and the cathode tabs are connected to each other through the tab exposures.

도 8은 도 7의 양극 탭들에 리드 노출부가 형성된 양극 리드가 연결된 상태의 측면도를 모식적으로 도시하고 있다.FIG. 8 schematically shows a side view in which a cathode lead having a lead exposure portion is connected to the cathode tabs of FIG. 7. FIG.

도 8을 참조하면, 적층된 양극 탭들의 최외측 양극 탭(410의 외측면에는 양극 리드(460)가 부착되어 있으며, 양극 리드(460)의 양극 탭과의 접촉부에는 리드 노출부(461)가 형성되어 있는 바, 양극 리드(460)와 양극 최외측 양극 탭(410)은 양극 리드 노출부(461) 및 탭 노출부(401)에서 용접을 통한 결합이 이루어질 수 있다.8, the positive electrode lead 460 is attached to the outer side surface of the outermost positive electrode tab 410 of the stacked positive electrode taps and the lead exposed portion 461 is formed at the contact portion of the positive electrode lead 460 with the positive electrode tab. The positive electrode lead 460 and the positive electrode outermost positive electrode tab 410 may be welded to each other at the positive electrode lead exposing portion 461 and the tab exposing portion 401.

한편, 도시하지 않았으나, 양극 리드(460)는 도 6에 도시한 바와 같이 양극 탭의 일측면에만 노출부가 형성된 양극 탭과도 용접을 통한 결합이 이루어질 수 있으며, 이 때 양극 리드는 탭 노출부가 형성되지 않은 양극 탭(310)의 상면과 결합할 수 있으나, 탭 노출부(351)가 형성된 양극 탭(350)의 하면과 결합하는 경우에 더욱 안정적인 결합이 이루어질 수 있다.6, the positive electrode lead 460 may be welded to the positive electrode tab formed with only the exposed portion on one side of the positive electrode tab. At this time, The positive electrode tab 350 can be coupled with the lower surface of the positive electrode tab 350 where the tab exposing portion 351 is formed.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but it should be understood that the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

알루미늄 소재의 양극 탭 각각의 일면에 1,064 nm의 레이저를 조사하여 레이저 에칭으로 양극 탭 표면의 산화층이 제거된 양극 탭을 제조하였다. 동일한 과정을 반복하여 양극 탭 일면의 산화층이 제거된 양극 탭을 3개 제조하였다.One side of each of the anode tabs of the aluminum material was irradiated with a laser of 1,064 nm, and the cathode tabs were prepared by removing the oxide layer on the surface of the anode tabs by laser etching. The same procedure was repeated to produce three positive electrode tabs with the oxide layer removed on one side of the positive electrode tab.

상기 양극 탭들의 에칭된 면이 서로 대면하지 않도록 일정한 방향으로 적층한 후, 일측 끝단의 양극 탭의 에칭면 상에 알루미늄 소재의 전극 리드를 위치시킨 상태에서 초음파 용접을 이용하여 양극 탭들과 전극 리드를 결합시켰다.The positive electrode taps and the electrode leads are formed by ultrasonic welding in a state where the electrode leads of the aluminum material are positioned on the etched surface of the positive electrode tab at one end after lamination in a predetermined direction so that the etched surfaces of the positive electrode tabs do not face each other, Lt; / RTI &gt;

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

양극 탭 각각의 양면에 레이저 에칭을 실시한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 양극 탭들과 전극 리드를 결합시켰다.The positive electrode taps and the electrode leads were bonded to each other in the same manner as in Example 1, except that laser etching was performed on both surfaces of each of the positive electrode tabs.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

