KR20210145557A - 이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립, 및 이차전지 - Google Patents

이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립, 및 이차전지 Download PDF

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KR20210145557A
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Abstract

본 발명은 이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립 및 이차전지에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은 전극 조립체를 전지 케이스의 수용부에 수용하되, 상기 전극 조립체와 연결된 전극 리드가 상기 전지 케이스의 외부 양측으로 돌출되도록 수용하는 수용단계, 상기 수용단계를 거친 후 상기 전지 케이스의 외주면을 실링하여 셀을 형성시키는 실링단계, 상기 실링단계 후 상기 전극 리드에 결합클립을 결합시키는 결합단계, 및 상기 결합단계를 마친 후 상기 결합클립을 그리퍼가 잡은 후 상기 셀을 이후 제조 공정으로 이송시키는 이송단계를 포함한다.

Description

이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립, 및 이차전지{RECHARGEABLE BATTERY MANUFACTURING METHOD, COMBINED CLIP FOR RECHARGEABLE BATTERY MANUFACTURING, AND RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립 및 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차전지는 전극 조립체와 전해액을 수용한다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
종래의, 파우치형 전지는 전극 조립체가 파우치 안에 수용된 형태로 구성된다. 이러한 파우치형 전지는 충방전을 하면 가스 발생으로 인하여 파우치가 부풀고 줄어드는 것을 반복한다. 이때, 발생된 가스가 파우치 안에 그대로 있다면 전지 성능 저하 및 부피 변화를 야기하게 되고, 이는 주변 전지 및 구조물에 안 좋은 영향을 주는 문제가 있다. 또한, 발생된 가스가 파우치의 수용 한계를 넘어가면 구조적으로 약한 부분으로 가스가 터져서 새는 벤트(Vent) 현상이 발생되며, 벤트가 발생되면 전해액이 누수가 되고, 전지 수명이 다하는 문제가 있다.
한편, 종래에 파우치 셀 조립공정 중 파우치 끝단 전극 리드의 벤딩으로 인해 셀 그립 중 전극 리드의 구겨짐, 찍힘 등의 파손이 높은 확률로 발생되는 문제가 있었다.
전극 리드의 벤딩(bending) 정도를 개선하기 위해 용접조건 조정 시 탭 단선 등의 더 큰 위험성이 있어서, 벤딩 정도의 개선은 불가능에 가까운 상황이다.
또한, 생산된 셀들의 전극 리드 벤딩 방향 및 각도가 랜덤(random)이라서, 추후 공정 조정상 벤딩 조건의 조정 역시 매우 어렵다.
한국 공개특허 제10-2014-0015647호
본 발명의 하나의 관점은 제조 공정 중 리드 벤딩의 불량 발생을 방지할 수 있는 이차전지 제조방법과, 이차전지 제조용 결합클립 및 이차전지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법은, 전극 조립체를 전지 케이스의 수용부에 수용하되, 상기 전극 조립체와 연결된 전극 리드가 상기 전지 케이스의 외부 양측으로 돌출되도록 수용하는 수용단계, 상기 수용단계를 거친 후 상기 전지 케이스의 외주면을 실링하여 셀을 형성시키는 실링단계, 상기 실링단계 후 상기 전극 리드에 결합클립을 결합시키는 결합단계, 및 상기 결합단계를 마친 후 상기 결합클립을 그리퍼(Z)가 잡은 후 상기 셀을 이후 제조 공정으로 이송시키는 이송단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립은, 이차전지의 제조 시 이차전지의 이동을 위해 그리퍼가 파지하는 이차전지의 전극리드 부분에 선 결합되고, 상기 전극 리드와 대면되는 내측부는 고무재질로 이루어지며, 외측부는 플라스틱으로 이루어지며, 상기 전극 리드에 결합 시, 상기 전극 리드의 휜 부분이 평행해지도록 상기 전극 리드의 양면과 대면되며 상기 전극 리드에 밀착되는 고정면은 평면으로 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립이 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 셀의 전극 리드에 결합클립을 결합한 후, 그리퍼가 결합클립을 파지하여 셀을 다음 공정으로 이송시킴에 따라, 전극 리드가 구겨지거나, 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 셀의 전극 리드에 결합클립을 밀착 결합시켜 전극 리드를 평탄화 시킬 수 있고, 이로 인해 전극 리드의 변형에 따른 불량발생을 방지할 수 있다. 결국, 이차전지의 불량률이 감소하여 비용이 절감되고, 생산 라인 정지 횟수 및 정지 시간이 현저히 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 수용단계를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 실링단계를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합되기 전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 결합클립의 폴딩 전 상태를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 결합클립의 폴딩 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지하기 전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합되기 전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드와 결합클립의 분해 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따른 이차전지 제조방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 수용단계를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 실링단계를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합되기 전 상태를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 결합클립의 폴딩 전 상태를 나타낸 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 결합클립의 폴딩 후 상태를 나타낸 측면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지하기 전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계를 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전극 조립체(20)를 전지 케이스(10)에 수용하는 수용단계, 전지 케이스(10)의 외주면(13)을 실링하여 셀(Cell)(1)을 형성시키는 실링단계, 전극 리드(30)에 결합클립(100)을 결합시키는 결합단계, 및 결합클립(100)을 그리퍼(Z)가 잡은 후 셀(1)을 이송시키는 이송단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 결합클립(100)을 결합을 해제하는 결합해제단계, 및 전지 케이스(10)의 사이드(side)를 폴딩시키는 폴딩단계를 더 포함할 수 있다.
보다 상세히, 도 1을 참고하면, 수용단계는 전극 조립체(20)를 전지 케이스(10)의 수용부(11)에 수용할 수 있다. 이때, 수용단계는 전극 조립체(20)와 연결된 전극 리드(30)가 전지 케이스(10)의 외부 양측으로 돌출되도록 수용할 수 있다.
전극 조립체(20)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극 및 분리막이 교대로 적층될 수 있다. 이때, 전극 조립체(20)의 단부에 구비된 전극 탭과 전극 리드(30)가 연결되어 전극 조립체(20)를 외부 기기와 연결시킬 수 있다.
전극은 양극 및 음극으로 구성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(20)는 양극/분리막/음극이 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
그리고, 전극 리드(30)는 양극의 단부에 구비된 양극탭과 연결되는 양극 리드 및 음극의 단부에 구비된 음극탭과 연결되는 음극 리드를 포함할 수 있다.
양극은 양극 집전체와, 양극 집전체에 적층된 양극 활물질을 포함할 수 있다.
양극 집전체는 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있다.
양극 활물질은 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극은 음극 집전체와, 음극 집전체에 적층된 음극 활물질을 포함할 수 있다.
음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu)재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극 활물질은 흑연계 물질을 포함하는 화합물 또는 혼합물일 수 있다.
분리막은 절연 재질로 이루어져 양극과 음극 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 분리막은 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 실링단계는 수용단계를 거친 후 전지 케이스(10)의 외주면(13)을 실링하여 셀(1)을 형성시킨다.
실링단계는 전극 조립체(20)가 수용된 몸체(12)의 가장자리 부분인 외주면(13) 부분을 열과 압력을 가하여 열융착시킬 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 결합단계는 실링단계 후 전극 리드(30)에 결합클립(100)을 결합시킨다.
전극 리드(30)의 휜 부분이 평행해지도록 결합클립(100)을 전극 리드(30)에 밀착 결합시킬 수 있다.
결합단계는 결합클립(100)으로 전극 리드(30)의 양면을 고정하고, 전극 리드(30)의 양면과 대면되는 결합클립(100)의 고정면(141,142)은 평면으로 형성될 수 있다.
결합단계는 결합클립(100)의 중앙부를 중심으로 양측부(110,120)를 서로 가까워지는 방향으로 폴딩시켜 전극 리드(30)의 양면을 고정할 수 있다. 여기서, 결합클립(100)은 중앙부 외측에 절개부(131)가 형성되어 중앙부 내측을 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될 수 있다. 이때, 양측부(110,120)가 폴딩 시 일측부(110)와 타측부(120)가 서로 가까워지는 방향으로 폴딩될 수 있다.
결합단계는 결합클립(100)을 폴딩시켜 전극 리드(30)를 "ㄷ"형태로 감쌀 수 있다.
결합단계에서 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(100)의 두께(t1)와 전지 케이스(10)의 두께(t2)는 동일하고, 두께방향으로 전지 케이스(10)의 양면 및 결합클립(100)의 양면은 동일 평면상에 위치될 수 있다.
결합단계에서 결합클립(100)의 중앙부에 양측부(110,120)가 폴딩가능하도록 폴딩부(130)가 형성되어 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(110,120)를 폴딩시키고, 결합클립(100)의 양측부(110,120)의 단부에는 상호 결합되는 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)가 형성되어 결합클립(100)의 폴딩상태를 고정시킬 수 있다. 여기서, 결합클립(100)의 일측부(110) 단부에 제1 결합부(160)가 구비되고, 타측부(120) 단부에는 제2 결합부(170)가 구비되되, 결합클립(100)이 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될때, 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)가 결합클립(100)이 대면되는 면에 위치될 수 있다.
제1 결합부(160)는 제1 돌기(161)를 포함하고, 제2 결합부(170)는 제2 돌기(171)를 포함하여, 결합클립(100)이 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될 때, 제1 돌기(161)와 제2 돌기(171)가 서로 엇갈리게 접촉되며 상호 억지끼움 결합될 수 있다. 여기서, 제1 결합부(160)에서 제1 돌기(161)의 측단부에 결합 끼움홈(162)이 형성되고, 제2 결합부(170)에서 제2 돌기(171)의 측단부에 결합 끼움홈(162)에 대응되는 부분에 돌출부(172)가 형성되어, 결합 돌출부(172)가 끼움홈(162)에 억지끼움 결합됨에 따라 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)가 상호 결합될 수 있다.
결합단계에서 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(100)의 내측부(140)는 고무재질로 이루어지고, 외측부(150)는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 여기서, 고무재질은 예를 들어 합성고무 또는 실리콘 고무일 수 있다.
결합클립(100)은 일례로 폴딩 시 내측에서 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)를 제외한 전극 리드(30)와 대면되는 부분 및 폴딩부(130)가 고무재질로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)는 플라스틱을 이루어질 수 있다.
결합클립(100)은 다른 예로 폴딩 시 내측에서 폴딩부(130), 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)를 제외한 전극 리드(30)와 대면되는 부분이 고무재질로 이루어질 수 있다. 이때, 폴딩부(130), 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)는 플라스틱을 이루어질 수 있다. 이때, 플라스틱은 플랙서블(flexible) 재질로 이루어져 폴딩부(130)의 폴딩이 용이하여, 반복적으로 재사용이 가능할 수 있다.
결합클립(100)은 또 다른 예로 폴딩 시 폴딩부(130), 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)를 포함하는 내측 전체가 고무재질로 이루어질 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 이송단계는 결합단계를 마친 후 결합클립(100)을 그리퍼(Z)가 잡은 후 셀(1)을 이후 제조 공정으로 이송시킨다.
여기서, 그리퍼(Z)는 한 쌍으로 구비되어 상호 가까워지는 방향으로 이동하며 결합클립(100)을 가압하여 고정할 수 있다.
결합해제단계는 이송단계 후 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(100)의 결합을 해제할 수 있다.
여기서, 결합해제단계는 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)의 결합을 해지하여 결합클립(100)을 전극 리드(30)에서 분리시킬 수 있다.
도 9를 참고하면, 폴딩단계는 전지 케이스(10)의 사이드를 폴딩시킬 수 있다.
폴딩단계는 전지 케이스(10)의 외주면(13)의 4방향 부분에서 전극 리드(30)가 위치된 2방향 부분을 제외한 나머지 2방향 부분인 양측 측부를 전지 케이스(10)의 몸체(12) 방향으로 감아 폴딩시킬 수 있다.
도 8을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 셀(1)의 전극 리드(30)에 결합클립(100)을 결합한 후, 그리퍼(Z)가 결합클립(100)을 파지하여 셀(1)을 다음 공정으로 이송시킴에 따라, 그리퍼(Z)의 간섭에 의해 전극 리드(30)가 구겨지거나, 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극 리드(30)에 결합클립(100)을 밀착 결합시켜 전극 리드(30)를 평탄화 시킬 수 있고, 이로 인해 전극 리드(30)의 변형에 따른 불량발생을 방지할 수 있다. 결국, 이차전지의 불량률이 감소하여 비용이 절감되고, 생산 라인 정지 횟수 및 정지 시간이 현저히 감소될 수 있다.
다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합되기 전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 평면도이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드에 결합클립이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 결합단계에서 전극 리드와 결합클립의 분해 단면도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이며, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 이송단계에서 그리퍼가 결합클립을 파지한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1, 도 2, 및 도 9 내지 도 15를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전극 조립체(20)를 전지 케이스(10)에 수용하는 수용단계, 전지 케이스(10)의 외주면(13)을 실링하여 셀(1)을 형성시키는 실링단계, 전극 리드(30)에 결합클립(200)을 결합시키는 결합단계, 및 결합클립(200)을 그리퍼(Z)가 잡은 후 셀(1)을 이송시키는 이송단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 결합클립(200)을 결합을 해제하는 결합해제단계, 및 전지 케이스(10)의 사이드를 폴딩시키는 폴딩단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 결합단계에서 다른 구조의 결합클립(200)을 사용하는 차이가 있다. 따라서, 본 이차전지 제조방법에 대한 다른 실시예는 전술한 이차전지 제조방법에 대한 일 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 도 1 및 도 2를 참고하면, 수용단계는 전극 조립체(20)를 전지 케이스(10)의 수용부(11)에 수용할 수 있다. 이때, 수용단계는 전극 조립체(20)와 연결된 전극 리드(30)가 전지 케이스(10)의 외부 양측으로 돌출되도록 수용할 수 있다.
실링단계는 수용단계를 거친 후 전지 케이스(10)의 외주면(13)을 실링하여 셀(1)을 형성시킨다.
도 10 내지 도 13을 참고하면, 결합단계는 실링단계 후 전극 리드(30)에 결합클립(200)을 결합시킨다.
전극 리드(30)의 휜 부분이 평행해지도록 결합클립(200)을 전극 리드(30)에 밀착 결합시킬 수 있다.
결합단계에서 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(200)의 내측부(240)는 고무재질로 이루어지고, 외측부(250)는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
결합단계에서 결합클립(200)에 결합홈(210)이 형성되어, 전극 리드(30) 및 전지 케이스(10)의 외주면(13) 일부가 결합홈(210)에 삽입되도록 결합시킬 수 있다.
결합단계는 결합클립(200)의 결합홈(210)은 전극 리드(30)가 삽입되는 리드 수용부(211) 및 전지 케이스(10)의 외주면(13)이 삽입되는 외주면 수용부(212)를 포함할 수 있다. 이때, 리드 수용부(211)의 높이(a1)는 전극 리드(30)의 높이(a2)에 대응되도록 형성되고, 외주면 수용부(212)의 높이(b1)는 전지 케이스(10)의 외주면(13)의 높이(b2)에 대응되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 결합단계에서 결합클립(200)의 결합홈(210)에 전극 리드(30)가 삽입되며 결합될 때, 전극 리드(30)의 휜 부분이 평행해질 수 있다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 이송단계는 결합단계를 마친 후 결합클립(200)을 그리퍼(Z)가 잡은 후 셀(1)을 이후 제조 공정으로 이송시킨다.
