KR20180106499A - 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이종 금속으로 구성되어 있는 클래드메탈(Clad metal)을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 클래드메탈의 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하는 탈지공정; 상기 클래드메탈의 표면을 부식시켜 산화막을 제거하는 에칭(Etching)공정; 상기 클래드메탈의 표면에 발생한 스머트(Smut)를 제거하는 디스머트(Desmut)공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 처리하는 제1표면처리 및 제2표면처리를 수행하는 표면처리공정; 상기 클래드메탈을 전극단자에 필요한 크기로 절단하는 커팅공정; 상기 클래드메탈의 절단면이 단부로 갈수로 두께가 얇아지는 경사부를 형성하도록 처리하는 에지공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 경계를 따라 절연필름을 부착하는 필름부착공정; 상기 부착된 절연필름을 가열하여 융착시키는 열융착공정; 및 상기 열융착된 절연필름의 단면 중심이 상기 클래드메탈의 단면 중심선에 맞춰지도록 프레스로 가압하는 성형프레스공정;으로 이루어짐으로써, 단자간 접합성과, 전극단자의 내식성 및 필름부착성을 향상시킬 수 있는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 이차전지용 전극단자에 관한 것으로서, 특히 이종 금속으로 구성되어 있는 클래드메탈(Clad metal)을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 관한 것이다.
전지는 충전된 에너지를 단순히 사용하고 버리는 일차 전지와, 수백 또는 수천 회 충전하면서 재사용이 가능한 이차 전지로 대별된다. 이차 전지의 종류로는 니카드 전지, 니켈수소 전지, 리튬 전지 등이 있는데 이 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 소형 IT기기의 배터리로 널리 활용되고 있으며, 편리성과 효율성을 기반으로 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid EV, PHEV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid EV), 제한속도안내기(Speed Limit Info, SLI) 및 가정과 산업용 에너지 저장시스템까지 활용범위가 확대되고 있다.
최근에는 모바일 기기의 다양화 및 경박단소화 경향으로 인해 두께가 얇은 각형 전지 및 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이 가운데 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 가벼운 파우치형 전지가 각광을 받고 있다. 이는 파우치 형태가 원형 또는 각형의 금속 외장재에 비해 박막화와 대형화에 유리하기 때문이다.
일반적으로 파우치형 이차전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막(separator)으로 이루어진 전극조립체와 전해액을 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 의해 밀봉 내장된 구조이며, 전극조립체의 양극 및 음극 각각은 하나 이상의 전극단자가 전지케이스의 외부로 노출되도록 형성된 것으로, 도 1a 및 도 1b에 종래기술에 따른 파우치형 리튬 이차전지용 전극단자의 구조를 간략히 도시하였다.
전극단자(Lead tab)는 그 일측이 이차전지의 단위셀 케이스 내부에 위치하고 타측은 단위셀 외부에 위치하며, 단위셀 내부의 전해액이 전극단자와 케이스의 접합부위를 통해 누액되는 것을 방지하기 위한 절연필름(20, Casting Poly-Propylene film, CPP film)이 중간에 부착된다. 전극단자는 금속 기재(10, Al, Cu, Ni)에 내식성 및 내마모성 확보 등을 위해 니켈도금을 하거나 산화방지막을 형성한 후, 그 상하면 일부에 전지케이스와의 밀봉성을 높이는 동시에 전기적인 절연상태를 확보하기 위해 절연필름(20)을 열융착하여 제조하며, 이차전지의 종류에 따라 다양한 형태와 크기를 갖는다.
전극단자는 전해액의 누수를 보완하는 주요 부품이면서, 이차전지의 양극과 음극을 형성하여 이차전지에 저장된 전기에너지를 외부로 내보내는 통로이기 때문에 전류흐름 및 발열 조건이 매우 중요하며, 우수한 전류흐름과 발열효과를 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다.
일반적으로, 양극단자는 알루미늄(Al)을 사용하고 음극단자는 구리(Cu)를 사용하며, 기계적인 에지(Edge)가공, 화학적 표면처리 및 도금 등의 공정들을 거쳐 내식성, 용접성, 굽힘성, 필름 부착성 및 낮은 전기저항 등의 물리화학적이고 전기적인 특성을 가지도록 제조된다.
이 중에서, 양극단자로 사용되는 알루미늄은 산화피막이 쉽게 형성되기 때문에 용접부위가 단락될 위험이 있고, 접촉저항이 증가하여 접촉불량이 발생하거나 방전전압이 저하될 소지가 있어, 무전해 니켈도금을 통해 용접성, 납땜성 및 내식성을 향상시키는 방법을 사용한다(등록특허공보 제10-0995886호 및 제10-1029821호 참조).