양극 탭 각각의 양면에 레이저 에칭을 실시하지 않고, 양극 탭 3개를 적층하고 일측 끝단면에 전극 리드를 위치시킨 상태에서 초음파 용접을 이용하여 양극 탭들과 전극 리드를 결합시켰다.The positive electrode tabs and the electrode leads were bonded by ultrasonic welding in a state in which three positive electrode tabs were stacked and the electrode leads were positioned on one end surface without laser etching on both sides of each of the positive electrode tabs.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예에서 제조된 양극 탭과 결합된 전극 리드의 인장강도를 측정하기 위하여, 양극 탭 부분을 인장강도 측정기에 고정시키고, 전극 리드에 일정한 힘을 인가하며 전극 리드가 분리되는 시점의 인장강도를 5회씩 측정하였고, 그 결과는 하기 표 1과 같다.In order to measure the tensile strength of the electrode leads bonded to the positive electrode tabs prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example, the positive electrode tab portion was fixed to the tensile strength meter, a constant force was applied to the electrode leads, The results are shown in Table 1 below. &Lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt;

인장강도 (Kgf)Tensile strength (Kgf) 횟수Number of times 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 1One 38.2238.22 44.9044.90 26.8626.86 22 32.4632.46 56.0056.00 27.4427.44 33 25.7025.70 40.0840.08 39.5639.56 44 46.5846.58 42.9442.94 35.9435.94 55 45.6445.64 48.0448.04 30.4630.46 평균Average 37.1237.12 46.3946.39 32.0532.05 비교예 1 대비 인장강도 증가율(%)Comparative Example 1 Tensile Strength Increase Rate (%) 15.815.8 44.744.7 --

상기 표 1을 참조하면, 양극 탭 일측면의 금속 산화막을 제거한 실시예 1의 경우에는 금속 산화막을 제거하지 않은 비교예 1과 비교할 때, 인장강도가 15.8% 증가되었고, 양극 탭의 양측면의 금속 산화막을 제거한 실시예 2의 경우에는 비교예 1과 비교할 때 인장강도가 44.7% 증가되었음을 알 수 있다.Referring to Table 1, in Example 1 in which the metal oxide film on one side of the positive electrode tab was removed, the tensile strength was increased by 15.8% as compared with Comparative Example 1 in which the metal oxide film was not removed, The tensile strength was increased by 44.7% as compared with Comparative Example 1. In addition,

따라서, 본 발명과 같이 양극 탭의 금속 산화막을 제거한 상태에서 용접을 통한 결합이 이루어지는 경우, 이들의 결합력이 현저히 향상되는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that, when the metal oxide film of the positive electrode tab is removed by welding as in the present invention, the bonding strength between the positive electrode tab and the positive electrode tab is remarkably improved.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (18)