결합해제단계는 이송단계 후 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(200)의 결합을 해제할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 셀(1)의 전극 리드(30)에 결합클립(100)을 결합한 후, 그리퍼(Z)가 결합클립(200)을 파지하여 셀(1)을 다음 공정으로 이송시킴에 따라, 그리퍼(Z)의 간섭에 의해 전극 리드(30)가 구겨지거나, 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극 리드(30)를 결합클립(200)의 결합홈(210)에 결합시켜 전극 리드(30)를 평탄화 시킬 수 있고, 이로 인해 전극 리드(30)의 변형에 따른 불량발생을 방지할 수 있다. 결국, 이차전지의 불량률이 감소하여 비용이 절감되고, 생산 라인 정지 횟수 및 정지 시간이 현저히 감소될 수 있다.
일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립을 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(100)은 이차전지의 제조 시, 셀(1)의 이동을 위해 그리퍼(Z)가 파지하는 셀(1)의 전극리드(30) 부분에 선 결합되고, 전극 리드(30)와 대면되는 내측부(140) 및 외측부(150)를 포함하고, 전극 리드(30)에 밀착되는 고정면(141,142)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(100)은 고정면(141,142)이 구비된 양측부(100,120) 및 중앙부에 형성된 폴딩부(130)를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(100)은 전술한 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법에 적용되는 이차전지 제조용 결합클립(100)에 관한 것이다.
따라서, 본 이차전지 제조용 결합클립(100)에 대한 일 실시예는 전술한 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 결합클립(100)의 내측부(140)는 고무재질로 이루어지고, 외측부(150)는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 여기서, 내측부(140)는 전극 리드(30)와 대면되고, 외측부(150)는 내측부(140)의 반대측에 위치되어 전극 리드(30)와 대면되지 않는다. 따라서, 내측부(140)가 고무재질로 이루어져 결합클립(100)이 전극 리드(30)에 접촉 또는 결합 시 전극 리드(30) 또는 셀(1)에 손상을 주지 않을 수 있다.
또한, 고무재질은 예를 들어 합성고무 또는 실리콘 고무일 수 있다. 이때, 내측부(140)가 절연 재질이며 고내열성 재질인 실리콘 고무로 이루어져, 셀(1)의 이동 시 그리퍼(Z)가 결합클립(100)이 결합된 전극리드(30) 부분을 파지할 때, 전극 리드(30)와 그리퍼(Z) 사이가 절연되며, 셀(1)의 발열 시 전극 리드(30)와 접촉된 결합클립(100)이 손상되지 않고 전극 리드(30)를 고정할 수 있다.
결합클립(100)의 고정면(141,142)은 전극 리드(30)의 양면과 대면되고, 평면으로 형성되어, 결합클립(100)이 전극 리드(30)에 결합 시, 전극 리드(30)의 휜 부분이 평행해지도록 할 수 있다.
결합클립(100)의 양측부(100,120)는 단부에 제1 결합부(160)가 구비된 일측부(110) 및 제1 결합부(160)와 결합되는 제2 결합부(170)가 단부에 형성된 타측부(120)를 포함할 수 있다.
폴딩부(130)는 양측부(100,120)가 폴딩가능하도록 길이방향에 대하여 중앙부에 형성될 수 있다.
여기서, 결합클립(100)은 중앙부 외측에 절개부(131)가 형성되어 중앙부 내측을 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될 수 있다. 이때, 결합클립(100)은 중앙부 내측에 위치된 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될 때, 일측부(110)와 타측부(120)가 서로 가까워지는 방향으로 폴딩될 수 있다. 이때, 결합클립(100)은 폴딩 시 전극 리드(30)를 "ㄷ"형태로 감싸도록 구비될 수 있다.
그리고, 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(100,120)가 폴딩되면, 상호 결합되는 제1 결합부(160)와 제2 결합부(170)에 의해 폴딩상태가 고정되며 전극리드(30)에 결합될 수 있다.
제1 결합부(160)는 제1 돌기(161)를 포함하고, 제2 결합부(170)는 제2 돌기(171)를 포함하여, 결합클립(100)이 폴딩부(130)를 중심으로 양측부(110,120)가 폴딩될 때, 제1 돌기(161)와 제2 돌기(171)가 서로 엇갈리게 접촉되며 상호 억지끼움 결합될 수 있다. 여기서, 제1 결합부(160)에서 제1 돌기(161)의 측단부에 결합 끼움홈(162)이 형성되고, 제2 결합부(170)에서 제2 돌기(171)의 측단부에 결합 끼움홈(162)에 대응되는 부분에 돌출부(172)가 형성되어, 결합 돌출부(172)가 끼움홈(162)에 억지끼움 결합됨에 따라 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)가 상호 결합될 수 있다.
한편, 일측부(110) 및 타측부(120) 사이의 간격(h1)과, 제1 돌기(161)의 높이(h2), 및 제2 돌기(171)의 높이(h3)는 동일할 수 있다.
결합클립(100)은 전극 리드(30)에 결합클립(100)이 결합 시 결합클립(100)의 두께(t1)와 전지 케이스(10)의 두께(t2)는 동일하도록 형성될 수 있다.
또한, 결합클립(100)은 전극 리드(30)에 결합클립(100)이 결합 시 두께방향으로 전지 케이스(10)의 양면 및 결합클립(100)의 양면이 동일 평면상에 위치되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 셀(1)를 이동시키기 위해 그리퍼(Z)가 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(100)을 파지 시, 전극 리드(30) 주변의 전지 케이스(10)의 몸체(12)도 함께 파지되는 경우 몸체(12)가 눌려 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립을 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 15를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(200)은 이차전지의 제조 시 셀(1)의 이동을 위해 그리퍼(Z)가 파지하는 셀(1)의 전극리드(30) 부분에 선 결합되고, 전극 리드(30)와 대면되는 내측부(240) 및 외측부(250)를 포함하고, 전극 리드(30)에 밀착되는 고정면(241,242)을 포함한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(200)은 고정면(241,242)이 상,하면에 구비된 결합홈(210)이 형성되어, 전극 리드(30)가 삽입되며 결합된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(200)은 지지대(280)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(200)은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립과 결합구조의 차이가 있다.
따라서, 본 이차전지 제조용 결합클립(200)에 대한 다른 실시예는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 결합클립(200)의 내측부(240)는 고무재질로 이루어지고, 외측부(250)는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 여기서, 내측부(240)는 전극 리드(30)와 대면되고, 외측부(250)는 내측부(240)의 반대측에 위치되어 전극 리드(30)와 대면되지 않는다. 따라서, 내측부(240)가 고무재질로 이루어져 결합클립(200)이 전극 리드(30)에 접촉 또는 결합 시 전극 리드(30) 또는 셀(1)에 손상을 주지 않을 수 있다.
또한, 고무재질은 예를 들어 합성고무 또는 실리콘 고무일 수 있다. 이때, 내측부(240)가 절연 재질이며 고내열성 재질인 실리콘 고무로 이루어져,
셀(1)의 이동 시 그리퍼(Z)가 결합클립(200)이 결합된 전극리드(30) 부분을 파지할 때, 전극 리드(30)와 그리퍼(Z) 사이가 절연되며, 셀(1)의 발열 시 전극 리드(30)와 접촉된 결합클립(200)이 손상되지 않고 전극 리드(30)를 고정할 수 있다.
결합홈(210)은 상,하면에 고정면(241,242)이 구비되고, 전극 리드(30) 및 전극 리드(30)가 위치된 전지 케이스(10)의 외주면(13) 일부가 삽입되며 결합될 수 있다.
여기서, 결합홈(210)은 전극 리드(30) 및 전지 케이스(10)의 외주면(13) 일부 형상에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
고정면(241,242)은 전극 리드(30)의 양면과 대면되어 밀착되고, 평면으로 형성되어, 결합클립(200)이 전극 리드(30)에 결합 시, 전극 리드(30)의 휜 부분이 평행해지도록 할 수 있다.
결합홈(210)은 전극 리드(30)가 삽입되는 리드 수용부(211) 및 전지 케이스(10)의 외주면(13)이 삽입되는 외주면 수용부(212)를 포함할 수 있다. 이때, 리드 수용부(211)의 높이(a1)는 전극 리드(30)의 높이(a2)에 대응되도록 형성되고, 외주면 수용부(212)의 높이(b1)는 전지 케이스(10)의 외주면(13)의 높이(h2)에 대응되도록 형성될 수 있다.
지지대(280)는 다수개로 구비되어 전극 리드(30)가 삽입되는 방향으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 지지대(280)를 통해 결합클립(200)이 휘어지거나 변형되지 않고 지지될 수 있다.
이차전지
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 이차전지 제조용 결합클립(100,200)이 결합된 이차전지로 구성될 수 있다.
즉, 도 1, 도 4 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 전극 조립체(20)와, 전극 조립체(20)가 수용되는 전지 케이스(10)와, 전극 조립체(10)와 연결된 전극 리드(30)와, 전극 리드(30)에 결합된 결합클립(100,200)을 포함할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 셀(Cell)
10: 전지 케이스
11: 수용부
12: 몸체
13: 외주면
20: 전극 조립체
30: 전극 리드
100,200: 결합클립
110: 일측부
120: 타측부
130: 폴딩부
131: 절개부
140,240: 내측부
141,142,241,242: 고정면
150,250: 외측부
160: 제1 결합부
161: 제1 돌기
162: 결합 돌출부
170: 제2 결합부
171: 제2 돌기
172: 끼움홈
210: 결합홈
211: 리드 수용부
212: 외주면 수용부
280: 지지대
Z: 그리퍼

Claims (18)

  1. 전극 조립체를 전지 케이스의 수용부에 수용하되, 상기 전극 조립체와 연결된 전극 리드가 상기 전지 케이스의 외부 양측으로 돌출되도록 수용하는 수용단계;
    상기 수용단계를 거친 후 상기 전지 케이스의 외주면을 실링하여 셀을 형성시키는 실링단계;
    상기 실링단계 후 상기 전극 리드에 결합클립을 결합시키는 결합단계; 및
    상기 결합단계를 마친 후 상기 결합클립을 그리퍼가 잡은 후 상기 셀을 이후 제조 공정으로 이송시키는 이송단계를 포함하는 이차전지 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합단계는
    상기 전극 리드의 휜 부분이 평행해지도록 상기 결합클립을 상기 전극 리드에 밀착 결합하는 이차전지 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합단계에서 상기 전극 리드에 결합된 상기 결합클립의 내측부는 고무재질로 이루어지고, 외측부는 플라스틱으로 이루어지는 이차전지 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합단계는 상기 결합클립으로 상기 전극 리드의 양면을 고정하고,
    상기 전극 리드의 양면과 대면되는 결합클립의 고정면은 평면으로 형성되는 이차전지 제조방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합단계는
    상기 결합클립의 중앙부를 중심으로 양측부를 서로 가까워지는 방향으로 폴딩시켜 상기 전극 리드의 양면을 고정하는 이차전지 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합단계는
    상기 결합클립을 폴딩시켜 상기 전극 리드를 "ㄷ"형태로 감싸는 이차전지 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합단계에서 상기 전극 리드에 결합된 상기 결합클립의 두께와 상기 전지 케이스의 두께는 동일하고, 두께방향으로 상기 전지 케이스의 양면 및 상기 결합클립의 양면은 동일 평면상에 위치되는 이차전지 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합단계에서
    상기 결합클립의 중앙부에 양측부가 폴딩가능하도록 폴딩부가 형성되어 상기 폴딩부를 중심으로 양측부를 폴딩시키고,
    상기 결합클립의 상기 양측부의 단부에는 상호 결합되는 제1 결합부 및 제2 결합부가 형성되어 상기 결합클립의 폴딩상태를 고정시키는 이차전지 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합단계에서,
    상기 결합클립에 결합홈이 형성되어, 상기 전극 리드 및 상기 전지 케이스의 외주면 일부가 상기 결합홈에 삽입되도록 결합시키는 이차전지 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 결합단계에서,
    상기 결합클립에 결합홈은 상기 전극 리드가 삽입되는 리드 수용부 및 상기 전지 케이스의 외주면이 삽입되는 외주면 삽입부를 포함하고,
    상기 리드 수용부의 높이는 상기 전극 리드의 높이에 대응되도록 형성되고, 상기 외주면 삽입부의 높이는 상기 전지 케이스의 외주면의 높이에 대응되도록 형성되는 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송단계 후 상기 전극 리드에 결합된 상기 결합클립의 결합을 해제하는 결합해제단계; 및
    상기 전지 케이스의 사이드(side)를 폴딩시키는 폴딩단계를 더 포함하는 이차전지 제조방법.
  12. 이차전지의 제조 시 셀의 이동을 위해 그리퍼가 파지하는 셀의 전극리드 부분에 선 결합되고,
    상기 전극 리드와 대면되는 내측부는 고무재질로 이루어지며, 외측부는 플라스틱으로 이루어지며,
    상기 전극 리드에 결합 시, 상기 전극 리드의 휜 부분이 평행해지도록 상기 전극 리드의 양면과 대면되며 상기 전극 리드에 밀착되는 고정면은 평면으로 형성되는 이차전지 제조용 결합클립.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 고정면이 구비된 양측부; 및
    상기 양측부가 폴딩가능하도록 길이방향에 대하여 중앙부에 형성된 폴딩부를 더 포함하고,
    상기 양측부는 단부에 제1 결합부가 구비된 일측부; 및 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부가 단부에 형성된 타측부를 포함하며,
    상기 폴딩부를 중심으로 상기 양측부가 폴딩되면, 상호 결합되는 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부에 의해 폴딩상태가 고정되며 상기 전극리드에 결합되는 이차전지 제조용 결합클립.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 결합부는 제1 돌기를 포함하고, 상기 제2 결합부는 제2 돌기를 포함하여, 상기 폴딩부를 중심으로 상기 양측부가 폴딩될 때, 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기가 서로 엇갈리게 접촉되며 상호 억지끼움 결합되는 이차전지 제조용 결합클립.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 돌기의 측단부에 결합 돌출부가 형성되고, 상기 제2 돌기(171)의 측단부에서 상기 결합 돌출부와 대응되는 부분에 상기 결합 돌출부가 억지끼움 결합되는 끼움홈이 형성되는 이차전지 제조용 결합클립.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 고정면이 상,하면에 구비된 결합홈이 형성되어, 상기 전극 리드 및 상기 전극 리드가 위치된 상기 전지 케이스의 외주면 일부가 삽입되며 결합되고,
    상기 결합홈은 상기 전극 리드 및 상기 전지 케이스의 외주면 일부 형상에 대응되는 형태로 형성되는 이차전지 제조용 결합클립.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 전극 리드가 삽입되는 방향으로 연장된 다수개의 지지대를 더 포함하는 이차전지 제조용 결합클립.
  18. 청구항 12 내지 청구항 17에 기재된 이차전지 제조용 결합클립이 결합된 이차전지.
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