KR20180113693A - Battery Cell Comprising Electrode Tab of Improved Weld-ability - Google Patents
Battery Cell Comprising Electrode Tab of Improved Weld-ability Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180113693A KR20180113693A KR1020170045071A KR20170045071A KR20180113693A KR 20180113693 A KR20180113693 A KR 20180113693A KR 1020170045071 A KR1020170045071 A KR 1020170045071A KR 20170045071 A KR20170045071 A KR 20170045071A KR 20180113693 A KR20180113693 A KR 20180113693A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- electrode tab
- positive electrode
- coupled
- tab
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 claims description 7
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- -1 LiV 3 O 8 Chemical class 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 6
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N trimethyl orthoformate Chemical compound COC(OC)OC PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical compound FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007969 Li-Co-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008163 Li1+x Mn2-x O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012722 Li3N-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012716 Li3N-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012734 Li3N—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013043 Li3PO4-Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013035 Li3PO4-Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012810 Li3PO4—Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012797 Li3PO4—Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012047 Li4SiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012075 Li4SiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012057 Li4SiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015044 LiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013709 LiNi 1-x M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012573 LiSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012346 LiSiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012345 LiSiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012348 LiSiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006555 Li—Co—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O Chemical compound NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical class C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDDVNKWVBSLTMB-UHFFFAOYSA-N [Cu]=O.[Li] Chemical compound [Cu]=O.[Li] QDDVNKWVBSLTMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N [Li].BCl Chemical compound [Li].BCl BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- AXDCOWAMLFDLEP-UHFFFAOYSA-N dimethoxyphosphoryl dimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OP(=O)(OC)OC AXDCOWAMLFDLEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010294 electrolyte impregnation Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N furan-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC=1OC(O)=C(O)C=1O BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N germanium monoxide Inorganic materials [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QEXMICRJPVUPSN-UHFFFAOYSA-N lithium manganese(2+) oxygen(2-) Chemical group [O-2].[Mn+2].[Li+] QEXMICRJPVUPSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VROAXDSNYPAOBJ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)nickel Chemical group [Li+].[O-][Ni]=O VROAXDSNYPAOBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005608 sulfonated EPDM Polymers 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015041 whisky Nutrition 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01M2/263—
-
- 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
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- 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
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- H01M2/0217—
-
- H01M2/022—
-
- H01M2/0285—
-
- H01M2/046—
-
- H01M2/0473—
-
- H01M2/30—
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- 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
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
-
- 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
-
- Y02E60/12—
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 용접성이 향상된 전극 탭을 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode tab with improved weldability.
최근, 충방전이 가능한 이차전지셀은 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 상기 전지셀은 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.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary battery cells have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the battery cell may be an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), a hybrid electric vehicle (E-bikes), electric scooters (E-scooters), electric golf carts (electric golf carts), and the like. carts, or power storage systems.
전지셀은 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 전극조립체가 전해질이 함침된 상태로 케이스에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전극조립체는 긴 시트형의 집전체 호일 양면에 전극 활물질을 도포한 양극과 음극을 분리막을 개재한 상태로 둥글게 권취한 젤리-롤형과, 일정한 단위크기의 집전체 호일 양면에 전극 활물질을 도포한 다수의 양극과 음극을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형으로 구분된다.The battery cell has a structure in which an electrode assembly in which a separator is interposed between an anode and a cathode is sealed in a case in which the electrolyte is impregnated. The electrode assembly includes a jelly-roll type in which a positive electrode coated with an electrode active material on both sides of a long sheet-like current collector foil and a jelly-roll type wound roundly with a separator interposed therebetween, and a plurality of electrode active materials coated on both sides of a current collector foil And stacked in a stacked structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
이러한 전극조립체를 전지케이스에 내장한 형태에 따라 전지셀을 분류하기도 하는데, 원통형의 금속 캔에 내장한 원통현 전지셀, 각형의 금속 캔에 내장한 각형 전지셀, 및 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스에 내장한 파우치형 전지셀이 있다. 그 중 원통형 전지셀은 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.The battery cell may be classified according to the shape in which the electrode assembly is housed in the battery case. The battery cell may be classified into a cylindrical battery cell built in a cylindrical metal can, a rectangular battery cell built in a rectangular metal can, and a pouch- There is a pouch-shaped battery cell built into the case. Among them, a cylindrical battery cell has a relatively large capacity and is structurally stable.