한편, 음극단자로 사용되는 구리는 단위셀 내부에서 전해액과 반응하거나 부식되지 않아야 하고, 외부적으로는 공기 중에서 산화되지 않아야 하기 때문에, 구리판의 양면에 니켈박막을 겹치고 고온에서 압연한 니켈압연구리판을 사용하거나 구리판에 니켈을 도금한 니켈도금구리판이 사용된다(공개특허공보 제10-2009-0114126호 참조).
전술한 전극단자의 제조방법들에서 보이는 바와 같이, 이차전지의 전극단자의 용접성, 납땜성 및 내식성을 향상시키기 위해서는 니켈도금을 수행해야 하며, 이를 위해서는 마스크(Mask) 또는 천공필름을 이용하여 니켈 부분 도금을 수행해야 하므로 추가적인 공정이 수반되는 불편함이 있다.
이차전지의 전극단자에 니켈도금을 수행하는 이유는 알루미늄으로 제조되는 파우치 및 파우치 내부에 형성되는 알루미늄 탭과의 접합성을 고려함과 동시에 파우치 외부에 구비되는 보호회로의 재질인 니켈과의 접합성을 고려하기 위해서는 전극단자의 일부는 알루미늄이어야 하고 일부는 니켈도금이 되어야 하기 때문이다.
따라서 이차전지의 전극단자의 일부를 니켈도금하는데 따른 불편함을 해소하기 위한 방안이 요망된다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이차전지의 전극단자의 일부를 니켈도금하는데 따른 불편함을 해소하기 위한 것으로, 이종의 금속으로 이루어진 클래드메탈(Clad metal)을 이용하여 이차전지용 전극단자를 구현함으로써 단자간 접합성과, 전극단자의 내식성 및 필름부착성을 향상시킬 수 있는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법은, 상기 클래드메탈의 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하는 탈지공정; 상기 클래드메탈의 표면을 부식시켜 산화막을 제거하는 에칭(Etching)공정; 상기 클래드메탈의 표면에 발생한 스머트(Smut)를 제거하는 디스머트(Desmut)공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 처리하는 제1표면처리 및 제2표면처리를 수행하는 표면처리공정; 상기 클래드메탈을 전극단자에 필요한 크기로 절단하는 커팅공정; 상기 클래드메탈의 절단면이 단부로 갈수로 두께가 얇아지는 경사부를 형성하도록 처리하는 에지공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 경계를 따라 절연필름을 부착하는 필름부착공정; 상기 부착된 절연필름을 가열하여 융착시키는 열융착공정; 및 상기 열융착된 절연필름의 단면 중심이 상기 클래드메탈의 단면 중심선에 맞춰지도록 프레스로 가압하는 성형프레스공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 있어서, 상기 열융착공정은, 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법은, 상기 클래드메탈을 전극단자에 필요한 크기로 절단하는 커팅공정; 상기 클래드메탈의 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하는 탈지공정; 상기 클래드메탈의 표면을 부식시켜 산화막을 제거하는 에칭(Etching)공정; 상기 클래드메탈의 표면에 발생한 스머트(Smut)를 제거하는 디스머트(Desmut)공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 처리하는 제1표면처리 및 제2표면처리를 수행하는 표면처리공정; 상기 탈지공정 내지 표면처리공정에서 처리되지 않은 부분을 절단하여 처리된 클래드메탈만을 남기는 커팅공정; 상기 클래드메탈의 절단면이 단부로 갈수로 두께가 얇아지는 경사부를 형성하도록 처리하는 에지공정; 상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 경계를 따라 절연필름을 부착하는 필름부착공정; 상기 부착된 절연필름을 가열하여 융착시키는 열융착공정; 및 상기 열융착된 절연필름의 단면 중심이 상기 클래드메탈의 단면 중심선에 맞춰지도록 프레스로 가압하는 성형프레스공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 있어서, 상기 열융착공정은, 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 있어서, 상기 열융착공정은, 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 제1가열유닛 및 제2가열유닛과, 상기 제1가열유닛 및 제2가열유닛 중 어느 한 유닛에 접촉 형성되는 단열재 및 상기 단열재와 나머지 유닛 사이에 형성되는 이격공간을 갖는 융착기에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명은 전극단자의 부분 니켈 도금 공정을 수행하기 위하여 수행해야 할 추가적인 공정이 필요치 않으므로 공정이 빠르고 정확하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 클래드메탈을 이용하여 이차전지의 전극단자를 제조하는데 따른 전극단자의 측면에 대한 내식성 및 산화방지력을 강화함으로써 전극단자의 신뢰성을 제고할 수 있다.