복수의 양극 집전체들과 음극 집전체들이 분리막에 의해 전기적 절연 상태로 적층되어 형성된 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되어 있고;
상기 양극 집전체들은, 집전체의 일측 외주변으로부터 돌출되어 있는 양극 탭이 상호 결합된 상태에서, 최외측 양극 집전체들 중의 적어도 하나의 외면에 양극 리드가 결합되어 전기적 연결을 이루고 있으며;
각각의 양극 탭은, 인접한 양극 탭 또는 양극 리드에 결합되는 부위를 제외하고, 표면에 금속 산화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
An electrode assembly in which a plurality of positive electrode collectors and negative electrode collectors are laminated in an electrically insulated state by a separator is accommodated in a battery case together with an electrolyte;
Wherein the positive electrode current collectors are electrically connected to at least one of the outermost positive electrode current collectors by bonding the positive electrode leads to each other while the positive electrode taps protruding from the outer periphery of one side of the current collector are coupled to each other;
Wherein each of the positive electrode tabs has a metal oxide layer formed on its surface except for a portion to be bonded to the adjacent positive electrode tab or positive electrode lead.
제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 스택형 전극조립체, 또는 스택/폴딩형 전극조립체, 또는 라미네이션/스택형 전극조립체인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the electrode assembly is a stacked electrode assembly, a stacked / folded electrode assembly, or a lamination / stacked electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 집전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the positive electrode collector is made of aluminum or an aluminum alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭은, 금속 산화층이 표면에 형성된 상태에서, 인접한 양극 탭 또는 양극 리드의 결합 예정 부위에서 금속 산화층을 제거한 탭 노출부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the positive electrode tab includes a tab exposing portion in which a metal oxide layer is removed from an adjacent positive electrode tab or a region where the positive electrode lead is to be joined, with the metal oxide layer formed on the surface. 제 4 항에 있어서, 상기 탭 노출부는 결합 예정 부위에 레이저를 조사하여 금속 산화층을 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 4, wherein the tab exposing portion is formed by removing a metal oxide layer by irradiating a laser to a predetermined joining portion. 제 4 항에 있어서, 상기 탭 노출부는 집전체들의 적층 방향을 기준으로 양극 탭의 상면과 하면에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 4, wherein the tab exposing portion is formed on the upper surface and the lower surface of the positive electrode tab, respectively, with respect to the stacking direction of the current collectors. 제 6 항에 있어서, 상호 인접한 양극 탭들은 각각의 탭 노출부들이 서로 접한 상태에서 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 6, wherein the mutually adjoining positive electrode taps are coupled with each tab exposing portion in contact with each other. 제 7 항에 있어서, 상기 결합은 초음파 용접에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 7, wherein the bonding is performed by ultrasonic welding. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 리드는, 양극 탭에 결합되는 부위를 제외하고, 표면에 금속 산화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the cathode lead has a metal oxide layer formed on its surface except for a portion to be bonded to the positive electrode tab. 제 9 항에 있어서, 상기 양극 리드는, 금속 산화층이 표면에 형성된 상태에서, 최외측 양극 탭의 결합 예정 부위에서 금속 산화층을 제거한 리드 노출부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.10. The battery cell according to claim 9, wherein the positive electrode lead includes a lead-exposed portion in which the metal oxide layer is removed from a portion to be joined of the outermost positive electrode tab in a state in which the metal oxide layer is formed on the surface. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 산화층은 외면을 기준으로 제 1 산화층, 제 2 산화층 및 제 3 산화층이 순차적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the metal oxide layer has a first oxide layer, a second oxide layer, and a third oxide layer sequentially formed on an outer surface thereof. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 금속 산화층 내지 제 3 금속 산화층을 제거하거나 또는 제 1 금속 산화층 및 제 2 금속 산화층을 제거하여 탭 노출부 또는 리드 노출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 11, wherein the first metal oxide layer to the third metal oxide layer are removed, or the first metal oxide layer and the second metal oxide layer are removed to form a tab exposing portion or a lead exposing portion. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 외주변 일측으로부터 돌출되어 있고 표면에 금속 산화층이 형성되어 있는 양극 탭을 포함하는 양극 집전체를 준비하는 과정;
(b) 양극 탭의 외면에 국부적으로 레이저를 조사하여 금속 산화층의 일부를 제거함으로써 탭 노출부를 형성하는 과정;
(c) 분리막이 개재된 상태에서 탭 노출부들이 상호 접하도록 양극 집전체들과 음극 집전체들을 적층하여 전극조립체를 형성하는 과정; 및
(d) 양극 탭들의 탭 노출부를 통해 인접한 양극 탭들을 결합시키는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조 방법.
13. A method for manufacturing a battery cell according to any one of claims 1 to 12,
(a) preparing a positive electrode collector including a positive electrode tab protruding from one side of the outer periphery and having a metal oxide layer formed on a surface thereof;
(b) forming a tab-exposed portion by irradiating an outer surface of the anode tab with a laser locally to remove a portion of the metal oxide layer;
(c) forming the electrode assembly by laminating the positive electrode current collectors and the negative electrode current collectors such that the tab exposed portions are in contact with each other with the separator interposed therebetween; And
(d) bonding adjacent cathode tabs through the tab exposures of the anode tabs;
Wherein the step of forming the battery cell comprises the steps of:
제 13 항에 있어서, 상기 과정(b)에서 레이저 조사는 각각의 양극 탭의 양측 외면에 대해 수행하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조 방법.14. The method according to claim 13, wherein laser irradiation is performed on both outer surfaces of each positive electrode tab in the step (b). 제 13 항에 있어서, 상기 과정(d) 이후에, 전극조립체의 최외측 양극집전체들 중의 적어도 하나의 양극 탭의 외측면에 전극 리드를 결합시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조 방법.The method according to claim 13, further comprising, after the step (d), bonding the electrode leads to the outer surface of at least one positive electrode tab of the outermost positive electrode collectors of the electrode assembly Gt; 제 15 항에 있어서, 상기 전극 리드의 결합 예정 부위에서 표면의 금속 산화층을 제거하기 위하여 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조 방법.The manufacturing method of a battery cell according to claim 15, wherein a laser is irradiated to remove a metal oxide layer on a surface of the electrode lead at a joining site. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising a battery cell according to any one of claims 1 to 12. 제 17 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
A device comprising a battery pack according to claim 17.
KR1020170001866A 2017-01-05 2017-01-05 Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation KR102261720B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001866A KR102261720B1 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001866A KR102261720B1 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180080837A true KR20180080837A (en) 2018-07-13
KR102261720B1 KR102261720B1 (en) 2021-06-08