일반적으로 원통형 전지셀은, 젤리-롤형 전극조립체를 원통형 금속 캔에 장착한 상태에서 전극조립체의 음극에서 연장된 음극 탭을 캔의 하단에 용접하고, 전극조립체와 전해질이 내장된 상태에서 전지를 밀폐시키기 위해 그것의 상단에 결합되는 캡 어셈블리의 돌출단자에 전극조립체의 양극에서 연장된 양극 탭을 용접하여 제조한다.Generally, in a cylindrical battery cell, a negative electrode tab extending from a negative electrode of an electrode assembly is welded to the lower end of a can while a jelly-roll type electrode assembly is mounted on a cylindrical metal can, and the battery is sealed A positive electrode tab extending from the anode of the electrode assembly is welded to the protruding terminal of the cap assembly coupled to the top of the cap assembly.
다만, 전지셀의 외부에서 가해지는 충격 또는 낙하로 인해 전지 내부의 용접부위의 접합력이 약화되어, 용접부위의 일부 또는 전체가 탈락되거나 절단되는 문제가 발생하게 되고, 이 상태에서 다량의 전류가 흐르게 될 경우, 단락에 의한 발열 및 폭발의 위험성이 있다.However, due to impact or dropping applied from the outside of the battery cell, the bonding force of the welded portion inside the battery is weakened, so that a part or the whole of the welded portion is detached or cut off. In this state, a large amount of current There is a risk of heat generation and explosion by the short circuit.
따라서, 용접 강도가 향상된 구조의 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery cell having a structure with improved welding strength.
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 발명의 목적은, 용접 강도가 향상된 구조의 전지셀을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery cell having a structure with improved welding strength.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:
양극 탭과 음극 탭이 각각 외향 돌출되어 있는 젤리-롤이 전해액과 함께 전지케이스인 금속 캔에 내장되어 있는 구조의 전지셀로서,A battery cell having a structure in which a jelly-roll in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude outward is embedded in a metal can as a battery case together with an electrolyte,
상기 젤리-롤은 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 권취되어 있는 구조로 이루어져 있고;The jelly-roll has a structure in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are wound with a separator interposed therebetween;
상기 양극 탭은 일측 단부 부위가 양극 시트에서 양극 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 집전체의 무지부에 결합되어 있고 타측 단부 부위가 전지셀의 내부에 결합되어 있으며, 상기 음극 탭은 일측 단부 부위가 음극 시트에서 음극 활물질이 도포되어 있지 않은 음극 집전체의 무지부에 결합되어 있고 타측 단부 부위가 전지셀의 내부에 결합되어 있으며;Wherein the positive electrode tab has one end portion coupled to an unoccupied portion of a positive electrode current collector to which the positive electrode active material is not applied on the positive electrode sheet and the other end portion is coupled to the inside of the battery cell, The sheet is coupled to the non-coated portion of the negative electrode current collector to which the negative electrode active material is not applied, and the other end portion is coupled to the inside of the battery cell;
상기 양극 탭 및 음극 탭 중의 적어도 하나는, 화학적 방법 또는 기계적 방법에 의해, 탭의 표면이 조면화 되어있는 상태에서 무지부 또는 전지셀의 내부에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.Wherein at least one of the positive electrode tab and the negative electrode tab is bonded to the inside of the non-coated portion or the battery cell in a state in which the surface of the tab is roughened by a chemical method or a mechanical method.
즉, 본 발명의 전지셀은, 양극 탭 및 음극 탭들의 표면이 화학적 방법 또는 기계적 방법을 통해 조면화 되어 있으므로, 탭과 이에 밀착되는 피용접물, 예를 들어 집전체의 무지부와의 용접이 더욱 공고하게 이루어져 있는 구조이고, 이에 따라 용접 강도가 높은 구조적 장점을 가진다.That is, in the battery cell of the present invention, since the surfaces of the positive electrode tab and the negative electrode tab are roughened by a chemical method or a mechanical method, the welding between the tab and the welded member, for example, And thus has a structural advantage of high welding strength.