또한, 본 발명은 클래드메탈에 대한 필름부착성을 향상시킴으로써 전해액의 누수를 방지하는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 이차전지용 전극단자를 설명하기 위한 도면,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법의 공정도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 에지공정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 절연필름부착공정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 열융착공정을 설명하기 위한 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법의 공정도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 에지공정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 절연필름부착공정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 열융착공정을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, "부" 및 "유닛"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위 또는 모듈 형태로 구현될 수 있음을 의미한다.
이차전지용 금속단자는 단위셀 내부에서 전해액과 반응하거나 부식되지 않아야 하고, 외부적으로는 공기 중에서 산화되지 않아야 하며, 절연필름과는 잘 결합해야 하는 특성이 요구된다.
그러나 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 클래드메탈(Clad metal)을 이용하여 전극단자를 제조하고자 하는 경우에는, 도 1a에 도시된 종래기술에 따른 일반적인 1원금속 기재(10)의 공급방향과 직각인 절연필름(20)의 부착방향과 달리, 클래드메탈 기재(100)의 공급방향과 같은 방향으로 절연필름(130)을 융착시켜야 하며, 이에 따라 1원소재(10)와는 달리 가공해야 하는 에지가 절단면에 위치하고, 2원소재이기 때문에 도금을 위한 표면처리가 상이할 뿐만 아니라 절연필름(130)이 2원소재의 경계에 열융착되기 때문에 소재에 따라 상이한 온도로 열을 가해야 하는 어려움이 있다.
따라서 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자는 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 제조공정에 의하여 제조된다.
도 3은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법의 공정도로서, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법은 크게 탈지공정(101), 에칭공정(103), 디스머트공정(105), 표면처리공정(107), 커팅공정(109), 에지공정(111), 필름부착공정(113), 열융착공정(115) 및 성형프레스공정(117)으로 이루어질 수 있다.
도 2a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법은, 1원소재 전극단자가 아닌 클래드메탈(100)과 같은 2원소재의 전극단자를 제조하기 때문에, 알루미늄, 구리 및 구리합금 포일(foil)이 롤에 두루마리 형태로 감겨있는 형태로 사용되되, 도 2a에 도시된 바와 같이 클래드 형태로 구성된 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120)가 길이방향으로 나란히 공급된다. 상기 제1금속 기재(110) 및 제2금속 기재(120)는 각각 알루미늄 및 구리일 수 있으며, 알루미늄-구리, 알루미늄-니켈도금구리(Ni/Cu), 알루미늄-스테인레스(SUS), 구리도금니켈(Cu/Ni)-스테인레스, 구리-니켈, 알루미늄-니켈 등이 될 수 있다.
따라서 도 1b에 도시된 바와 같이 1원소재(10)일 경우에 길이방향에 직각인 형태로 절연필름(20)이 융착되는 반면에, 본 발명에서는 도 2b에 도시된 바와 같이 길이방향으로 클래드메탈(100)을 구성하는 두 소재(110, 120)의 경계에 절연필름(130)이 융착되므로, 에지공정(111)부터는 롤투롤(Roll to Roll) 방식이 아닌 지그(Jig)에 의한 디핑(Dipping) 방식으로 수행된다. 물론, 클래드메탈 기재(100)를 탈지공정(101) 이전에 커팅시켜서, 탈지공정(101)부터 전반적인 제조공정을 지그에 의한 디핑방식으로 수행할 수도 있다.
한편, 전지의 종류에 따라 더 높은 필름 부착력이 요구되는 경우에는 도 2c와 같이 제1금속 기재(110)가 알루미늄이라 하면, 절연필름(130)을 두 소재(110, 120)의 경계에 부착하는 것이 아니라 부착력이 더 좋은 소재인 알루미늄에 절연필름(130)을 융착시킬 수도 있다. 또한, 이차전지 내측의 특성에 따라 이차전지 내측으로 알루미늄 소재가 들어가면 안되는 경우에는 절연필름(130)을 알루미늄이 아닌 제2금속 기재(120)에 융착시킬 수도 있다.
탈지공정(101)은 클래드메탈 기재(100)가 탈지액 중에 침지된 채로 일정 속도로 이동하면서 탈지액 속에 투입된 초음파 진동자가 초당 20000번 이상의 진동을 가하여 금속 기재와 액 사이에 진동으로 인한 클래드메틸 기재(100)의 표면에 많은 기포를 발생시킴으로써 기재 표면에 부착되어 있는 유분이나 이물질 등의 오염물을 공동현상(cavitation)으로 제거할 수 있다.
