KR20200077329A - 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체 - Google Patents

전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20200077329A
KR20200077329A KR1020180166728A KR20180166728A KR20200077329A KR 20200077329 A KR20200077329 A KR 20200077329A KR 1020180166728 A KR1020180166728 A KR 1020180166728A KR 20180166728 A KR20180166728 A KR 20180166728A KR 20200077329 A KR20200077329 A KR 20200077329A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
electrode tab
graph
welding
boundary
Prior art date
Application number
KR1020180166728A
Other languages
English (en)
Inventor
이익종
성주환
신초롱
이명안
김정훈
최병혁
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020180166728A priority Critical patent/KR20200077329A/ko
Publication of KR20200077329A publication Critical patent/KR20200077329A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • 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
    • 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
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • 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
    • 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

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

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법은, 2개의 전극 탭을 포함하는 전극을 와인딩하는 단계, 레이저 조사를 통하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계, 상기 경계점을 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 겹침부를 파악하는 단계, 상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계, 및 상기 용접 범위 내에서 상기 레이저 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체{WELDING METHOD FOR ELECTRODE AND THE ELETRODE ASSEMBLY MANUFACTURED BY THE SAME}
본 발명은 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용접 위치를 정확하게 인식하여 용접 신뢰성을 향상시키는 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있으며, 휴대형 기기에 이용되는 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.
이차 전지는 전극과 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 전해액과 함께 케이스에 내장된 구조로 이루어져 있으며, 전극 조립체를 구성하는 전극은 외부와의 연결뿐만 아니라, 전극 조립체로서 각 전극들간 전기적 연결을 위하여, 전극의 무지부 중 일부분인 전극 탭들 간 결합과, 이 전극 탭들과 전극 리드간 결합이 필요하다.
이와 같은 결합에는 전극 탭들, 전극 탭들과 전극 리드 등의 용접 모재들을 서로 중첩시킨 상태로 이들에 레이저, 전류 초음파 등의 에너지를 인가하여 용융 접합시키는 용접이 사용되고 있으며, 여기서 레이저를 이용한 용접은 용접 시간이 짧고 접합력이 우수하여 많이 사용되고 있다.
다만, 레이저 용접의 경우, 레이저의 정밀한 조사가 요구되며, 용접 모재들의 미 겹침 부위로 레이저가 조사되는 경우 문제가 생기기 때문에, 이를 방지하기 위하여 레이저 조사 위치를 미리 설정한 후 레이저를 조사시킬 필요가 있다.
이러한 선행 검사는 비전 검사로서, 용접 모재들에 광을 조사하여 상호 겹친 부위를 확인하는 것이나, 광 반사 정도에 따라, 전극 탭들이 단차를 이루는 경계가 명확하게 구분되지 않는 문제가 발생하고 있으며, 결론적으로는 레이저 조사 부위가 전극 탭들이 서로 겹쳐있는 부위로 설정되지 않거나, 일측으로 편향되도록 설정되게 되어, 레이저 용접의 정밀성이 떨어지는 문제가 있다.
도 1은 일반적인 이차 전지의 전극 탭을 용접하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 용접 방법의 경우, 도 1(a)에서와 같이 와인딩 후에, 전극 탭간 겹치는 부분이 예상한 대로 나와야 하지만, 실질적으로는 전극 두께 편차에 의하여 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 전극 두께 편차로 의하여, 2개의 전극 탭의 겹치는 부분이, 예상과 달라지게 되는 문제가 있다. 즉, 전극 두께 중심이 일치되는 것을 예상하지만, 실질적으로는 전극 두께만큼 오차가 생기게 되는 것이며, 이로 인하여 레이저 용접 시 정 위치에 용접이 어렵게 될 수밖에 없었다.