본 발명에서, 양극 탭 및 음극 탭의 일측 단부 부위는 각각 초음파 용접에 의해 집전체의 무지부에 결합되어 있을 수 있다.In the present invention, one end portion of the positive electrode tab and the negative electrode tab may be respectively coupled to the non-coated portion of the current collector by ultrasonic welding.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 원통형인 금속 캔의 개방 상단부에 캡 어셈블리가 결합되어 있는 원통형 전지셀이며;In one specific example, the battery cell is a cylindrical battery cell having a cap assembly coupled to an open top end of a cylindrical metal can;
상기 양극 탭의 타측 단부 부위는 캡 어셈블리의 하단에 저항 용접으로 결합되어 있고, 상기 음극 탭의 타측 단부 부위는 금속 캔의 하단 내면에 저항 용접으로 결합되어 있을 수 있다.The other end portion of the positive electrode tab may be coupled to the lower end of the cap assembly by resistance welding. The other end portion of the negative electrode tab may be coupled to the lower end inner surface of the metal can by resistance welding.
이러한 구조에서, 상기 저항 용접에 의해 각각 결합되는 양극 탭 및 음극 탭의 타측 단부 부위들에서 탭의 용접면이 조면화 되어 있을 수 있으며, 이에 통해 양극 탭 및 음극 탭의 타측 단부 부위들과 캡 어셈블리 및 금속 캔간의 더욱 향상된 용접 강도를 제공한다.In this structure, the welding surfaces of the tabs at the other end portions of the positive electrode tab and the negative electrode tab respectively coupled by the resistance welding may be roughened, and the other end portions of the positive electrode tab and the negative electrode tab, And further improved weld strength between the metal can.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 각형인 금속 캔의 개방 상단부에 돌출 단자를 포함하는 캡 플레이트가 결합되어 있는 각형 전지셀이며;In another specific example, the battery cell is a prismatic battery cell having a cap plate coupled to an open top end of a rectangular metal can including a protruding terminal;
상기 양극 탭의 타측 단부 부위는 돌출 단자와 전기적으로 절연된 캡 플레이트의 하면 부위에 저항 용접으로 결합되어 있고, 상기 음극 탭의 타측 단부 부위는 돌출 단자의 하단에 저항 용접으로 결합되어 있을 수 있다.The other end portion of the positive electrode tab may be connected by resistance welding to the lower surface of the cap plate electrically insulated from the protruding terminal. The other end portion of the negative electrode tab may be coupled to the lower end of the protruding terminal by resistance welding.
마찬가지로, 상기 저항 용접에 의해 각각 결합되는 양극 탭 및 음극 탭의 타측 단부 부위들에서 탭의 용접면이 조면화 되어 있을 수 있고, 이를 통해 양극 탭 및 음극 탭의 타측 단부 부위들과 캡 플레이트의 하면 부위 및 돌출단자의 하단간의 더욱 향상된 용접 강도를 제공한다.Similarly, the welding surfaces of the tabs may be roughened at the other end portions of the positive electrode tab and the negative electrode tab respectively coupled by the resistance welding, and the other end portions of the positive electrode tab and the negative electrode tab, Thereby providing a further improved weld strength between the lower end of the projecting portion and the projecting terminal.
즉, 본 발명에 따른 조면화된 전극 탭은 케이스 내부의 부품들과의 용접이 수행되는 모든 부위의 용접 강도의 품질 향상을 제공할 수 있다.That is, the roughened electrode tab according to the present invention can provide an improvement in the weld quality of all parts where welding with parts inside the case is performed.