에칭(Etching)공정(103)은 클래드메탈 기재(100)의 표면을 부식시켜 유지막 및 산화막을 제거하는 공정으로서, 산성 또는 염기성 용액에 침지된 채로 일정 속도로 이동하도록 하여 수행될 수 있다. 상기 탈지공정(101)과 에칭공정(103)은 동시에 이루어질 수도 있다.
디스머트(Desmut)공정(105)은 스머트(Smut) 제거제로 앞선 에칭공정(103)으로 인해 클래드메탈 기재(100)의 표면에 발생한 스머트를 제거한다. 스머트 제거제로는 퍼옥사이드(peroxide), 과황산암모늄, 질산, 불산, 과산화수소, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 부식 억제제 및 비이온성 계면활성체를 첨가물로 추가할 수 있다. 상기 에칭공정(103)과 디스머트공정(105)은 하나의 공정으로 연이어서 이루어질 수도 있다. 한편, 클래드메탈 기재(100)를 탈지공정(101) 이전에 커팅시켜서, 탈지공정(101)부터 지그에 의한 디핑방식으로 수행하는 경우에는 상기 디스머트공정(105)을 생략하고, 앞선 에칭공정(103)을 반복 수행할 수도 있다.
표면처리공정(107)은 클래드메탈 기재(100)가 도금조에 침지된 채로 일정 속도로 이동하면서 니켈이 도금되는 전해 니켈도금일 수도 있고, 환원반응에 의하여 니켈이 도금되는 무전해 니켈 도금 공정일 수도 있다.
상기 표면처리공정(107)에서는 무전해 니켈도금 후 니켈 도금층이 변색되거나 산화되는 것을 방지하기 위한 후처리 공정으로서, 산화방지제를 이용하여 상기 무전해 니켈 도금막 상부에 산화방지막을 더 형성할 수 있다. 또한, 상기 표면처리공정(107) 및 산화방지막 형성이 완료되면 건조공정을 더 수행할 수 있다.
본 발명에서는 클래드메탈 기재(100)를 사용하기 때문에, 상기 표면처리공정(107)은 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120)의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 1차 및 2차에 걸쳐 각각 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120)의 표면을 처리하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 에칭공정(103) 및 디스머트공정(105) 이후에 상기 표면처리공정(107)을 수행하기 전에 클래드메탈 기재(100)의 표면에 도금 밀착성을 높이기 위해 니켈을 전착시키는 전착공정을 더 수행할 수 있다.
상기 표면처리공정(107)이 완료된 클래드메탈 기재(100)는 전극단자에 필요한 크기로 커팅된다. 커팅공정(109)은 클래드메탈 기재(100)가 탈지공정(101) 이전부터 커팅된 상태로 전술한 탈지공정(101) 내지 표면처리공정(107)을 디핑타입으로 수행한 경우에는 디핑 시 지그에 고정되었기 때문에 처리가 되지 않은 부분을 잘라내는 샤링(Shearing)공정일 수 있다.
커팅공정(109)을 수행한 클래드메탈 기재(100)는 에지공정(111)을 수행한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 에지공정(111)은 앞선 커팅공정(109)에서 잘려진 절단면(C)을 도 4b에 도시된 바와 같이 단부로 갈수록 두께가 얇아지는 경사부(140)를 형성하도록 처리한다. 이때, 전극단자(100)의 표면 전체에 일정한 압력을 가할 수 있도록 돌출부(150)가 더 마련될 수 있다. 이에 따라, 경사부(140) 및 돌출부(150)가 형성되어 절연필름(130)에 대한 원만한 부착면이 형성되어, 전극단자(100)의 양측 가장자리에 생길 수 있는 극세공과 기포 없이 절연필름(130)을 용이하게 접착할 수 있으며, 이에 따라 절연 및 전해액의 누수를 크게 개선할 수 있다. 도 5에 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 절연필름부착공정(113)을 통해 절연필름(130)이 접착된 전극단자(100)를 도시하였다.
절연필름부착공정(113)은 클래드메탈 기재(100)를 구성하는 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120)의 경계를 따라 절연필름(130)을 부착한다.
이에 열융착공정(115)은 앞선 절연필름부착공정(113)에서 부착된 절연필름(113)이 클래드메탈 기재(100)에 융착되도록 가열한다. 이때, 클래드메탈 기재(100)를 구성하는 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120) 사이에는 히팅(Heating)값의 편차가 발생하기 때문에 일반적인 열융착장치를 사용할 수 없다.
따라서 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 열융착공정(115)은 제1금속 기재(110)와 제2금속 기재(120)를 각각 서로 다른 온도로 가열할 수 있도록 도 6의 융착기를 사용한다.