상기에서와 같이 문제들을 개선하기 위한 것으로, 용접 위치를 정확하게 인식하여 용접 신뢰성을 향상시키는 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체에 대한 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 종래 전극 탭들이 겹쳐지는 부위를 정확하게 파악하지 못하여 발생하는 문제들을 개선하고자, 전극 탭들의 겹침 부분의 편차에 무관하게 겹침 부분을 파악하여 용접 정밀성을 높이도록 하는, 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 전극 탭 용접 방법은, 2개의 전극 탭을 포함하는 전극을 와인딩하는 단계, 레이저 조사를 통하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계, 상기 경계점을 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 겹침부를 파악하는 단계, 상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계, 및 상기 용접 범위 내에서 상기 레이저 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경계점을 파악하는 단계는, 상기 레이저를 상기 2개의 전극 탭에 조사하는 단계, 및 상기 레이저 조사를 통하여 형성된 상기 2개의 전극 탭의 겹치는 부분의 단차를 인식하여 그래프로 산출하는 단계, 상기 그래프를 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 레이저 조사는 상기 2개의 전극 탭을 향하여, 40~80 도 각도로 조사할 수 있다.
상기 그래프를 이용하여 상기 경계점을 인식하는 단계는, 상기 그래프가, 미리 설정해 놓은 한계점을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 그래프가 상기 한계점을 초과하는 경우, 상기 초과하는 해당 부분을 상기 2개의 전극 탭의 경계점으로 인식할 수 있다.
상기 그래프는, 상기 레이저 조사 과정에서, 상기 2개의 전극 탭에 조사되는 경계 라인을 따라 도시되는 2개의 선으로 이루어진 제1 그래프와, 상기 제1 그래프의 2개의 선이 가지는 기울기를 1개의 선으로 도시한 제2 그래프를 포함할 수 있다.
상기 제2 그래프에 도시된 상기 1개의 선이, 상기 제2 그래프에 미리 설정해 놓은 상한선, 하한선을 초과하는 경우, 상기 초과하는 부분은 상기 2개의 전극 탭의 경계 라인을 따라 도시된 2개의 선에 단차가 생겨 기울기가 변하게 되는 부분으로서, 상기 단차가 생긴 부분이 상기 2개의 전극 탭의 경계점으로 인식될 수 있다.
상기 경계점으로부터 상기 겹침부를 파악하는 단계는, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 일부 겹쳐지도록 배치된 상태에서, 상기 제1 전극 탭의, 상기 제2 전극 탭을 벗어나도록 위치한 제1 경계선과, 상기 제2 전극 탭의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제2 경계선(경계점), 및 상기 제2 전극 탭의, 상기 제1 전극 탭을 벗어나도록 위치한 제3 경계선과, 상기 제 3 경계선과 대응되도록 나란하게 상기 제1 전극 탭의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제4 경계선을 인식하고, 상기 제1 전극 탭의 상기 제2 경계선(경계점)과, 상기 제2 전극 탭의 상기 제4 경계선 사이의 구간을 상기 겹침부로 파악할 수 있다.
상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계는, 상기 겹침부의 중심을 추적(tracking)하여, 상기 추적된 겹침부의 중심을 따라 상기 용접 범위를 설정할 수 있다.
상기 전극 탭은 양극 탭일 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른, 전극 조립체는, 2개의 전극 탭을 포함하는 전극을 와인딩하는 단계, 레이저 조사를 통하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계, 상기 경계점을 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 겹침부를 파악하는 단계, 상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계, 및 상기 용접 범위 내에서 상기 레이저 용접을 수행하는 단계를 포함하는 전극 탭 용접 방법에 따라 용접된 전극 탭을 포함할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체에 따르면, 전극 탭들이 겹쳐지는 부위를 정확하게 파악하지 못하여 발생하는 기존의 문제들을 개선하여, 전극 탭들의 겹침부 중심을 정확히 파악할 수 있도록 함으로써, 용접 정밀성을 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 이차 전지의 전극 탭을 용접하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 레이저를 조사하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 겹침부를파악하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법의 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 레이저를 조사하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법은, 2개의 전극 탭(110)(제1 전극 탭(120), 제2 전극 탭(130))을 포함하는 전극(100)을 와인딩하는 단계(S100), 레이저 조사를 통하여 2개의 전극 탭(110)의 경계점(140)을 파악하는 단계(S200), 경계점(140)을 이용하여 2개의 전극 탭(110)의 겹침부(150)를 파악하는 단계(S300), 겹침부(150)로부터 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계(S400), 및 용접 범위 내에서 레이저 용접을 수행하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. 상기의 전극 탭(110)은 양극 탭일 수 있다.