상술한 용접 강도의 향상을 위해 조면화된 탭들의 일면과 대향되는 타측면에는 조면화된 표면의 형상과 대응되는 형상의 미세 홈이 형성되어 있을 수 있으며, 이러한 미세 홈에는 전해액의 일부가 함습될 수 있다. 전지셀의 반복적인 충방전으로 전극에 함침되어 있던 전해액이 고갈되는 경우, 상기 함습된 전해액이 이를 대체하여 이차전지의 수명특성 향상에 기여할 수 있다.In order to improve the welding strength described above, fine grooves having shapes corresponding to the shape of the roughened surface may be formed on the other side opposite to one surface of the roughened taps, and a portion of the electrolyte is introduced into the fine grooves . When the electrolytic solution impregnated into the electrode is depleted due to repetitive charging and discharging of the battery cell, the electrolytic solution may replace the electrolytic solution, thereby contributing to the improvement of the life characteristics of the secondary battery.
한편, 본 발명의 조면화된 탭의 표면에는 1 마이크로미터 내지 1 밀리미터 크기의 미세 요철들이 형성되어 있을 수 있다.On the other hand, the surface of the roughened tab of the present invention may have minute unevenness of 1 micrometer to 1 millimeter in size.
미세 요철들의 크기가 1 마이크로미터 이하 일 경우, 미세 요철을 형성하기 위한 가공에 어려움이 따르고, 소망하는 용접강도의 향상을 충족시키기 어려워 바람직하지 않으며, 1 밀리미터를 초과할 경우, 조면화된 부위의 강도가 상대적으로 취약해지는 바, 전극 탭의 강도를 감소시키므로 바람직하지 않다.When the size of the fine concavities and convexities is less than 1 micrometer, it is difficult to process for forming micro-irregularities, it is difficult to satisfy the desired improvement of the welding strength and it is not preferable. When the size is more than 1 millimeter, The strength becomes relatively weak, which is undesirable because it reduces the strength of the electrode tab.
상기 미세 요철의 크기란, 미세 요철들이 형성하는 간격과 골의 깊이들의 평균으로 결정될 수 있으며, 이는 달리 말하면 표면 거칠기의 정도를 나타낼 수 있다.The size of the fine irregularities can be determined by an average of the intervals formed by the minute irregularities and the depths of the valleys, which in other words can indicate the degree of surface roughness.
상기 미세 요철들은 탭의 표면에 형성되어 있는 미세 돌기들에 의해 이루어져 있을 수 있으며, 또는, 상기 미세 요철들은 탭의 표면에 형성되어 있는 복수의 미세 그루브들에 의해 이루어져 있을 수 있다.The fine irregularities may be formed by fine protrusions formed on the surface of the tab, or the fine irregularities may be formed by a plurality of fine grooves formed on the surface of the tab.
상기 미세의 단위는, 적어도 1 마이크로미터에서 1000마이크로미터 내에서 상기 돌기와 그루브의 폭 및 높이 중 선택되는 하나를 의미한다. The fine unit means one selected from the width and the height of the projection and groove within at least 1 micrometer to 1000 micrometer.
한편, 본 발명에서 전극 탭의 표면을 조면화 시키는 방법은 화학적 방법 또는 기계적 방법에 의한 것일 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the surface of the electrode tab may be roughened by a chemical method or a mechanical method.
구체적으로, 화학적 방법은 에칭에 의해 수행될 수 있고, 기계적 방법은 샌드 블라스팅 또는 압연에 의해 수행되는 것일 수 있다.Specifically, the chemical method may be performed by etching, and the mechanical method may be performed by sandblasting or rolling.
본 발명은 또한 상기 방법으로 표면이 조면화된 전극 탭을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery characterized by an electrode tab whose surface is roughened by the above method.
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.The secondary battery is not particularly limited in its kind, but specific examples thereof include a lithium ion (Li-ion) secondary battery having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability, a lithium polymer secondary battery Battery, or a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer secondary battery.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
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.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector and / or an extended current collector, and then drying the resultant. Optionally, do.
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.The cathode current collector and / or the elongated current collector are generally made to have a thickness of 3 to 500 micrometers. The positive electrode current collector and the elongate current collector are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, A surface treated with carbon, nickel, titanium, or silver on the surface of stainless steel may be used. The anode current collector and the elongate current collector may have various shapes such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material.
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.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.
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.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
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.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
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.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
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.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on the negative electrode current collector and / or the extended current collector, and may optionally further include the components as described above.