도 6은 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정 중 열융착공정을 설명하기 위한 도면으로서, 열융착공정(115)은 서로 다른 온도로 각각 가열하는 제1가열유닛(210) 및 제2가열유닛(220)과, 상기 제1가열유닛(210) 및 제2가열유닛(220) 사이에 단열재(230) 및 이격공간(240)이 구비된다.
마지막으로 성형프레스공정(117)은 앞선 열융착공정(115)에서 전극단자(100)에 융착된 절연필름(130)의 단면 중심이 전극단자(100)의 단면 중심선에 맞춰지도록 센터링을 위해 수행된다.
상기 성형프레스공정(117)을 끝으로 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정이 완료된다.
한편, 전술한 설명에서는 탈지공정(101)에서 성형프레스공정(117)에 이르는 전 공정이 순차적을 수행되는 것으로 설명하였으나, 전지의 종류와 롤투롤 또는 디핑방식에 따라 그 공정의 일부 순서가 바뀌어 수행될 수도 있으며, 일부 공정이 생략될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조공정은 클래드메탈을 이용하여 이차전지의 전극단자를 제조하는데 따른 전극단자의 측면에 대한 내식성 및 산화방지력을 강화함으로써 전극단자의 신뢰성을 제고할 수 있으며, 클래드메탈에 대한 필름부착성을 향상시킴으로써 전해액의 누수를 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.
100: 클래드메탈 기재 전극단자
110: 제1금속 기재
120: 제2금속 기재 130: 절연필름
140: 경사부 150: 돌출부
200: 융착기 210: 제1가열유닛
220: 제2가열유닛 230: 단열재
240: 이격공간
120: 제2금속 기재 130: 절연필름
140: 경사부 150: 돌출부
200: 융착기 210: 제1가열유닛
220: 제2가열유닛 230: 단열재
240: 이격공간
Claims (5)
- 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 있어서,
상기 클래드메탈의 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하는 탈지공정;
상기 클래드메탈의 표면을 부식시켜 산화막을 제거하는 에칭(Etching)공정;
상기 클래드메탈의 표면에 발생한 스머트(Smut)를 제거하는 디스머트(Desmut)공정;
상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 처리하는 제1표면처리 및 제2표면처리를 수행하는 표면처리공정;
상기 클래드메탈을 전극단자에 필요한 크기로 절단하는 커팅공정;
상기 클래드메탈의 절단면이 단부로 갈수로 두께가 얇아지는 경사부를 형성하도록 처리하는 에지공정;
상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 경계를 따라 절연필름을 부착하는 필름부착공정;
상기 부착된 절연필름을 가열하여 융착시키는 열융착공정; 및
상기 열융착된 절연필름의 단면 중심이 상기 클래드메탈의 단면 중심선에 맞춰지도록 프레스로 가압하는 성형프레스공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 열융착공정은,
상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법.
- 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법에 있어서,
상기 클래드메탈을 전극단자에 필요한 크기로 절단하는 커팅공정;
상기 클래드메탈의 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하는 탈지공정;
상기 클래드메탈의 표면을 부식시켜 산화막을 제거하는 에칭(Etching)공정;
상기 클래드메탈의 표면에 발생한 스머트(Smut)를 제거하는 디스머트(Desmut)공정;
상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 인장강도의 편차를 줄이기 위하여 상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 처리하는 제1표면처리 및 제2표면처리를 수행하는 표면처리공정;
상기 탈지공정 내지 표면처리공정에서 처리되지 않은 부분을 절단하여 처리된 클래드메탈만을 남기는 커팅공정;
상기 클래드메탈의 절단면이 단부로 갈수로 두께가 얇아지는 경사부를 형성하도록 처리하는 에지공정;
상기 클래드메탈을 구성하는 제1금속 및 제2금속의 경계를 따라 절연필름을 부착하는 필름부착공정;
상기 부착된 절연필름을 가열하여 융착시키는 열융착공정; 및
상기 열융착된 절연필름의 단면 중심이 상기 클래드메탈의 단면 중심선에 맞춰지도록 프레스로 가압하는 성형프레스공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 열융착공정은,
상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 열융착공정은,
상기 제1금속 및 제2금속의 표면을 각각 서로 다른 온도로 가열하는 제1가열유닛 및 제2가열유닛과, 상기 제1가열유닛 및 제2가열유닛 중 어느 한 유닛에 접촉 형성되는 단열재 및 상기 단열재와 나머지 유닛 사이에 형성되는 이격공간을 갖는 융착기에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 클래드메탈을 이용한 이차전지용 전극단자의 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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