KR20190078863A - Lead Tab for cathode of secondary batteries, method for manufacturing the same and secondary battery having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명(Disclsoure)은, 이차전지용 음극 리드 탭, 그 제조방법 및 그것을 가지는 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로 공지의 방법인 니켈 도금을 대신하여 내식성 및 접착성이 향상되도록 표면 처리된 이차전지용 음극 리드 탭, 그 제조방법 및 그것을 가지는 이차전지에 관한 것이다.The present invention (Disclosure) relates to a negative electrode lead tab for a secondary battery, a manufacturing method thereof, and a secondary battery having the same, and more particularly to a negative electrode lead for a rechargeable battery having a surface treatment for improving corrosion resistance and adhesiveness, Tab, a method of manufacturing the same, and a secondary battery having the tab.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present invention is provided, and they are not necessarily referred to as known arts.
리튬 이온전지 및 리튬 폴리머 이차전지는 스마트폰, 노트북 컴퓨터 등 전자기기 분야에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 대용량 전지가 사용되는 전기 자전거, 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자동차(EV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 및 에너지 저장장치(ESS) 등의 용도로써 그 사용이 증가하고 있다.Lithium ion batteries and lithium polymer secondary batteries are widely used in electronic devices such as smart phones and notebook computers. In recent years, electric bicycles, HEVs, EVs, plug-in hybrid vehicles (PHEVs) ), And energy storage devices (ESS).
일반적으로 파우치(pouch)형 이차 전지는 양극(anode), 세퍼레이터(separator) 및 음극(cathode)이 적층된 전극군과, 상기 전극군으로부터 인출되어 외부 단자와 접속되는 리드 탭(lead tab)과, 상기 전극군을 포장하는 외장재를 포함한다.2. Description of the Related Art Generally, a pouch type secondary battery includes an electrode group in which an anode, a separator, and a cathode are stacked, a lead tab connected to an external terminal, And a casing for packaging the electrode assembly.
이중 리드 탭(lead tab)은 전지 내의 양극, 음극 및 말단 전극(terminal electrode)과 포장용 소재 간에 절연기능을 수행하는 부품이다. The double lead tab is a part that performs an insulating function between the positive electrode, negative electrode and terminal electrode in the battery and the packaging material.
리드 탭은 리튬 폴리머 이차 전지 내부의 음극 물질과 외부를 이어주는 음극용 리드 탭 및 양극과 연결되어 있는 양극용 리드 탭으로 구성되어 있으며, 전지의 출력 및 안정성에 영향을 미치는 중요 부품이다. The lead tab is composed of a lead tab for a negative electrode which connects the negative electrode material inside the lithium polymer secondary battery with the outside and a lead tab for the positive electrode which is connected to the positive electrode and is an important component affecting the output and stability of the battery.
리드 탭은 주로 판상 또는 봉 형상을 가지며, 이는 전도성을 위해 금속단자로 구성된다.The lead taps mainly have a plate or rod shape, which is composed of metal terminals for conductivity.
금속단자는 전도성에서 유리한 알루미늄(Al)(양극) 및 니켈(Ni)이 도금된 구리(Cu)(음극)가 일반적으로 적용되며, 또한 파우치 내부의 고분자 필름과의 접착을 위해 금속단자 표면 일부에 접착필름을 포함하고 있다.Aluminum (Al) (anode) and nickel (Ni) plated copper (cathode), which are advantageous in terms of conductivity, are generally applied to the metal terminals. In addition, for the adhesion to the polymer film inside the pouch, And an adhesive film.
또한, 리드 탭은 금속 단자와 접합 필름의 접착을 용이하게 하고, 파우치 내부의 고분자 필름과 열 융합시켜 접착 후에 실제 사용 환경에서 전지 내외부의 자극에 의한 부식이나 박리 등의 결함이 생기지 않도록 하기 위하여, 금속 단자의 표면 처리가 필요하다. In addition, the lead tab facilitates adhesion between the metal terminal and the bonding film, thermally fuses the polymer film inside the pouch, and prevents defects such as corrosion or peeling due to stimulation of the inner and outer portions of the battery in the actual use environment after bonding, Surface treatment of metal terminals is required.