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.The cathode current collector and / or the extension current collector are generally made to a thickness of 3 to 500 micrometers. The negative electrode current collector and / or the elongated current collector are not particularly limited as long as they have electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like on the surface of copper or stainless steel, and aluminum-cadmium alloy may be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.
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.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x < Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.
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.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the membrane is generally 0.01 to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 to 300 micrometers. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
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.The electrolytic solution may be a non-aqueous electrolytic solution containing a lithium salt, and is composed of a non-aqueous electrolytic solution and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like are used, but the present invention is not limited thereto.
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.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
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.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.
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.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.
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.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.
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.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the nonaqueous electrolytic solution is preferably a solution prepared by dissolving or dispersing in a solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, hexaphosphoric triamide, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like may be added have. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.
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.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.
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.The present invention also provides a battery pack including at least one secondary battery, a battery module including at least two secondary batteries, or a device including at least one secondary battery.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 양극 탭 및 음극 탭들의 표면이 화학적 방법 또는 기계적 방법을 통해 조면화 되어 있으므로, 탭과 이에 밀착되는 피용접물, 예를 들어 집전체의 무지부와의 용접이 더욱 공고하게 이루어져 있는 구조이고, 이에 따라 용접 강도가 높은 구조적 장점을 가진다.As described above, in the battery cell according to the present invention, since the surfaces of the positive electrode tab and the negative electrode tab are roughened by a chemical method or a mechanical method, the tab and the material to be welded thereto, So that the welding strength is high, which is a structural advantage.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체를 이루고 있는 전극 시트의 평면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 수직 단면도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 평면도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 평면도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 슬리팅 공정의 과정을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 이차전지의 구조에 대한 분해 사시도이다.1 is a vertical sectional view of a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of an electrode sheet constituting a jelly-roll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention;
3 is a vertical cross-sectional view of a roughened electrode tab according to one embodiment of the present invention;
4 is a plan view of a roughened electrode tab according to another embodiment of the present invention;
5 is a plan view of a roughened electrode tab according to another embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a process of a slitting process according to an embodiment of the present invention; FIG.
7 is an exploded perspective view of a prismatic secondary battery according to another embodiment of the present invention.
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 1에는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 수직 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체를 이루고 있는 전극 시트의 평면도가 도시되어 있으며, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 수직 단면도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a vertical sectional view of a cylindrical rechargeable battery according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of an electrode sheet constituting a jelly-roll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention. A vertical cross-sectional view of a roughened electrode tab according to one embodiment of the present invention is shown.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지(100)는 원통형 캔(30), 캔(30)의 내부에 수용되는 젤리-롤형의 전극조립체(30), 캔(20)의 상부에 결합되어 개방 상단에 양극 단자(11)를 형성하는 캡 어셈블리(40) 및 전지를 밀봉하기 위한 클림핑 부(50)로 구성되어 있다. 전극조립체(20)는 양극(21)과 음극(22), 및 이들 사이에 분리막(23)을 개재한 후 둥근 형태로 감은 구조로 전지케이스 내부에 수납되어 있다.1 to 3, a cylindrical
상기 원통형 전지(100)의 양극(21)은 1개의 양극 탭(25)을 양측에 활물질이 코팅된 양극 코팅부(27)가 위치하도록, 활물질이 도포되지 않은 양극(21)의 무지부(23) 상에 부착하며, 음극(22)은 1개의 음극 탭(26)을 음극(22)의 일 측단부, 즉, 음극 활물질이 코팅된 부위(28)를 제외한 나머지 부위인 음극 무지부(24)에 위치되어 있다.The
상기와 같이 전극 탭(25, 26)들이 전극 무지부(23, 24)에 부착됨으로써, 가능한 내부 저항을 작게하고, 실제 사용환경에서 발열이 적게 발생해 고율 방전(high rate discharge) 시에 유리하다.Since the
또한, 상기 전극 탭(25, 26)들의 일면의 용접이 수행되는 부위에는 화학적 또는 물리적 방법에 의한 조면화 공정에 의해 미세 돌기(270) 또는 미세 그루브(280)를 형성하고 있으며, 이를 통해 전극 탭(25, 26)들에서 수행되는 모든 용접들의 용접 강도를 향상시킬 수 있다.The
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 평면도가 모식적으로 도시되어 있으며, 양극 탭과 음극 탭은 동일한 구조인 바, 설명의 편의를 위해 도 4의 평면도에서는 양극 탭에 대해서만 설명한다.4 is a schematic plan view of a roughened electrode tab according to another embodiment of the present invention. The positive electrode tab and the negative electrode tab have the same structure. For convenience of explanation, in the plan view of FIG. 4, .
도 4를 참조하면, 양극 탭(300)은 일면에 조면화 부위(323), 즉, 미세 돌기(도 3의 270) 또는 미세 그루브(도 3의 280)를 포함하고 있으며, 이와 대향되는 타측면(376)에는 미세 홈(375)들을 포함하고 있다.Referring to FIG. 4, the
이러한 미세 홈(375)들은 일면(375)에 형성된 조면화 부위(323)인 미세 돌기(도 3의 270) 또는 미세 그루브(도 3의 280)와 대응되는 형상이며, 상기 미세 홈들은 전지셀 내부에서 전해액을 소량 머금고 있을 수 있으므로, 이차전지의 전해액 함침성을 향상시켜 전지의 수명특성 향상에 기여하면서도 용접강도의 신뢰성 또한 담보할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조면화된 전극 탭의 평면도가 도시되어 있으며, 마찬가지로, 도 5의 평면도에서는 양극 탭에 대해서만 설명한다.5 is a plan view of a roughened electrode tab according to another embodiment of the present invention. Similarly, only a positive electrode tab is illustrated in the plan view of FIG.
도 5를 참조하면, 양극 탭(400) 일측 전면(475)이 조면화 부위(423)를 포함하고 있으며, 이와 대향되는 타측면의 전면(424) 또한 미세홈(423)을 포함하고 있다.5, one
이러한 구조는 전해액 함침성을 더욱 향상시키기 위해 고안된 구조이며, 용접이 이루어지는 양극 탭의 표면 일부(a)를 제외한 나머지의 표면(b)에 형성된 미세돌기 또는 미세 그루브를 포함하는 조면화 부위(423)는 전해액을 머금기에 용이한 구조인 바, 이차전지의 전해액 함침성을 더욱 향상시켜 전지의 수명특성 향상에 기여할 수 있다.This structure is designed to further improve the electrolyte impregnation property. The structure has a roughened
도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 슬리팅 과정이 모식적으로도시되어 있다.FIG. 6 schematically shows a slitting process according to an embodiment of the present invention.
도 6를 참조하면, 슬리팅 과정을 구성하는 장치로서, 조면화 장치(501), 이송 부재(502), 슬리팅 장치(503) 및 절단 장치(505)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, a
구체적으로, 이송부재(502)를 통해 이동되는 금속판(508)이 슬리팅 장치(503)에 의해 절단되어 전극 탭으로 제조되기 전, 조면화 장치(501)에서 물리적 방법 또는 화학적 방법을 통해 금속판(508)의 표면에 조면화 공정을 거치게 된다. 이때 조면화 공정은 금속판(508)의 이동방향과 수직한 방향, 즉, 금속판(508)의 폭 방향으로 실시되며, 상기 조면화 공정을 거쳐 금속판(508)의 표면에 미세 돌기 또는 미세 그루브를 포함하는 조면화 부위(510)를 형성하게 된다.More specifically, before the
이후, 조면화 공정을 거친 금속판(508)은 이송부재(502)에 의해 이동되어 슬리팅 장치(503)로 입고되고, 슬리팅 장치(503)에 의해 금속판(508)의 이동방향으로 금속판(508)이 절단되어 전극 탭의 폭길이를 형성하면서 이동되고, 다시 이동된 금속판(508)은 절단 장치(505)에 입고되며, 상기 절단 장치(505)에 의해 금속판의 폭 방향으로 절단되어 조면화 부위(510)를 포함하는 전극 탭이 완성된다.Thereafter, the
이러한 전극 탭의 제조 방법은, 슬리팅 공정 이전에, 조면화 공정이 전극판에 일괄적으로 수행되는 바, 균일한 조면화 부위를 형성하며, 기존의 전지셀 조립 과정에서 개체마다 수행되었던 전극 탭의 조면화 공정을 대체할 수 있으므로, 공정의 효율을 증가 시킬 수 있다.Since the roughening process is performed on the electrode plate at a time prior to the slitting process, the electrode tabs are uniformly roughened, and the electrode tabs It is possible to increase the efficiency of the process.
상기에서 설명한 제조 방법에 따른 전극 탭의 규격은 슬리팅 장치(503)와 절단 장치(505)를 조정하여 자유롭게 설정할 수 있으며, 설정된 전극 탭의 규격에 따라, 조면화 장치(501)를 설정하여 조면화 부위(510)의 위치와 크기를 수정할 수 있다.The size of the electrode tab according to the manufacturing method described above can be freely set by adjusting the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 이차전지의 구조에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.7 is an exploded perspective view of a prismatic secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 각형 이차전지(600)는 전극 조립체(610)가 수납된 상태로 밀봉되는 구조로 이루어져 있으며, 양극 탭(602)이 캡 플레이트(610)의 하면 부위와 결합되고, 음극 탭(603)이 캡 플레이트(610)와 전기적으로 절연된 돌출단자(606)와 결합되는 구조이며, 이를 제외한 나머지 구조는 도 1 내지 도 5의 원통형 이차전지 및 전극 탭의 구조와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7, the prismatic
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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (11)
상기 젤리-롤은 양극 시트와 음극 시트가 분리막이 개재된 상태로 권취되어 있는 구조로 이루어져 있고;
상기 양극 탭은 일측 단부 부위가 양극 시트에서 양극 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 집전체의 무지부에 결합되어 있고 타측 단부 부위가 전지셀의 내부에 결합되어 있으며, 상기 음극 탭은 일측 단부 부위가 음극 시트에서 음극 활물질이 도포되어 있지 않은 음극 집전체의 무지부에 결합되어 있고 타측 단부 부위가 전지셀의 내부에 결합되어 있으며;
상기 양극 탭 및 음극 탭 중의 적어도 하나는, 화학적 방법 또는 기계적 방법에 의해, 탭의 표면이 조면화 되어있는 상태에서 무지부 또는 전지셀의 내부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.A battery cell having a structure in which a jelly-roll in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude outward is embedded in a metal can as a battery case together with an electrolyte,
The jelly-roll has a structure in which a cathode sheet and a cathode sheet are wound with a separator interposed therebetween;
Wherein the positive electrode tab has one end portion coupled to an unoccupied portion of a positive electrode current collector to which the positive electrode active material is not applied on the positive electrode sheet and the other end portion is coupled to the inside of the battery cell, The sheet is coupled to the non-coated portion of the negative electrode current collector to which the negative electrode active material is not applied, and the other end portion is coupled to the inside of the battery cell;
Wherein at least one of the positive electrode tab and the negative electrode tab is bonded to the inside of the non-molded portion or the battery cell in a state in which the surface of the tab is roughened by a chemical method or a mechanical method.
상기 전지셀은 원통형인 금속 캔의 개방 상단부에 캡 어셈블리가 결합되어 있는 원통형 전지셀이며;
상기 양극 탭의 타측 단부 부위는 캡 어셈블리의 하단에 저항 용접으로 결합되어 있고, 상기 음극 탭의 타측 단부 부위는 금속 캔의 하단 내면에 저항 용접으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The method according to claim 1,
Wherein the battery cell is a cylindrical battery cell having a cap assembly coupled to an open upper end of a cylindrical metal can;
Wherein the other end portion of the positive electrode tab is coupled to the lower end of the cap assembly by resistance welding and the other end portion of the negative electrode tab is coupled to the lower end inner surface of the metal can by resistance welding.