우선, 2개의 전극 탭(110)을 포함하는 전극(100)을 와인딩하는 단계(S100)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 와인딩하는 것을 의미한다. 이러한 기존 방법의 경우 와인딩 단계 후, 용접을 진행하는 과정에서 전극 탭들 간의 겹치는 부분을 정확히 파악할 수 없는 문제가 있었는바, 본 발명에서는 기존의 문제 해결을 위한 것으로, 전극 탭(110)들 간의 겹치는 부분을 정밀하게 파악할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하며, 이와 관련된 각 단계에 대하여는 이하에서 설명하도록 한다.
위의 2개의 전극 탭(110)을 포함하는 전극을 와인딩하는 단계(S100) 이후에는, 각각의 전극 탭(110)에 레이저를 조사한 후, 조사한 레이저를 분석하여 2개의 전극 탭(110)의 경계점(140)을 파악하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 모습은 비전(vision) 검사를 하는 과정으로서, 서로 겹쳐있는 전극 탭(110)들의 면에 광을 조사하여, 이들의 경계면을 확인하는 것으로, 이를 이용하여 레이저가 조사될 부위를 설정하기 위한 것이다. 상호 겹쳐져 있는 전극 탭(110)들의 면으로 광이 조사되어, 반사되는 광을 센서가 인지하여 겹쳐진 전극 탭(110)들의 경계 부위를 확인하는 것이다.
여기서 레이저 조사는 2개의 전극 탭(110)을 향하여 40~80도 각도로 조사할 수 있으며 바람직하게는 60도 각도로 조사할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 탭이 뻗어 있는 방향을 기준으로 하여, 상기 기준과 레이저가 조사되는 방향 사이의 각도를 상기와 같은 각도로 조사를 함으로써, 2개의 전극 탭(110)의 겹치는 부분에 단차가 생기게 할 수 있다.
도 3에서와 같이, 각각의 전극 탭(110)으로, 제1 전극 탭(120), 제2 전극 탭(130)에 레이저를 조사하는 단계를 우선 거치며, 제1 전극 탭(120)과 제2 전극 탭(130)의 단차로 인하여, 조사되는 레이저에도 단차가 반영될 수밖에 없고, 도 3에서 경계점(140)으로 표시된 부분이 이에 해당되는 부분이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
상기와 같은 레이저 조사 후, 이를 이용하여 경계점(140)을 파악하는 단계는, 레이저 조사를 통하여 형성된 2개의 전극 탭(110)의 겹치는 부분의 단차를 인식하여 도 4에 도시된 바와 같이 그래프(200)로 산출하는 단계, 도 4의 그래프(200)를 이용하여 2개의 전극 탭(110)의 경계점(140)을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
우선, 인식된 단차를 이용하여 그래프(200)로 산출 한 후, 산출된 그래프(200)를 이용하여 경계점(140)을 인식할 수 있다. 이는 도 4를 통하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 4에 도시된 그래프(200)를 이용하여 경계점(140)을 파악하는 것이며, 도시된 그래프(200)는, 레이저 조사 과정에서, 2개의 전극 탭(110)에 조사되는 경계 라인을 따라 도시되는 2개의 선으로 이루어진 제1 그래프(210)와, 제1 그래프(210)의 2개의 선이 가지는 기울기를 1개의 선으로 도시한 제2 그래프(220)를 포함할 수 있다.
그래프(200)에 표시된 바와 같이, 제2 그래프(220)에 도시된 기울기를 나타낸 1개의 선이 미리 설정해 놓은 한계점(160)(상한선, 하한선)을 초과하는지 여부를 판단하여, 도시된 선이 한계점(160)을 초과하는 경우, 초과하는 해당 부분을 2개의 전극 탭(110)의 경계점(140), 또는 각 전극 탭(110)이 시작되거나 끝나는 지점(제1 경계선(122), 제3 경계선(132))으로 인식할 수 있다.