Family

ID=62913786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170001866A KR102261720B1 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102261720B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230078710A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130129837A (en) * 2012-05-21 2013-11-29 주식회사 엘지화학 Method for treating surface of electrode by laser irradiation
KR20140022531A (en) * 2012-08-14 2014-02-25 주식회사 엘지화학 Electrode assembly and fabricating method of electrochemical cell containing the electrode assembly, electrochemical cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130129837A (en) * 2012-05-21 2013-11-29 주식회사 엘지화학 Method for treating surface of electrode by laser irradiation
KR20140022531A (en) * 2012-08-14 2014-02-25 주식회사 엘지화학 Electrode assembly and fabricating method of electrochemical cell containing the electrode assembly, electrochemical cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230078710A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply

Also Published As

Publication number Publication date
KR102261720B1 (en) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101473145B1 (en) Lectrode assembly, battery cell, manufacturing mathod of electrode assembly and manufacturing mathod of battery cell
KR101915825B1 (en) Negative electrode terminal for battery and method for producing negative electrode terminal for battery
JP2008034356A (en) Sheet-shaped secondary battery and its manufacturing method
JP7062202B2 (en) Electrode assembly with different pressure contact size of electrode tab weld and ultrasonic welding equipment to manufacture it
KR20160046160A (en) Pouch-type secondary battery and method for manufacturing the same
JP4713393B2 (en) Secondary battery and method for manufacturing secondary battery
US10749204B2 (en) Electric power storage device and method of manufacturing the same
CN111628135B (en) Sealed battery and battery pack
KR101147241B1 (en) Electrode assembly, rechargeable battery, and fabricating methode of electrode used thereof
KR20100013279A (en) Laminate secondary battery
KR20160134331A (en) Pouch type secondary battery and method for fabricating the same
KR20190104685A (en) Cylindrical Battery Having Structure Shielding Laser Beam for Welding and Battery Pack Comprising the Same
JPH0982305A (en) Secondary battery and manufacture thereof
JP2006164784A (en) Film-armored electric device
KR101483422B1 (en) Method for Treating Surface of Electrode by Laser Irradiation
KR102261720B1 (en) Battery Cell Comprising Surface-treated Current Collector by Laser Irradiation
JP2020053151A (en) Method for manufacturing power storage module
KR20130013220A (en) Pouched type secondary battery of coated insulating material
JP2011076840A (en) Secondary battery and method for manufacturing the secondary battery
KR102108208B1 (en) Cylindrical Secondary Battery Having Circular Electrode
KR101450951B1 (en) Electrode lead for secondary battery with improved safety and secondary battery using the same
KR20170138253A (en) Electrode Assembly Comprising Electrode Plates Having Electrode Plate Extending Part
US20230420808A1 (en) Battery
US20240128600A1 (en) Lamination type battery
US20230420809A1 (en) Battery and battery module

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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)
GRNT Written decision to grant