상기 전지셀은 각형인 금속 캔의 개방 상단부에 돌출 단자를 포함하는 캡 플레이트가 결합되어 있는 각형 전지셀이며;
상기 양극 탭의 타측 단부 부위는 돌출 단자와 전기적으로 절연된 캡 플레이트의 하면 부위에 저항 용접으로 결합되어 있고, 상기 음극 탭의 타측 단부 부위는 돌출 단자의 하단에 저항 용접으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The method according to claim 1,
Wherein the battery cell is a prismatic battery cell having a cap plate coupled to an open upper end of a rectangular metal can including a protruding terminal;
The other end portion of the positive electrode tab is coupled by resistance welding to the lower surface portion of the cap plate electrically insulated from the protruding terminal and the other end portion of the negative electrode tab is coupled to the lower end of the protruding terminal by resistance welding. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170045071A KR20180113693A (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Battery Cell Comprising Electrode Tab of Improved Weld-ability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170045071A KR20180113693A (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Battery Cell Comprising Electrode Tab of Improved Weld-ability |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180113693A true KR20180113693A (en) | 2018-10-17 |
Family
ID=64099554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170045071A KR20180113693A (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Battery Cell Comprising Electrode Tab of Improved Weld-ability |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20180113693A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11367923B2 (en) * | 2017-12-14 | 2022-06-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical secondary battery |
-
2017
- 2017-04-07 KR KR1020170045071A patent/KR20180113693A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11367923B2 (en) * | 2017-12-14 | 2022-06-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Cylindrical secondary battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101643593B1 (en) | Stack and Folding-Typed Electrode Assembly Having Improved Electrolyte Wetting Property and Method of Preparation of the Same | |
KR102066909B1 (en) | Electrode Lead Machining Apparatus Capable of Forming Round Shape at Electrode Lead and Battery Cell Comprising Machined Electrode Lead by Using the Same | |
KR20170055722A (en) | Method of Manufacturing Electrode Plate Using Electrode Sheet Including Notching Part | |
KR20180107900A (en) | Secondary Battery Cell with Less Modification of External Form of Battery Case | |
KR20130117711A (en) | Lithium battery having higher performance | |
KR20160074963A (en) | Cylindrical Secondary Battery Comprising Cathode Tab and Anode Tab Protruding toward the Same direction | |
KR20140132528A (en) | Pouch case for secondary battery and method for manufacturing secondary battery using the same | |
KR20170050440A (en) | Laser Welding Device Including Focus Lens Having Wide Depth of Focus | |
KR20170135122A (en) | Method for Preparation of Electrode Being Capable of Realizing Improved Welding Performance and Increased Electric Capacity Simultaneously | |
KR20190040800A (en) | Battery Cell Comprising Sealing Tape for Accelerating Heat Conduction | |
KR20180054038A (en) | Battery Cell Comprising Tab and Lead Having Compact Joined Structure | |
KR20130116806A (en) | Anode for secondary battery | |
KR20170072525A (en) | Method of Manufacturing Cylindrical Battery Cell Comprising Insulating Member | |
KR102070907B1 (en) | Battery Cell Comprising Non-coating Portion Accommodating Gas Generated During Charge and Discharge | |
KR102082467B1 (en) | Electrode Assembly Comprising Electrode Having High Loading Amount of Active Material at Middle of Current Collector | |
KR20180055399A (en) | Battery Module Including Elastic Frame for Fixing Battery Cells | |
KR101684336B1 (en) | - Hybrid Stack Folding Typed Electrode Assembly and Secondary Battery Comprising the Same | |
KR101451193B1 (en) | Lithium Battery Having Higher Performance | |
KR20170027976A (en) | Battery Cell Having Gradually Increasing Electrode Loading Structure | |
KR20160076233A (en) | Electrode Assembly Enabling High Capacity with Small Volume and Secondary Battery Comprising the Same | |
KR102026292B1 (en) | Electrode Assembly Comprising Electrode Having Gradient in Loading Amount of Active Material | |
KR101637890B1 (en) | A Secondary Battery having Two More anode Taps | |
KR20180081228A (en) | Electrode Assembly Comprising Electrode Having Different Porosity Depending on Position of Unit-cell | |
KR101645463B1 (en) | - Hybrid Stack Folding Typed Electrode Assembly and Secondary Battery Comprising the Same | |
KR101622098B1 (en) | - Hybrid Stack Folding Typed Electrode Assembly and Secondary Battery Comprising the Same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E601 | Decision to refuse application |