상기 표면처리기술은, 금속 단자의 표면처리 층의 물리적 화학적 내성에 따라 필름과의 접착강도, 내전해액성(내식성) 등의 성능에 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 기술이다.The surface treatment technique is a very important technique because it affects performance such as adhesion strength with a film and electrolyte resistance (corrosion resistance) depending on physical and chemical resistance of a surface treatment layer of a metal terminal.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1308682호에서는 절연성이 향상된 리드 탭에 관해 개시되어 있다. 상세하게는 평면상의 금속 리드 탭; 상기 금속 리드 탭의 일면 또는 양면에 국부적으로 형성되는 절연 코팅층; 및 상기 절연 코팅층의 상부면에 형성되는 폴리 올레핀계의 실란트 필름층;을 포함하며, 상기 절연 코팅층은, 실란커플링제, 티타네이트 커플링제 또는 지르코네이트 커플링제; 및 유기 인산염, 유기 지르코늄염, 유기 티타늄염 또는 유기 크롬염 중 2종 이상의 혼합물을 포함하여 형성된 리드 탭을 제공하였다.In this regard, Korean Patent No. 10-1308682 discloses a lead tab with improved insulation. A metal lead tab on a plane; An insulating coating layer locally formed on one or both surfaces of the metal lead tab; And a polyolefin-based sealant film layer formed on an upper surface of the insulating coating layer, wherein the insulating coating layer comprises a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or a zirconate coupling agent; And a lead tab formed comprising a mixture of at least two of organic phosphate, organic zirconium salt, organic titanium salt or organic chromium salt.
상기 선행특허에 따르면, 리드 탭와 전지 케이스간의 열 융착에 의한 접착 시, 열에 의해 실란트 필름층과 고분자 수지층의 파괴가 발생하더라도 양자 간의 절연특성을 유지시킬 수 있으며, 특히, 대용량의 전기화학소자를 사용함에 있어서, 큰 전류량이 리드 탭에 인가됨으로써, 리드 탭의 온도가 상승하더라도, 전지화학소자의 절연특성을 보다 안정적으로 보장할 수 있으며, 이로 인해, 전기화학소자의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the prior patent, even if breakage of the sealant film layer and the polymer resin layer occurs due to heat when the lead tab and the battery case are bonded by thermal fusion, the insulation property between the sealant film layer and the polymer resin layer can be maintained. Particularly, In use, a large amount of current is applied to the lead tab, so that even when the temperature of the lead tab rises, the insulation characteristic of the battery chemical device can be more stably ensured, thereby improving the durability of the electrochemical device .
그러나 이들 기술은 음극 리드탭으로 니켈이 도금된 구리를 사용하는 것에 적용되는 것으로서, 이는 음극 리드탭의 제조원가를 높이는 문제가 있었다.However, these techniques are applied to the use of nickel-plated copper as the negative electrode lead tab, which raises the manufacturing cost of the negative electrode lead tab.
본 발명(Discloure)은, 니켈 도금이 배제된 구리를 이용하여 음극 리드탭을 제조하여 제조원가를 낮추되, 내식성 및 접착성이 월등히 향상된 이차전지용 음극 리드 탭 및 그 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다. Disclosure of the Invention It is an object of the present invention to provide a negative electrode lead tab for a secondary battery and a method for manufacturing the same, wherein the negative electrode lead tab is manufactured by using nickel free from nickel plating to reduce manufacturing cost and significantly improve corrosion resistance and adhesiveness .
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).The present invention is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the full scope of the present invention. of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭은, Cu 시트로 구비되는 금속 단자; 상기 금속 단자의 표면에 화성처리(chemical conversion treatment)로서 크로메이트 처리(Chromate Treatment)하여 형성되는 피막층; 및 상기 금속 단자의 적어도 일부분을 둘러싸고 있는 접합 필름;을 포함한다.In order to solve the above problems, a negative electrode lead tab for a secondary battery according to an aspect of the present invention includes: a metal terminal formed of a Cu sheet; A coating layer formed on the surface of the metal terminal by chromate treatment as a chemical conversion treatment; And a bonding film surrounding at least a part of the metal terminal.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭에서, 상기 금속 단자는, 황산(Sulfuric Acid) 수용액에 의해 표면이 에칭 처리되어, 140~190nm의 중심선 평균 거칠기(Ra)를 갖도록 구비되는 에칭 처리층;을 가지며, 상기 피막층은 상기 에칭 처리층에 형성되는 것을 특징으로 한다.In the negative electrode lead tab for a secondary battery according to an aspect of the present invention, the metal terminal is etched by a sulfuric acid aqueous solution to have a centerline average roughness (Ra) of 140 to 190 nm And an etching treatment layer, wherein the coating layer is formed on the etching treatment layer.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭에서, 상기 피막층에 PVA(Polyvinyl Alcohol)가 도포되어 형성되는 고분자막;을 형성하고, 상기 접합 필름은 상기 고분자막이 형성된 상기 금속 단자의 표면에 접합되는 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a negative electrode lead tab for a secondary battery, comprising: a polymer film formed by applying PVA (Polyvinyl Alcohol) to a coating layer; and the bonding film is formed on the surface of the metal terminal on which the polymer film is formed And are joined together.
한편, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법은, Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 롤 형상으로 준비하는 제1 단계; 상기 Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 그 길이방향으로 이동시키며 표면에 크로메이트 처리를 하여 피막층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 피막층이 형성된 상기 금속 단자의 상하면에 상기 접합 필름을 맞대어지도록 배치하여 접합시키는 제3 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery, the method including: a first step of preparing a metal terminal made of a Cu sheet in the form of a roll; A second step of moving the metal terminal made of the Cu sheet in the longitudinal direction thereof and performing chromate treatment on the surface thereof to form a coat layer; And a third step of bonding and bonding the bonding film to the upper and lower surfaces of the metal terminals on which the coating layer is formed so as to face each other.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법에서, 상기 제1 단계와 상기 제2 단계 사이에 배치되며, 황산 수용액이 담겨진 처리용기에 상기 Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 그 길이방향으로 이동시키며, 상기 금속 단자의 표면에 140~190nm의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 형성되도록 에칭 처리하는 제1a 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a method of manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to an aspect of the present invention, a metal terminal provided as the Cu sheet is disposed between the first step and the second step, And etching the surface of the metal terminal so that a center line average roughness (Ra) of 140 to 190 nm is formed on the surface of the metal terminal.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법에서, 상기 제2 단계와 상기 제3 단계 사이에 배치되며, 상기 피막층에 PVA(Polyvinyl Alcohol)를 도포되어 형성되는 고분자막을 형성하는 제2a 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery, comprising the steps of: forming a polymer film formed by applying PVA (Polyvinyl Alcohol) The method comprising the steps of:
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법에서, 상기 제1a 단계는, 상기 처리용기의 저면에 배치되어 상기 황산 수용액의 혼합을 유도하는 복수의 와류발생기에 의해 형성되는 와류에 의해 상기 금속 단자의 표면을 에칭 처리하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to an aspect of the present invention, the step (a) is preferably performed by a plurality of vortex generators arranged on the bottom surface of the processing vessel to induce mixing of the aqueous sulfuric acid solution And the surface of the metal terminal is etched by a vortex.
한편, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지는, 상기한 이차전지용 음극 리그 탭을 가진다. On the other hand, the secondary battery according to an aspect of the present invention has the above-described negative electrode lithium tab for a secondary battery.
본 발명에 따르면, Cu 재질의 금속 단자를 니켈 도금 없이 표면 에칭 처리하여 그 표면에 접착필름을 열 융착함으로써 제조원가가 절감되며, 접합 필름의 접합성(접합 강도)이 향상되는 이점을 가진다.According to the present invention, the manufacturing cost is reduced by thermally fusing the adhesive film to the surface of the metal terminal of the Cu material by surface-etching without performing nickel plating, and the bonding property (bonding strength) of the bonding film is improved.
본 발명에 따르면, 표면 에칭 처리된 금속 단자의 표면에 크롬을 이용한 피막층을 형성하고, 그 위에 PVA(Polyvinyl Alcohol)를 도포하여 고분자막을 형성함으로써, 접합 필름의 접합성(접합강도)은 물론 내식성이 크게 향상되는 이점을 가진다.According to the present invention, by forming a coating layer using chromium on the surface of a metal terminal subjected to a surface-etching treatment and applying a PVA (Polyvinyl Alcohol) thereon to form a polymer film, the bonding properties (bonding strength) It has an advantage of being improved.
본 발명에 따르면, 전류의 크기가 큰 대용량의 전기화학소자에 적용되더라도 접합성 및 내식성이 우수하게 유지되는 이점을 가진다.According to the present invention, even if the present invention is applied to a large-capacity electrochemical device having a large current, it has an advantage of being excellent in bonding property and corrosion resistance.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 일 실시형태를 보인 도면.
도 2는 도 1에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 실험 결과를 보인 선도.
도 3은 도 1의 변형예를 보인 도면.
도 4는 도 3에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 실험 결과를 보인 선도.
도 5는 도 1에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 3에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 5에서 에칭처리공정을 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an embodiment of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to the present invention; Fig.
FIG. 2 is a graph showing an experimental result of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. 1; FIG.
Fig. 3 is a view showing a modification of Fig. 1. Fig.
FIG. 4 is a graph showing an experimental result of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. 3;
5 is a view for explaining a method for manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. 1;
6 is a view for explaining a method for manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG.
FIG. 7 is a view for explaining the etching process in FIG. 5; FIG.
이하, 본 발명에 따른 이차전지용 음극 리드 탭 및 그 제조방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a negative electrode lead tab for a secondary battery and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.It is to be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and those skilled in the art of the present invention, other than the scope of the present invention, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다. In addition, the terms used below are selected for convenience of explanation. Therefore, the technical meaning of the present invention should not be limited to the prior meaning, but should be properly interpreted in accordance with the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 일 실시형태를 보인 도면, 도 2는 도 1에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 실험 결과를 보인 선도, 도 3은 도 1의 변형예를 보인 도면, 도 4는 도 3에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 실험 결과를 보인 선도, 도 5는 도 1에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법을 설명하기 위한 도면, 도 6은 도 3에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법을 설명하기 위한 도면, 도 7은 도 5에서 에칭처리공정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an experimental result of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. 1, FIG. FIG. 4 is a graph showing experimental results of a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. 3, FIG. 5 is a view for explaining a method for manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to FIG. FIG. 7 is a view for explaining the etching process in FIG. 5; FIG.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭(100)은, 금속 단자(110)와 접합 필름(150)을 포함한다.First, referring to FIG. 1, a negative
금속 단자(110)는, Cu 재질의 시트형상으로 구비된다. 대략 장방형 또는 띠 형상으로 구비된다.The
또한, 본 실시형태에서, 금속 단자(110)는 황산 수용액을 에칭 처리액으로 하여 140~190nm의 중심선 평균 거칠기(Ra)를 갖도록 에칭 처리되어 에칭처리층(120)이 마련된다. 이는 접합성을 향상시키는 기능을 한다.In the present embodiment, the
또한, 접합 필름(150)은 금속 단자(110)의 적어도 일부분을 둘러싸고 있도록 구비된다.Also, the
접합 필름(150)은, 금속 단자(110)의 상하면에 서로 마주하도록 배치하고 열 융착을 이용하여 접합시켜 형성한다.The
한편, 본 발명자는, 전류값을 5, 10, 15, 20(A)로 변화시키며, 접합 필름(150)과의 접합성에 대한 실험을 진행하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.On the other hand, the present inventors conducted experiments on the bonding property with the
도 2를 참조하면, 전류값이 5, 10, 15(A)인 경우, 최소 9.8N/cm 이상의 접합성을 가짐을 확인할 수 있으며, 이는 기존 니켈이 도금된 구리 소재의 리드 탭(접촉강도 7~8N/cm)과 비교하여, 크게 향상되고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, when the current value is 5, 10, 15 (A), it can be confirmed that the bondability of at least 9.8 N / cm is higher than that of the conventional lead tab of nickel- 8 N / cm).
또한, 전류값이 20A인 경우에도 적어도 7 N/cm 이상의 접합력을 보이고 있음을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that even when the current value is 20 A, a bonding force of at least 7 N / cm is exhibited.
다음으로, 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭(100)은, 도 1의 실시형태를 기본으로 하되, 표면 조도 향상을 위해 에칭 처리된 금속 단자의 표면에 피막층(230)과, 고분자막(240)이 순차로 형성되며, 그 위에 접합 필름(150)이 접합 되어 형성된다.Next, referring to FIG. 3, the negative
여기서, 피막층(230)은, 금속 단자(110)의 표면에 크롬을 이용한 화성처리(chemical conversion treatment)되어 형성된다. 즉 피막층(230)은, 크로메이트 처리되어 형성된다.Here, the
화성처리(chemical conversion treatment)는, 화학적 처리로 금속 표면에 안정된 화합물을 생성케 하는 것으로 인산염(燐酸鹽) 처리, 흑염(黑染) 처리, 크로메이트 처리 등이 있다. 이들을 통틀어 화성 처리(化成處理)라고 한다. Chemical conversion treatment is chemical treatment to produce a stable compound on the metal surface. It is treated with phosphoric acid salt, blackening treatment, and chromate treatment. These are collectively referred to as chemical treatment.
본 실시형태에서 화성처리는, 크로메이트 처리를 의미하며, 이는 크롬산을 함유하는 처리액(통상 크롬산과 황산의 혼합액)에 처리대상물을 침지하여 처리함으로써, 이들 처리대상물의 표면상에 크롬산염 피막을 형성시켜 내식성을 개선하고, 표면에 광택을 형성하게 된다.In the present embodiment, the chemical treatment means a chromate treatment. This means that the treatment object is immersed and treated in a treatment liquid (usually a mixture of chromic acid and sulfuric acid) containing chromic acid to form a chromate film on the surface of the treatment object Thereby improving the corrosion resistance and forming a gloss on the surface.
크로메이트 처리를 위한 처리액은, 전체 중량 대비 적혈염 1-4 중량%, 3가 크롬 3-8중량%, 봉불산 8-15%중량%, 지르코불화산 5-10중량% 및 황산 수용액 63-83중량%로 구성되는 것이 바람직하다.The treatment liquid for the chromate treatment is a mixture of 1 to 4% by weight of red blood cells, 3-8% by weight of tricalcium phosphate, 8-15% by weight of pumice acid, 5-10% by weight of zircorbitic acid, By weight and 83% by weight.
아울러, 크로메이트 처리는, 침적 시간이 30~50초가 되도록 하되, 금속 단자(110)의 길이 방향 이송속도를 0.7-1.3m/min로 하며, 공정온도는 15~30℃로 유지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the chromate treatment is performed so that the immersion time is 30 to 50 seconds, the longitudinal direction transfer speed of the
다음으로, 고분자막(240)은, 피막층(230)에 PVA(Polyvinyl Alcohol)가 도포되어 형성된다. Next, the
PVA는, 폴리초산비닐을 메틸알코올 용액으로 수산화나트륨을 가해, 30~50℃로 가수분해하여 얻어지는 물질로서, 물에 가용성이나, 유기용매에는 불용성이다.PVA is a material obtained by adding polyvinyl acetate to a methyl alcohol solution with sodium hydroxide and hydrolyzing the polyvinyl acetate at 30 to 50 ° C, and is soluble in water but insoluble in organic solvents.
용도는 결합제, 점도증가제(수성), 피막형성제에 사용된다. Uses are used in binders, viscosity increasing agents (aqueous) and film forming agents.
본 실시형태에서, PVA 처리는, 전체 용제의 질량을 100으로 할 때, PVA의 함량을 5~10중량%로 하며, 침적시간은 3~5초로 하여 이루어진다.In the present embodiment, the PVA treatment is performed by setting the content of PVA to 5 to 10% by weight and the immersion time to 3 to 5 seconds, when the mass of the total solvent is 100.
한편, 본 발명자는, 금속 단자의 표면 처리 방법을 달리하여 접합 필름(150)과의 접합성에 대한 실험을 진행하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.On the other hand, the inventor of the present invention conducted an experiment on the bonding property with the
여기서 C1은 금속 단자의 표면에 1㎛ 두께의 니켈 도금층을 형성한 것이며, C2는 금속 단자의 표면에 2㎛ 두께의 니켈 도금층을 형성한 것이고, C3는 금속단자의 표면에 크로메이트 처리만 한 것이며, C4와 C5는 크로메이트 처리 및 PVA 처리를 병행한 것이다.Here, C1 is a nickel plating layer having a thickness of 1 mu m formed on the surface of the metal terminal, C2 is a nickel plating layer having a thickness of 2 mu m formed on the surface of the metal terminal, C3 is chromated only on the surface of the metal terminal, C4 and C5 are a combination of chromate treatment and PVA treatment.
도 4를 참조하면, C1, C2의 경우 10~11 N/cm의 접합력을 가지며, C3의 경우 7 N/cm 정도의 접합력을 가짐을 확인할 수 있는데, 본 실시형태에 따른 C4,C5의 경우 13.5~14.8 N/cm의 높은 접합력을 보이고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that C1 and C2 have a bonding force of 10 to 11 N / cm and that C3 has a bonding force of about 7 N / cm. In the case of C4 and C5 according to the present embodiment, ~ 14.8 N / cm.
따라서, 종전과 같이 금속 단자에 니켈을 도금하는 공정을 삭제하더라도 접합성 및 내식성이 크게 향상됨을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that the bonding property and the corrosion resistance are greatly improved even if the process of plating nickel on the metal terminal is omitted.
한편, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭(100)을 포함하는 이차전지는, 양극(anode), 세퍼레이터(separator) 및 음극(cathode)이 적층된 전극군과, 상기 전극군으로부터 인출되어 외부 단자와 접속되는 리드 탭(lead tab)과, 상기 전극군을 포장하는 외장재를 포함하여 구성되며, 여기서, 음극은 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭(100)이 채용된다.Meanwhile, the secondary battery including the negative
다음으로, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법에 대해 자세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the negative electrode lead tab for a secondary battery according to the present embodiment will be described in detail.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법은, 에칭처리단계(S12) 및 접합 필름 융착단계(S13)를 포함한다.First, referring to FIG. 5, a method of manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to the present embodiment includes an etching step S12 and a bonding film fusing step S13.
먼저, 구리(Cu) 재질의 시트 형상으로 금속 단자(110)를 준비한다(S11).First, the
준비된 금속 단자(110)는 황산 수용액에 침지 되어 에칭 처리된다.The
여기서 에칭 처리를 도 7을 참조하여 설명하면, 준비된 금속 단자(110)는 황산 수용액(10)이 수용된 처리용기(30)에 침지된 상태에서 이동하면서 에칭 처리되는데, 처리용기(30)의 저면에는 황산 수용액의 혼합을 유도하여 에칭 효율을 높이는 복수의 와류 발생기(20)가 구비된다. 7, the
복수의 와류 발생기(20)는 처리용기(30)의 내부 저면에 균일한 밀도로 배치되며, 이덕터(eductor) 장치로 구비된다.A plurality of
이에 의해, 처리용기(30) 내부에서 황산 수용액의 수류를 풍부하게 함으로써, 에칭 반응을 활성화할 수 있게 된다.This makes it possible to activate the etching reaction by enriching the water flow of the aqueous sulfuric acid solution inside the processing vessel 30. [
다음으로, 접합 필름 융착단계(S13)는, 에칭처리단계(S12)에 의해 처리된 금속 단자(110)의 상하면에 접합 필름(150)을 서로 마주하도록 배치하고 열 융착을 이용하여 접합시키는 단계이다.Next, the bonding film fusing step S13 is a step of placing the
한편, 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법은, 에칭처리단계(S12) 및 접합 필름 융착단계(S13)에 추가하여, 피막층 형성단계(S24) 및 고분자막 형성단계(S25)를 더 포함한다.6, the manufacturing method of the negative electrode lead tab for a secondary battery according to the present embodiment is characterized in that, in addition to the etching treatment step S12 and the bonding film fusing step S13, a coating layer forming step S24 and a polymer film forming And further includes step S25.
에칭처리단계(S12) 및 접합 필름 융착단계(S13)에 대해서는 앞서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.The etching treatment step S12 and the bonding film fusing step S13 are the same as those described above, and thus will not be described here.
피막층 형성단계(S24)는, 금속 단자의 표면에 크롬을 이용한 화성처리(chemical conversion treatment)하여 크롬산염 피막층(230)을 형성하는 단계이다.The coating layer formation step S24 is a step of forming a
고분자막 형성단계(S25)는, 피막층 형성단계(S24)에 의해 형성된 피막층(230)에 PVA(Polyvinyl Alcohol)를 도포하여 고분자막(240)을 형성하는 단계이다.The polymer film forming step S25 is a step of forming the
피막층 및 고분자막을 형성하는 구체적인 공정은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.The specific processes for forming the coating layer and the polymer membrane are the same as those described above.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지는, 앞서 설명한 이차전지용 음극 리드 탭을 포함한다. 이 외에 양극 리드 탭 및 파우치는 공지의 구성이 적용될 수 있다.Meanwhile, a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes the above-described negative electrode lead tab for a secondary battery. In addition, a known configuration can be applied to the positive electrode lead tab and the pouch.
Claims (8)
상기 금속 단자의 표면에 화성처리(chemical conversion treatment)로서 크로메이트 처리(Chromate Treatment)하여 형성되는 피막층; 및
상기 금속 단자의 적어도 일부분을 둘러싸고 있는 접합 필름;을 포함하는 이차전지용 음극 리드 탭.A metal terminal provided with a Cu sheet;
A coating layer formed on the surface of the metal terminal by chromate treatment as a chemical conversion treatment; And
And a bonding film surrounding at least a part of the metal terminal.
상기 금속 단자는, 황산(Sulfuric Acid) 수용액에 의해 표면이 에칭 처리되어, 140~190nm의 중심선 평균 거칠기(Ra)를 갖도록 구비되는 에칭 처리층;을 가지며,
상기 피막층은 상기 에칭 처리층에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극 리드 탭.The method according to claim 1,
Wherein the metal terminal has an etching treatment layer whose surface is etched by an aqueous solution of sulfuric acid to have a center line average roughness (Ra) of 140 to 190 nm,
Wherein the coating layer is formed on the etched layer.
상기 피막층에 PVA(Polyvinyl Alcohol)가 도포되어 형성되는 고분자막;을 형성하고,
상기 접합 필름은 상기 고분자막이 형성된 상기 금속 단자의 표면에 접합되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극 리드 탭.The method of claim 2,
A polymer film formed by coating PVA (polyvinyl alcohol) on the coating layer,
Wherein the bonding film is bonded to the surface of the metal terminal on which the polymer film is formed.
Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 롤 형상으로 준비하는 제1 단계;
상기 Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 그 길이방향으로 이동시키며 표면에 크로메이트 처리를 하여 피막층을 형성하는 제2 단계; 및
상기 피막층이 형성된 상기 금속 단자의 상하면에 상기 접합 필름을 맞대어지도록 배치하여 접합시키는 제3 단계;를 포함하는 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법.A method of manufacturing a lead taps according to claim 1,
A first step of preparing a metal terminal made of a Cu sheet in a roll form;
A second step of moving the metal terminal made of the Cu sheet in the longitudinal direction thereof and performing chromate treatment on the surface thereof to form a coat layer; And
And a third step of bonding and bonding the bonding film to the upper and lower surfaces of the metal terminals on which the coating layer is formed so as to face each other.
상기 제1 단계와 상기 제2 단계 사이에 배치되며,
황산 수용액이 담겨진 처리용기에 상기 Cu 시트로 구비되는 금속 단자를 그 길이방향으로 이동시키며, 상기 금속 단자의 표면에 140~190nm의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 형성되도록 에칭 처리하는 제1a 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법.The method of claim 4,
A second stage disposed between the first stage and the second stage,
An etching step of moving a metal terminal provided with the Cu sheet in a longitudinal direction thereof to a processing vessel containing an aqueous solution of sulfuric acid and etching the surface of the metal terminal so that a center line average roughness Ra of 140 to 190 nm is formed; The method of manufacturing a negative electrode lead tab for a secondary battery according to claim 1,
상기 제2 단계와 상기 제3 단계 사이에 배치되며,
상기 피막층에 PVA(Polyvinyl Alcohol)를 도포되어 형성되는 고분자막을 형성하는 제2a 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법.The method of claim 5,
And a third step, disposed between the second step and the third step,
And forming a polymer film formed by applying PVA (Polyvinyl Alcohol) on the coating layer. The method according to claim 1, further comprising:
상기 제1a 단계는, 상기 처리용기의 저면에 배치되어 상기 황산 수용액의 혼합을 유도하는 복수의 와류발생기에 의해 형성되는 와류에 의해 상기 금속 단자의 표면을 에칭 처리하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 음극 리드 탭의 제조방법.The method of claim 5,
Wherein the step (a) comprises etching the surface of the metal terminal by a vortex formed by a plurality of vortex generators disposed on the bottom surface of the processing vessel to induce mixing of the aqueous sulfuric acid solution, A method of manufacturing a tab.
A secondary battery having a negative electrode lead tab for a secondary battery according to any one of claims 1 to 3.
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