구체적으로는, 하한선을 크게 넘는 부분으로 제1 경계선(122)이 도시되고, 일정 간격이 떨어진 위치에 또 하한선을 다소 넘는 제2 경계선(124, 경계점(140))이 도시되며, 제2 경계선(124, 경계점(140))과 아주 좁은 간격을 두고 떨어진 위치에 상한선을 초과하는 제3 경계선(132)이 도시되는 것을 볼 수 있다.
이는, 제1 그래프(210)에서 각각의 선이 나타내는 단차를 의미하는 것으로서, 2개의 선이 이루는 단차가 있는 부분은 기울기가 급변할 수 밖에 없는바, 2개의 선의 기울기를 나타낸 제2 그래프(220)의 1개의 선의 기울기가 급변하는 구간으로서, 한계점(160)을 초과하는 부분이 바로 단차가 있는 부분, 전극 탭(110)들이 시작되거나 끝나는 부분(122, 132), 경계점(140) 부분인 것으로 파악하고자 하는 것이다.
즉, 제2 그래프(220)에 도시된 1개의 선이, 제2 그래프(220)에 미리 설정해 놓은 상한선, 하한선을 초과하는 경우, 초과하는 부분은 2개의 전극 탭(110)의 경계 라인을 따라 도시된 2개의 선에 단차가 생겨 기울기가 변하게 되는 부분으로서, 단차가 생긴 부분을 2개의 전극 탭(110)의 시작, 종료, 중간 겹치는 부분의 경계점(140)으로 인식할 수 있는 것이다.
다음으로, 이와 같은 방법으로 인식된 경계점(140)을 이용하여 2개의 전극 탭(110)간의 겹침부(150)를 파악하는 단계(S300)는, 제1 전극 탭(120)과 제2 전극 탭(130)이 일부 겹쳐지도록 배치된 상태에서, 각각의 전극 탭(110)들의 양측 모서리 부분을 경계선으로 인식한 후, 경계선을 이용하여 겹침부(150)를 추정하게 된다. 도 4에 도시된 그래프(200)를 분석하여, 제2 그래프(220)에서 기울기가 크게 급변하는 부분(122, 132)이, 일부가 겹쳐지도록 배치된 제1 전극 탭(120), 제2 전극 탭(130)의 각각의 모서리인 제1 경계선(122), 제3 경계선(132)으로 파악하고, 그 중간에 하한선을 다소 넘는 부분을 제1 전극 탭(120)과 제2 전극 탭(130)의 사이에 위치한 제2 경계선(124, 경계점(140))으로 파악함으로써, 겹쳐진 부분을 추정할 수 있는 것이다.
겹침부(150)를 추정하는 방법은 도 5에서 좀 더 자세히 살펴보도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 용접 방법에 있어서, 겹침부(150)를 파악하는 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(120)의, 제2 전극 탭(130)을 벗어나도록 위치한 제1 경계선(122)과, 제2 전극 탭(130)의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제2 경계선(124, 경계점(140)), 및 제2 전극 탭(130)의, 제1 전극 탭(120)을 벗어나도록 위치한 제3 경계선(132)을 인식하고, 제 3 경계선(132)과 대응되도록 나란하게 제1 전극 탭(120)의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제4 경계선(134)을 추정한다. 여기서, 제4 경계선(134)은, 제 3 경계선(132)로부터 제2 전극탭(130)의 폭 만큼의 간격을 두고 떨어진 위치로 추정할 수 있다.
최종적으로는, 각각의 경계선을 이용하여, 2개의 전극 탭(110)이 겹치는 부분, 즉, 제1 전극 탭(120)의 제2 경계선(124, 경계점(140))과, 제2 전극 탭(130)의 제4 경계선(134) 사이의 구간을 전극 탭(110)들의 겹침부(150)로 파악할 수 있다.
이렇게 산출된 겹침부(150)로부터 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계(S400)는, 겹침부(150)의 중심을 추적(tracking)하여, 추적된 겹침부(150)의 중심을 따라 용접 범위를 설정할 수 있다. 겹침부(150)의 중심을 추적하는 과정에서는 각각의 경계선들과 각각의 전극 탭들의 폭을 이용한 추적 알고리즘을 이용할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용함으로써, 전극 탭(110)들 간의 겹침량이 전극 두께에 따라 변화하더라도 겹침부(150)의 위치를 정확히 파악할 수 있게 할 수 있고, 정밀하게 산출된 겹침부(150)에 용접 범위를 설정하고, 설정된 용접 범위에 레이저 용접을 수행함으로써, 용접의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 2개의 전극 탭(110)을 포함하는 전극(100)을 와인딩하는 단계(S100), 레이저 조사를 통하여 2개의 전극 탭(110)의 경계점(140)을 파악하는 단계(S200), 경계점(140)을 이용하여 2개의 전극 탭(110)의 겹침부(150)를 파악하는 단계(S300), 겹침부(150)로부터 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계(S400), 및 용접 범위 내에서 레이저 용접을 수행하는 단계(S500)를 포함하는 전극 탭(110) 용접 방법에 따라 레이저 용접된 전극 탭을 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전극 두께 편차에 의해 2개의 전극 탭의 겹치는 부분이 예상과 달라짐으로써, 레이저 용접 시 정 위치에 용접이 어려운 기존의 문제를 해결하기 위한 것으로, 2개의 전극 탭의 단차를 이용하여, 전극 탭간의 경계점을 파악하고, 경계점을 이용하여 전극 탭간의 겹침부를 정밀하게 도출하며, 도출된 겹침부의 중심을 추적함으로써, 정확히 파악된 겹침부 만을 용접시킬 수 있게 하여, 용접 정밀성을 향상시킬 수 있다는 점에 의의가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전극
110: 전극 탭
120: 제1 전극 탭
122: 제1 경계선
124: 제2 경계선
130: 제2 전극 탭
132: 제3 경계선
134: 제4 경계선
140: 경계점
150: 겹침부
160: 한계점
200: 그래프
210: 제1 그래프
220: 제2 그래프

Claims (10)

  1. 2개의 전극 탭을 포함하는 전극을 와인딩하는 단계;
    레이저 조사를 통하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 파악하는 단계;
    상기 경계점을 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 겹침부를 파악하는 단계;
    상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계; 및
    상기 용접 범위 내에서 상기 레이저 용접을 수행하는 단계를 포함하는 전극 탭 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경계점을 파악하는 단계는,
    상기 레이저를 상기 2개의 전극 탭에 조사하는 단계; 및
    상기 레이저 조사를 통하여 형성된 상기 2개의 전극 탭의 겹치는 부분의 단차를 인식하여 그래프로 산출하는 단계;
    상기 그래프를 이용하여 상기 2개의 전극 탭의 경계점을 인식하는 단계를 포함하는 전극 탭 용접 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 조사는 상기 2개의 전극 탭을 향하여, 40~80도 각도로 조사하는 전극 탭 용접 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 그래프를 이용하여 상기 경계점을 인식하는 단계는,
    상기 그래프가, 미리 설정해 놓은 한계점을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 그래프가 상기 한계점을 초과하는 경우, 상기 초과하는 해당 부분을 상기 2개의 전극 탭의 경계점으로 인식하는 전극 탭 용접 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그래프는,
    상기 레이저 조사 과정에서, 상기 2개의 전극 탭에 조사되는 경계 라인을 따라 도시되는 2개의 선으로 이루어진 제1 그래프와, 상기 제1 그래프의 2개의 선이 가지는 기울기를 1개의 선으로 도시한 제2 그래프를 포함하는 전극 탭 용접 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 그래프에 도시된 상기 1개의 선이, 상기 제2 그래프에 미리 설정해 놓은 상한선, 하한선을 초과하는 경우, 상기 초과하는 부분은 상기 2개의 전극 탭의 경계 라인을 따라 도시된 2개의 선에 단차가 생겨 기울기가 변하게 되는 부분으로서, 상기 단차가 생긴 부분이 상기 2개의 전극 탭의 경계점으로 인식되는 전극 탭 용접 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경계점으로부터 상기 겹침부를 파악하는 단계는,
    상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 일부 겹쳐지도록 배치된 상태에서,
    상기 제1 전극 탭의,
    상기 제2 전극 탭을 벗어나도록 위치한 제1 경계선과, 상기 제2 전극 탭의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제2 경계선(경계점), 및
    상기 제2 전극 탭의,
    상기 제1 전극 탭을 벗어나도록 위치한 제3 경계선과, 상기 제 3 경계선과 대응되도록 나란하게 상기 제1 전극 탭의 안쪽에 겹쳐지도록 위치한 제4 경계선을 인식하고,
    상기 제1 전극 탭의 상기 제2 경계선(경계점)과, 상기 제2 전극 탭의 상기 제4 경계선 사이의 구간을 상기 겹침부로 파악하는 전극 탭 용접 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 겹침부로부터 상기 레이저의 용접 범위를 설정하는 단계는,
    상기 겹침부의 중심을 추적(tracking)하여, 상기 추적된 겹침부의 중심을 따라 상기 용접 범위를 설정하는 전극 탭 용접 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극 탭은 양극 탭인 전극 탭 용접 방법.
  10. 제1항에 따라 레이저 용접된 전극 탭을 포함하는, 전극 조립체.
KR1020180166728A 2018-12-20 2018-12-20 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체 KR20200077329A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180166728A KR20200077329A (ko) 2018-12-20 2018-12-20 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180166728A KR20200077329A (ko) 2018-12-20 2018-12-20 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200077329A true KR20200077329A (ko) 2020-06-30

Family

ID=71121498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180166728A KR20200077329A (ko) 2018-12-20 2018-12-20 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200077329A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102251164B1 (ko) 2021-01-06 2021-05-12 주식회사 지스 고체산화물 연료전지 스택용 용접접합구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102251164B1 (ko) 2021-01-06 2021-05-12 주식회사 지스 고체산화물 연료전지 스택용 용접접합구조

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113989232B (zh) 电芯缺陷检测方法、装置、电子设备和存储介质
JP6402308B2 (ja) 電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法およびその装置
KR101610680B1 (ko) 이차전지의 전극탭 용접방법 및 이를 이용하여 제조된 전극조립체
US11110547B2 (en) Laser welding method
US9705111B2 (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
JP2007207453A (ja) 角形密閉電池の製造方法
US11189874B2 (en) Secondary battery and method of manufacturing the same
JP2016207412A (ja) レーザ溶接物及び電池のレーザ溶接良否判定方法
KR20200077329A (ko) 전극 탭 용접 방법 및 이를 이용하여 제조된 전극 조립체
JP5884692B2 (ja) レーザ溶接方法
JP2018022586A (ja) 電池缶及び電池
KR101678662B1 (ko) 이차전지의 초음파 용접상태에 관한 비전측정 최적화방법 및 그 장치
US9649726B2 (en) Method for monitoring a lateral offset of an actual weld seam configuration relative to a desired weld seam configuration, assembly and motor vehicle seat
KR20200033864A (ko) 재충전가능 배터리 및 재충전가능 배터리를 생산하기 위한 방법 및 장치
AU2017381050B2 (en) Method for manufacturing a domestic appliance
JP7301110B2 (ja) 二次電池用レーザー溶接方法およびレーザー溶接装置
US20240173800A1 (en) Laser welding metal foil stack to metal substrate
JP2004063406A (ja) レーザー封口電池及びその製造方法及びこれに用いるレーザー照射装置
US20220013794A1 (en) Bipolar plate, retention sample for a bipolar plate, system, and method for producing and testing a bipolar plate
US20130255073A1 (en) Method for manufacturing sealed cell
US11945046B2 (en) Laser edge welding of copper substrates
CN111834555B (zh) 二次电池
US10985430B2 (en) Welding method capable of improving welding reliability by precisely setting welding portions of the electrode taps
CN102689094B (zh) 对具有单个共同焊接截面的多板件工件堆叠结构的能束焊接
CN109366010B (zh) 用于t型接头全熔透激光复合焊的激光入射角确定方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal