WO2023158217A1 - 용접 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2023158217A1
WO2023158217A1 PCT/KR2023/002213 KR2023002213W WO2023158217A1 WO 2023158217 A1 WO2023158217 A1 WO 2023158217A1 KR 2023002213 W KR2023002213 W KR 2023002213W WO 2023158217 A1 WO2023158217 A1 WO 2023158217A1
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horn
protrusions
welding
electrode tab
electrode
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PCT/KR2023/002213
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백영석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • 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
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a welding apparatus and method, and more particularly, to a welding apparatus and method capable of minimizing the occurrence of welding defects.
  • Secondary batteries are classified into nickel-cadmium secondary batteries, nickel-hydrogen secondary batteries, lithium secondary batteries, etc. according to the type of electrode. Research and development of lithium secondary batteries with the advantages of high operating voltage and high energy density per unit weight This is actively underway.
  • a secondary battery may include an electrode assembly and a case inside which the electrode assembly is used.
  • a plurality of electrodes are stacked on one electrode assembly, and an electrode tab may be formed for each electrode to easily supply electricity generated from the plurality of electrodes to the outside.
  • a plurality of electrode tabs may be welded to each other by a welding process using a welding device including a horn and an anvil.
  • welding defects may occur due to failure to properly secure welding strength during the welding process or deviations generated during the manufacturing process.
  • An embodiment of the present invention is to provide a welding device and method capable of minimizing the occurrence of welding defects.
  • a welding apparatus includes a horn having a plurality of first protrusions formed on a first welding surface; and an anvil facing the horn with a plurality of electrode tabs included in the secondary battery interposed therebetween, and having a plurality of second protrusions formed on a second welding surface, wherein a plane surface of the first protrusion is flat with respect to the second protrusion.
  • the width of the electrode tab which is formed in a shape different from that of the cross section and aligned between the horn and the anvil, may be greater than that of the horn.
  • the electrode tab includes a start point disposed relatively far from an electrode lead included in the secondary electrode and an end point disposed adjacent to the electrode lead, and the first welding surface of the electrode tab It includes a first area close to a starting point and a second area far from the starting point of the electrode tab, wherein each of the plurality of first protrusions is disposed spaced apart from the adjacent first protrusions in the first area, and in the second area It may be disposed without being spaced apart from the adjacent first protrusion.
  • the distance between the plurality of first protrusions may be equal to the pitch of the first protrusions.
  • a pitch of at least one of the first protrusion and the second protrusion may be formed to be 1.2 to 1.5 mm.
  • the width of the horn may be formed to be 2 mm to 2.5 mm smaller than the width of the electrode tab.
  • the width of the anvil may be equal to or larger than the width of the horn.
  • the first protrusion and the second protrusion are formed in a quadrangular truncated shape
  • the first protrusion includes a first outer surface facing the anvil, and the first outer surface extends in a first direction. It is formed in a square shape having a horizontal length extending in a second direction and a vertical length extending in a second direction
  • the second protrusion includes a second outer surface facing the horn, and the second outer surface is parallel to the first direction.
  • a first diagonal line and a second diagonal line parallel to the second direction may be formed in a rhombus shape perpendicular to each other.
  • the horn includes a first side, a second side, a third side, and a fourth side that come into contact with the first welding surface to form a corner, and the first side, the second side, and the fourth side.
  • Any one of the third side and the fourth side may have a larger radius of curvature than the other of the first, second, third, and fourth side surfaces.
  • the first side surface is disposed close to the starting point of the electrode tab, and the first side surface has a larger radius of curvature than at least any one of the second side surface, the third side surface, and the fourth side surface. It can be.
  • a welding method includes a horn having a plurality of first protrusions formed on a first welding surface and an anvil having a plurality of second protrusions formed on a second welding surface, and a plurality of electrode tabs included in a secondary battery. arranging them so that they face each other with a gap between them; and pressing the plurality of electrode tabs using the horn, wherein a planar cross-section of the first protrusion is formed in a different shape from a planar cross-section of the second protrusion and is aligned between the horn and the anvil.
  • the width of the electrode tab may be greater than that of the horn.
  • welding strength may be secured during ultrasonic welding of the electrode tabs.
  • defects in the manufacturing process are prevented or minimized, so that the performance and safety of the secondary battery can be improved.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a horn included in an apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view showing the horn taken along the line "A-A'" in Fig. 3;
  • FIG. 5 is a diagram showing tensile strength according to intervals between first protrusions of a horn included in the apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating an anvil included in an apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the anvil taken along the line "BB'" in FIG. 6;
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a relationship between the widths of horns and anvils in a manufacturing process of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a view for explaining a disposition relationship between a horn and an electrode tab during a manufacturing process of a secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9B is a view showing an electrode tab after a manufacturing process according to a comparative example
  • FIG. 9C is a diagram showing an electrode tab after a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the number of stacked electrode tabs of a secondary battery and a first width of a first welding surface according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a horn having a curved side surface according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line “C-C′” in FIG. 11;
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an anvil having a curved side surface according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line “D-D′” in FIG. 13;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • a secondary battery 1 may include an electrode assembly 10 and a case 13 surrounding the electrode assembly 10 .
  • the electrode assembly 10 is a power generating device in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and may have a stacked or stacked/folded structure.
  • the separator included in the electrode assembly 10 may insulate the positive electrode and the negative electrode from each other.
  • the electrode assembly 10 may include a plurality of electrode tabs 11 extending from the electrode assembly 10 .
  • the electrode assembly 10 may include a positive electrode tab 111 and a negative electrode tab 112 .
  • the positive electrode tab 111 may extend from the positive electrode of the electrode assembly 10 and protrude to the outside of the electrode assembly 10 .
  • the negative electrode tab 112 may extend from the negative electrode of the electrode assembly 10 and protrude to the outside of the electrode assembly 10 .
  • An electrode lead 12 may be connected to the electrode tab 11 .
  • the electrode lead 12 may be connected to the electrode tab 11 through a welding process such as laser welding.
  • the electrode lead 12 may include an anode lead 121 and a cathode lead 122 .
  • the positive lead 121 and the negative lead 122 may extend in the same direction or in opposite directions depending on where the positive tab 111 and the negative tab 112 are formed.
  • the positive lead 121 and the negative lead 122 may have different materials.
  • the anode lead 121 may be made of the same aluminum (Al) material as the anode
  • the cathode lead 122 may be made of the same copper (Cu) material as the cathode or a copper material coated with nickel (Ni).
  • a part of the electrode lead 12 that protrudes to the outside of the case 13 becomes a terminal part and can be electrically connected to an external terminal.
  • a portion of the electrode lead 12 may be surrounded by an insulating portion 14 .
  • the insulating part 14 is located in the sealing part 134 where the upper pouch 131 and the lower pouch 132 of the case 13 are thermally fused, and the electrode lead 12 can be adhered to the case 13. .
  • electricity generated from the electrode assembly 10 is prevented from flowing to the case 13 through the electrode lead 12 and the sealing of the case 13 can be maintained.
  • the insulator 14 is made of a non-conductive material that does not conduct electricity well.
  • the insulating portion 14 a material that is easy to attach to the electrode lead 12 and has a relatively thin thickness may be used.
  • the insulating portion 14 may be formed of an insulating tape.
  • the material of the insulating portion 14 is not limited to insulating tape, and various members can be used as long as they can insulate the electrode lead 12 .
  • the case 13 provides a storage space capable of accommodating the electrode assembly 10 and has a pouch shape as a whole.
  • the case 13 may accommodate and seal the electrode assembly 10 so that a portion of the electrode lead 12, that is, a terminal portion is exposed.
  • the case 13 includes an upper pouch 131 and a lower pouch 132 .
  • An accommodation space 133 capable of accommodating the electrode assembly 10 is provided in the lower pouch 132, and an accommodation space 133 in the upper pouch 131 prevents the electrode assembly 10 from escaping from the case 13. (133) at the top.
  • the accommodation space 133 is also formed in the upper pouch 131, and the electrode assembly 10 may be accommodated at the top.
  • the upper pouch 131 and the lower pouch 132 may be manufactured by connecting one side to each other, but are not limited thereto and may be manufactured in various ways such as being separated from each other and separately manufactured.
  • the electrode tabs 11 included in such a secondary battery may be connected through at least one welding process among resistance welding, laser welding, and ultrasonic welding.
  • FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 may be an ultrasonic welding apparatus for welding the electrode tabs 11 .
  • an apparatus 200 for manufacturing a secondary battery may include a horn 300 and an anvil 400 .
  • the horn 300 may include a plurality of first protrusions 320
  • the anvil 400 may include a plurality of second protrusions 420 .
  • a plurality of electrode tabs 11 to be welded may be seated on the anvil 400 .
  • the horn 300 and the anvil 400 may be aligned to face each other with the plurality of electrode tabs 11 interposed therebetween.
  • the plurality of electrode tabs 11 may be welded by applying ultrasonic waves to the horn 300 while the horn 300 presses the plurality of electrode tabs 11 with a constant load.
  • the horn 300 While the horn 300 applies pressure in the vertical direction (eg, the -Z direction), it vibrates in the horizontal direction (eg, the X direction and/or the Y direction), and frictional heat may be generated at the contact surface between the electrode tabs 11. . Due to the generated frictional heat, the electrode tabs 11 may be welded to each other. For example, while the horn 300 moves up and down to apply pressure in a vertical direction, the anvil 400 may be fixed.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a horn included in the apparatus for manufacturing a secondary battery according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the horn taken along line “A-A′” in FIG. 3 .
  • the horn 300 may include a plurality of first protrusions 320 formed on the first welding surface 310 .
  • the first welding surface 310 may include a first region 311 and a second region 312 .
  • the first region may have a smaller area than the second region 312 .
  • the first region 311 may be an outer region adjacent to a starting point of an electrode tab (eg, the electrode tab 11 of FIG. 1 ) during a welding process.
  • the starting point of the electrode tab may be an area disposed relatively far from the electrode lead (eg, the electrode lead 12 of FIG. 1 ), and the end point of the electrode tab may be an area disposed adjacent to the electrode lead.
  • a plurality of first protrusions 320 may be formed in some areas of the first area 311 , and the plurality of first protrusions 320 may not be formed in other areas of the first area 311 .
  • the plurality of first protrusions 320 may be formed in the same or different sizes in the first region 311 and the second region 312 .
  • the pitch P1 of the first protrusion 320 formed in the first region 311 and the first protrusion 320 formed in the second region 312 may be the same. .
  • the plurality of first protrusions 320 may be arranged in a line along the first direction (eg, the X direction) in the first area 311 .
  • the plurality of first protrusions 320 may be spaced apart from the first protrusions 320 adjacent to each other in the first direction by a predetermined first separation distance d1 .
  • the plurality of first protrusions 320 disposed on the first region 311 may be disposed to contact each other without being spaced apart from the first protrusions 320 adjacent to each other in the second direction (eg, the Y direction).
  • the plurality of first protrusions 320 are adjacent to each other at a first separation distance d1 equal to or similar to the pitch of the first protrusions 320. can be separated from
  • the pitch P1 of each of the plurality of first protrusions 320 may be 1.2 mm to 1.5 mm.
  • the pitch P1 of each of the plurality of first protrusions 320 is 1.2 mm
  • the plurality of first protrusions 320 Each may be spaced apart from the adjacent first protrusion 320 in the first direction by a first distance d1 of 1.2 mm.
  • the plurality of first protrusions 320 may be arranged in a matrix form along the first and second directions in the second area 312 of the first welding surface 310 . In the second area 312 , the plurality of first protrusions 320 may be disposed to contact each other without being spaced apart from the first protrusions 320 adjacent to each other in the first and second directions.
  • Each of the plurality of first protrusions 320 may include a first inner surface 321 and a first outer surface 322 that are parallel to each other.
  • the first inner surface 321 may contact the first welding surface 301 .
  • the first outer surface 322 faces the first inner surface 321 and may be formed to face the anvil 400 during a welding process.
  • the plurality of first protrusions 320 may gradually decrease in size from the first inner surface 321 to the first outer surface 322 .
  • An area of the first outer surface 322 may be smaller than that of the first inner surface 321 .
  • the area of the first outer surface 322 may be formed to be an area capable of minimizing damage to the electrode tab while securing minimum welding force by being embedded in the electrode tab.
  • Planar cross-sections of the plurality of first protrusions 320 may be formed in a polygonal shape.
  • the first outer surface 322 and the first inner surface 321 may be formed in a rectangular shape having a horizontal length parallel to the first direction and a vertical length parallel to the second direction (or vibration direction).
  • Each of the plurality of first protrusions 320 may have a quadrangular truncated pyramid shape.
  • the first outer surface 322 of each of the plurality of first protrusions 320 may be formed in a square shape with two sides parallel to the vibration direction.
  • the embodiment including the plurality of first protrusions 320 having the first outer surface 322 in the form of a square has a maximum plastic strain less than that of the comparative example including the first protrusions having the first outer surface in the shape of a rhombus,
  • the tensile strength of the electrode tab may be large. Therefore, the embodiment of the present invention can prevent disconnection of the electrode tab during the welding process.
  • FIG. 5 is a diagram showing tensile strength according to intervals between first protrusions of a horn included in the apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • first protrusions eg, first protrusions 320 of FIGS. 3 and 4 disposed in a first area (eg, first area 311 of FIGS. 3 and 4 )
  • first area eg, first area 311 of FIGS. 3 and 4
  • the stress propagation distance (or non-welded area) between adjacent welded parts may increase. Accordingly, the elongation at break may be increased and the tensile strength may be increased. Disconnection of the electrode tabs may be prevented by increasing the tensile strength of the outermost electrode tabs (eg, the electrode tab 11 of FIG. 1 ). For example, tensile strength may be increased by 15% when the distance between the first protrusions is 1.0 mm compared to when the distance between the first protrusions is 0 mm.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating an anvil included in an apparatus for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the anvil taken along line “BB′” in FIG. 6 .
  • the anvil 400 may include a plurality of second protrusions 420 formed on the second welding surface 410 .
  • the plurality of second protrusions 420 may be arranged in a matrix form along the first direction (eg, X direction) and the second direction (eg, Y direction) on the second welding surface 410 .
  • the plurality of second protrusions 420 may have the same or different sizes.
  • the plurality of second protrusions 420 may be formed to have a pitch P2 of 1.2 mm to 1.5 mm.
  • Each of the plurality of second protrusions 420 may include a second inner surface 421 and a second outer surface 422 that are parallel to each other.
  • the second outer surface 422 faces the second inner surface 421 and may be formed to face a horn (eg, the horn 300 of FIG. 2) during a welding process.
  • the size of the two protrusions 420 may gradually decrease from the second inner surface 421 to the second outer surface 421.
  • the area of the second outer surface 422 is equal to the second inner surface 421.
  • the area of the second outer surface 422 is an area capable of minimizing damage to the electrode tab while ensuring minimum welding force by being embedded in the electrode tab (eg, the electrode tab 11 of FIG. 2 ). can be formed as
  • Planar cross-sections of the plurality of second projections 420 may be formed in a shape different from that of the plurality of first projections (eg, the first projections 320 of FIGS. 3 and 4 ).
  • the planar cross section of the plurality of second protrusions 420 may be formed in a diamond shape.
  • At least one of the second outer surface 422 and the second inner surface 421 may be formed in a diamond shape in which a first diagonal line parallel to the first direction and a second diagonal line parallel to the second direction are perpendicular to each other.
  • Each of the plurality of first protrusions 320 may have a square truncated pyramid shape in which a second outer surface and a second inner surface have a rhombus shape.
  • a second diagonal line included in each of the second outer surface 422 and the second inner surface 421 may be parallel to the vibration direction of the horn.
  • the second inner surfaces 421 of each of the plurality of second protrusions 420 may contact the second inner surfaces 421 adjacent to each other in the first and second directions without a separation distance.
  • the separation distance between the second outer surfaces 422 of each of the plurality of second protrusions 420 may be different according to directions adjacent to each other.
  • the second outer surfaces 422 of each of the plurality of second protrusions 420 may be spaced apart from the second outer surface 422 in the first direction by a second distance d2 .
  • the second outer surfaces 422 of each of the plurality of second protrusions 420 may be spaced apart from the second outer surface 422 in the second direction by a second distance d2 .
  • the second outer surfaces 422 of each of the plurality of second protrusions 420 have a third separation distance d3 from the second outer surface 422 spaced apart in a direction parallel to one side of the second outer surface 422.
  • the second outer surfaces 422 of each of the plurality of second protrusions 420 have a third separation distance d3 from the second outer surface 422 spaced apart in a direction parallel to the other side of the second outer surface 422. can be separated by Since the second outer surfaces 422 of the plurality of second protrusions 420 have a difference in separation distance according to the adjacent direction, and the third separation distance d3 is smaller than the second separation distance d2, Welding deviations can be small.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a relationship between the widths of horns and anvils in a manufacturing process of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the horn 300 and the anvil 400 may be aligned to face each other.
  • the first welding surface 310 of the horn 300 and the second welding surface 410 of the anvil 400 may face each other.
  • First protrusions eg, the first protrusion 320 of FIGS. 3 and 4
  • second protrusions 420 are formed on the second welding surface 410 .
  • the size of the second welding surface 410 may be greater than that of the first welding surface 310 .
  • the second width W2 of the second welding surface 410 may be greater than or equal to the first width W1 of the first welding surface 310 .
  • the second welding surface 410 of the anvil 400 is formed to be greater than or equal to the first welding surface 310 of the horn 300, the horn 300 of the electrode tab (eg, the electrode tab 11 of FIG. 2) )
  • the area contacting (or pressing) the first welding surface 310 may be formed as a welding area. It is possible to prevent a non-welded area from being generated in an area of the electrode tab that is pressed by the horn 300 .
  • FIG. 9A is a view for explaining a disposition relationship between a horn and an electrode tab during a manufacturing process of a secondary battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9B is a view showing an electrode tab after a manufacturing process according to a comparative example
  • FIG. 9C is a diagram showing an electrode tab after a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode tab 11 shown in FIGS. 9A to 9C may be an electrode tab extending from a stacked or stacked/folded electrode assembly.
  • the electrode tab 11 may be aligned with the horn 300 .
  • the horn 300 having the first welding surface 310 having the first width W1 and the electrode tab 11 having the third width W3 may be aligned for a welding process.
  • the first width W1 may be smaller than the third width W3.
  • the first width W1 of the horn 300 may be smaller than the third width W3 of the electrode tab 11 by 2 mm to 2.5 mm.
  • a portion of the electrode tab 11 aligned with the horn 300 does not overlap with the first protrusions of the horn 300 (eg, the first protrusion 320 of FIG. 4 ), and the rest of the electrode tab 11 Realms can be non-overlapping with souls.
  • the central area 113 of the electrode tab 11 overlaps the first protrusions of the horn 300, and the outer areas 111 and 112 of the electrode tab 11 do not overlap the first protrusions of the horn 300.
  • the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 may extend from a portion of the central region 113 of the electrode tab 11 to face each other.
  • the outer area of the electrode tab 11 may include a first outer area 111 and a second outer area 112 .
  • the first outer region 111 and the second outer region 112 may be spaced apart from each other in the width direction of the electrode tab 11 .
  • the first outer region 111 of the electrode tab 11 may protrude from one side of the horn 300 by the first extension width We1 .
  • the second outer region 112 of the electrode tab 11 may protrude from the other side of the horn 300 by the second extension width We2 .
  • the first extension width We1 and the second extension width We2 may have the same or different sizes.
  • the first extension width We1 and the second extension width We2 may have the same size as 1 mm to 1.25 mm.
  • the central region 113 of the electrode tab 11 may be formed as a welding region, and the first outer region 111 of the electrode tab 11 ) and the second outer region 112 may be formed as a non-welded region.
  • the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 are non-welded regions. can be formed Accordingly, since it is possible to prevent the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 from being pressed during the welding process, the tensile strength of the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 may be increased.
  • the electrode tab 11 of the embodiment has a first outer area 111 and a second outer area ( 112) may be formed as a non-welded area, and the central area 113 may be formed as a welded area.
  • the electrode tab 11 since the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 are not pressed by the horn 300, damage to the foil forming the electrode tab of the outer regions 111 and 112 can be prevented.
  • the electrode tab 11 of the comparative example has a first outer area 111 and a second outer area ( 112) and the center region 113 may be formed as a welding region.
  • the electrode tab 11 since the outer regions 111 and 112 of the electrode tab 11 are pressed by the horn 300 , damage may occur to the foil constituting the outer regions 111 and 112 .
  • the embodiment in which the horn 300 is 2 mm smaller than the electrode tab 11 has about 8% higher tensile strength than the comparative example in which the width of the horn is 3 mm larger than the width of the electrode tab, as shown in Table 1. .
  • FIG. 10 is a view for explaining a relationship between the number of stacked electrode tabs of a secondary battery and a first width of a first welding surface according to an embodiment of the present invention.
  • a horn eg, FIGS.
  • the first width eg, the first width W1 of FIG. 9A
  • the electrode tab eg : It can be reduced as the number of stacks of the electrode tab 11 of FIG. 9A increases.
  • the first protrusion of the horn and the second protrusion of the anvil eg, the anvil 400 of FIGS. 6 and 7 ) (eg, the second protrusion 420 of FIGS. 6 and 7 )
  • the pitch of at least one of them may be increased.
  • the thickness of the electrode tab may be calculated as the product of the number of stacks of the electrode tab and the thickness of one sheet of foil. Electrode tabs having a certain thickness may be welded through a welding process using horns and anvils including protrusions having different pitches.
  • an electrode tab having a certain thickness includes a horn including a first protrusion having a first pitch (eg, the first pitch P1 of FIG.
  • the first pitch P1 of FIG. 3 may be welded through a welding process using an anvil including a second protrusion having a second pitch (P2) of 6).
  • the negative electrode tab and the positive electrode tab having the same thickness may be welded through a welding process using a horn and an anvil including protrusions having the same or different pitches.
  • the horn and anvil applied to the cathode tab may each have a pitch greater than or equal to that of the horn and anvil applied to the cathode tab.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a horn having a curved side surface according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line “CC′” in FIG. 11 .
  • the first welding surface 310 of the horn according to another embodiment of the present invention may include a first region 311, a second region 312, and a third region 313. there is.
  • the description of the first region 311 and the second region 312 of the first welding surface 310 described in FIGS. 3 and 4 is the first welding surface 310 shown in FIGS. 11 and 12. Since it may apply to the first area 311 and the second area 312, overlapping descriptions will be omitted.
  • the third region 313 of the first welding surface 310 may be disposed to surround a part of the first region 311 and a part of the second region 312 .
  • the third region 313 of the first welding surface 310 is aligned with the first side surface 1111, the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114 of the horn 300, respectively. It can touch and form a corner.
  • the first side surface 1111 extends in a first direction (eg, the X direction) and may be disposed close to a starting point of an electrode tab (eg, the electrode tab 11 of FIG. 2 ) during a welding process.
  • the second side surface 1112 is disposed to face the first side surface 1111 and may be disposed far from the starting point of the electrode tab during the welding process.
  • the third side surface 1113 extends in the second direction and may be disposed between the first side surface 1111 and the second side surface 1112 .
  • the fourth side surface 1114 may be disposed to face the third side surface 1113 .
  • Corners formed by contacting each of the first side surface 1111, the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114 with the third region 313 may be formed as a gently curved surface. . Since the curved edge formed on the horn 300 can disperse the pressure applied to the electrode tab, damage to the electrode tab can be prevented.
  • At least one of the first side surface 1111, the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114 is subjected to a processing process (eg, chamfering). It can be formed into a curved shape through.
  • the second side surface 1112, the third side surface 1113, the first side surface 1111, and the fourth side surface 1114 may be processed in order.
  • the side disposed closer to the starting point of the electrode tab during the welding process is larger than the other side surfaces.
  • a large radius of curvature can be formed.
  • the radius of curvature of the first side surface 1111 may be greater than the radius of curvature of at least one of the second side surface 1112 , the third side surface 1113 , and the fourth side surface 1114 .
  • the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114 have the same radius of curvature
  • the first side surface 1111 has the same curvature radius as the second side surface 1112.
  • the outermost first protrusions 320 adjacent to each of the first side surface 1111, the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114 The side of may also be formed in a round shape.
  • the radius of curvature of the outermost first protrusions 320 adjacent to the first side surface 1111 is the outermost surface adjacent to the second side surface 1112, the third side surface 1113, and the fourth side surface 1114, respectively. It may be formed larger than the radius of curvature of the first protrusions 320 of the.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an anvil having a curved side surface according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line “D-D′” in FIG. 13 . Since the description of the anvil described in FIGS. 6 and 7 can be applied to the anvils shown in FIGS. 13 and 14, duplicate descriptions will be omitted.
  • an anvil 400 may include one side surface 1311 and the other side surface 1312 facing each other.
  • Each of the one side surface 1311 and the other side surface 1312 of the anvil 400 may come into contact with the second welding surface 410 to form a corner.
  • a corner formed by contacting each of the one side surface 1311 and the other side surface 1312 with the second welding surface 410 may be formed as a gently curved surface. Since the curved edge formed on the anvil 400 can disperse the pressure applied to the electrode tab (eg, the electrode tab 11 of FIG. 1 ), damage to the electrode tab can be prevented.
  • At least one of the one side surface 1311 and the other side surface 1312 may be formed into a curved shape through a processing process (eg, chamfering).
  • the radius of curvature of one side surface 1311 and the other side surface 1312 may be the same as or different from each other.
  • the radius of curvature of one side surface 1311 and the other side surface 1312 may be the same.
  • side surfaces of the outermost second protrusions 420 adjacent to each of the one side surface 1311 and the other side surface 1312 may also be formed in a round shape.
  • the radius of curvature of the outermost second protrusions 420 adjacent to one side surface 1311 may be the same as the radius of curvature of the outermost second protrusions 420 adjacent to the other side surface 1312 .

Landscapes

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Abstract

본 발명은 용접 장치 및 용접 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 용접 장치는 제1 용접면에 복수의 제1 돌기가 형성된 혼과; 이차 전지에 포함되는 복수의 전극 탭들을 사이에 두고 상기 혼과 마주보며, 제2 용접면에 복수의 제2 돌기가 형성된 엔빌을 포함하며, 상기 제1 돌기의 평단면은 상기 제2 돌기의 평단면과 다른 형상으로 형성되며, 상기 혼과 상기 엔빌 사이에 정렬되는 상기 전극 탭의 폭은 상기 혼의 폭보다 크게 형성될 수 있다.

Description

용접 장치 및 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 02월 15일자 한국특허출원 제10-2022-0019798호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 용접 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 불량 발생을 최소화할 수 있는 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 디바이스 등 전자기기 또는 전기자동차 등의 에너지원으로서 이차전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 이차전지는 전극의 종류에 따라 니켈-카드뮴 이차전지, 니켈-수소 이차전지, 리튬 이차 전지 등으로 분류되는데, 높은 작동 전압, 단위 중량당 고에너지 밀도를 갖는 장점을 갖는 리튬 이차전지에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
일반적으로, 이차전지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 내부에 사용하는 케이스를 포함할 수 있다. 하나의 전극 조립체에는 복수의 전극들이 적층되며, 복수의 전극들로부터 생성되는 전기를 외부로 용이하게 공급하기 위해, 각각의 전극마다 전극 탭이 형성될 수 있다. 복수의 전극 탭들은 혼(horn)과 엔빌(anvil)을 포함하는 용접 장치를 이용한 용접 공정으로 서로 용접될 수 있다. 그러나, 용접 공정시 용접 강도를 제대로 확보되지 못하거나 제조 공정시 발생되는 편차 등에 의해 용접 불량이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 용접 불량 발생을 최소화할 수 있는 용접 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 장치는 제1 용접면에 복수의 제1 돌기가 형성된 혼과; 이차 전지에 포함되는 복수의 전극 탭들을 사이에 두고 상기 혼과 마주보며, 제2 용접면에 복수의 제2 돌기가 형성된 엔빌을 포함하며, 상기 제1 돌기의 평단면은 상기 제2 돌기의 평단면과 다른 형상으로 형성되며, 상기 혼과 상기 엔빌 사이에 정렬되는 상기 전극 탭의 폭은 상기 혼의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 탭은 상기 이차 전극에 포함되는 전극 리드와 상대적으로 멀게 배치되는 시작점과, 상기 전극 리드와 인접하게 배치되는 끝점을 포함하며, 상기 제1 용접면은 상기 전극 탭의 시작점과 가까운 제1 영역과, 상기 전극 탭의 시작점과 먼 제2 영역을 포함하며, 상기 복수의 제1 돌기 각각은 상기 제1 영역에서 인접한 상기 제1 돌기와 이격되게 배치되며, 상기 제2 영역에서 인접한 상기 제1 돌기와 이격없이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역에서, 상기 복수의 제1 돌기의 이격 거리는 상기 제1 돌기의 피치와 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 중 적어도 어느 하나의 피치는 1.2~1.5mm로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 혼의 폭은 상기 전극 탭의 폭 보다 2mm~2.5mm작게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 엔빌의 폭은 상기 혼의 폭과 같거나 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기는 사각뿔대 형상으로 형성되며, 상기 제1 돌기는 상기 엔빌을 향하는 제1 외부면을 포함하며, 상기 제1 외부면은 제1 방향으로 신장되는 가로 길이와 제2 방향으로 신장되는 세로 길이를 가지는 정사각형 형상으로 형성되며, 상기 제2 돌기는 상기 혼을 향하는 제2 외부면을 포함하며, 상기 제2 외부면은 상기 제1 방향과 나란한 제1 대각선과, 상기 제2 방향과 나란한 제2 대각선이 서로 수직한 마름모 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 혼은 상기 제1 용접면과 맞닿아 모서리를 형성하는 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 포함하며, 상기 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면 중 어느 하나의 측면은 상기 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면 중 나머지 측면보다 곡률 반경이 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 측면은 상기 전극탭의 시작점과 가깝게 배치되며, 상기 제1 측면은 상기 제2 측면, 상기 제3 측면 및 상기 제4 측면 중 적어도 어느 하나보다 곡률 반경이 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 방법은 제1 용접면에 복수의 제1 돌기가 형성된 혼과, 제2 용접면에 복수의 제2 돌기가 형성된 엔빌을, 이차 전지에 포함되는 복수의 전극 탭들을 사이에 두고 서로 마주보도록 정렬하는 단계와; 상기 혼을 이용하여 상기 복수의 전극탭들을 가압하는 단계를 포함하며, 상기 제1 돌기의 평단면은 상기 제2 돌기의 평단면과 다른 형상으로 형성되며, 상기 혼과 상기 엔빌 사이에 정렬되는 상기 전극 탭의 폭은 상기 혼의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전극탭들의 초음파 용접시 용접 강도가 확보될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 혼의 직접 접촉에 따른 전극 탭들의 손상이 최소화되므로, 용접 불량(예: 단선) 발생이 방지되거나 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제조 공정 불량이 방지되거나 최소화되므로, 이차 전지의 성능 확보와 안전성이 향상될 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 혼을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에서 선"A-A'"를 따라 절취한 혼을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 혼의 제1 돌기들의 간격에 따른 인장 강도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 엔빌을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에서 선"B-B'"를 따라 절취한 엔빌을 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시 혼 및 엔빌의 폭 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시 혼 및 전극탭의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 9b는 비교예에 따른 제조 공정 후의 전극 탭을 나타내는 도면이며, 도 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 공정 후의 전극 탭을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 전극 탭의 적층 수와 제1 용접면의 제1 폭의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 곡면 형태의 측면을 가지는 혼을 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11에서 선"C-C'"를 따라 절취한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 곡면 형태의 측면을 가지는 엔빌을 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 13에서 선"D-D'"를 따라 절취한 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지를 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지(1)는 전극조립체(10), 전극 조립체(10)를 감싸는 케이스(13)를 포함할 수 있다.
전극 조립체(10)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어질 수 있다. 전극 조립체(10)에 포함된 분리막은 양극 및 음극들을 상호 절연시킬 수 있다.
전극 조립체(10)는 전극조립체(10)로부터 연장되어 있는 다수의 전극 탭들(11)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(10)는 양극탭(111) 및 음극탭(112)을 포함할 수 있다. 양극탭(111)은 전극 조립체(10)의 양극으로부터 연장되어 전극 조립체(10)의 외부로 돌출될 수 있다. 음극탭(112)은 전극 조립체(10)의 음극으로부터 연장되어 전극 조립체(10)의 외부로 돌출될 수 있다.
전극 탭(11)에는 전극 리드(Electrode Lead, 12)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 전극 리드(12)는 전극 탭(11)에 레이저 용접과 같은 용접 공정을 통해 연결될 수 있다. 전극 리드(12)는 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)를 포함할 수 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 양극 탭(111) 및 음극 탭(112)의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 예를 들어, 양극 리드(121)는 양극과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드(122)는 음극과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 케이스(13)의 외부로 돌출된 전극 리드(12)의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
전극 리드(12)의 일부는 절연부(14)로 주위가 포위될 수 있다. 절연부(14)는 케이스(13)의 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)가 열융착되는 실링부(134)에 위치하여, 전극 리드(12)를 케이스(13)에 접착시킬 수 있다. 그리고, 전극 조립체(10)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(12)를 통해 케이스(13)로 흐르는 것을 방지하며, 케이스(13)의 실링을 유지할 수 있다. 절연부(14)는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 절연부(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 재질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 절연부(14)로는 절연테이프로 형성될 수 있다. 절연부(14)의 재질은 절연 테이프에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
케이스(13)는 전극조립체(10)를 수용할 수 있는 수납공간을 제공하며 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 케이스(13)는 전극 리드(12)의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링할 수 있다. 케이스(13)는 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)를 포함한다. 하부 파우치(132)에는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간(133)이 마련되고, 상부 파우치(131)는 상기 전극 조립체(10)가 케이스(13)의 외부로 이탈되지 않도록 수용 공간(133)을 상부에서 커버한다. 이 때, 상부 파우치(131)에도 수용 공간(133)이 형성되어, 전극 조립체(10)를 상부에서 수용할 수도 있다. 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)는 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.
이와 같은 이차 전지에 포함되는 전극 탭들(11)은 저항 용접, 레이저 용접 및 초음파 용접 중 적어도 어느 하나의 용접 공정을 통해 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 제조 장치는 전극 탭들(11)을 용접하는 초음파 용접 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치(200)는 혼(horn)(300) 및 엔빌(anvil)(400)을 포함할 수 있다. 혼(300)은 복수의 제1 돌기(320)를 포함하며, 엔빌(400)은 복수의 제2 돌기(420)를 포함할 수 있다.
엔빌(400) 상에는 용접 대상이 되는 복수의 전극 탭(11)들이 안착될 수 있다. 혼(300)과 엔빌(400)은 복수의 전극 탭(11)들을 사이에 두고 마주보도록 정렬될 수 있다. 혼(300)이 일정한 하중으로 복수의 전극 탭(11)들을 가압함과 동시에, 혼(300)으로 초음파를 인가함으로써 복수의 전극 탭(11)들을 용접할 수 있다.
혼(300)이 수직 방향(예: -Z방향)으로 압력을 가하는 동안, 수평 방향(예: X방향 및/또는 Y방향)으로 진동하여 전극 탭(11)들 간의 접촉면에서 마찰열이 발생할 수 있다. 발생된 마찰열로 인하여 전극 탭들(11)은 서로 용접될 수 있다. 일 예로, 혼(300)이 수직 방향으로 압력을 가하도록 상하 운동하는 것에 대해, 엔빌(400)은 고정되어 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 혼을 나타내는 평면도이며, 도 4는 도 3에서 선"A-A'"를 따라 절취한 혼을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼(300)은 제1 용접면(310) 상에 형성되는 복수의 제1 돌기(320)를 포함할 수 있다.
제1 용접면(310)은 제1 영역(311)과 제2 영역(312)을 포함할 수 있다. 제1 영역은 제2 영역(312)보다 면적이 작을 수 있다. 제1 영역(311)은 용접 공정시 전극탭(예: 도 1의 전극탭(11))의 시작점과 인접한 외곽 영역일 수 있다. 전극탭의 시작점은 전극 리드(예: 도 1의 전극 리드(12))와 상대적으로 멀게 배치되는 영역이며, 전극탭의 끝점은 전극 리드와 인접하게 배치되는 영역일 수 있다.
제1 영역(311)의 일부 영역에는 복수의 제1 돌기(320)가 형성되고, 제1 영역(311)의 나머지 영역에는 복수의 제1 돌기(320)가 형성되지 않을 수 있다.
복수의 제1 돌기들(320)은 제1 영역(311)과 제2 영역(312)에서 서로 동일하거나 다른 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(311)에 형성되는 제1 돌기(320)와 제2 영역(312)에 형성되는 제1 돌기(320) 각각의 피치(pitch)(P1)는 서로 동일할 수 있다.
복수의 제1 돌기(320)는 제1 영역(311)에서 제1 방향(예: X방향)을 따라서 일렬로 배치될 수 있다. 제1 영역(311)에서, 복수의 제1 돌기들(320)은 제1 방향으로 인접한 제1 돌기(320)와 기 설정된 제1 이격거리(d1)로 이격되게 배치될 수 있다. 제1 영역(311)에 배치되는 복수의 제1 돌기들(320)은 제2 방향(예: Y방향)으로 인접한 제1 돌기들(320)과 이격되지 않고 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 영역(311)에서, 복수의 제1 돌기(320)들은 제1 돌기(320)의 피치와 동일하거나 유사한 제1 이격 거리(d1)로 인접한 제1 돌기(320)와 이격될 수 있다. 복수의 제1 돌기들(320) 각각의 피치(P1)는 1.2mm~1.5mm일 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 돌기들(320) 각각의 피치(P1)가 1.2mm인 경우, 제1 용접면(310)의 제1 영역(311)에서, 복수의 제1 돌기들(320) 각각은 제1 방향으로 인접한 제1 돌기(320)와 1.2mm의 제1 이격 거리(d1)로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 제1 돌기(320)는 제1 용접면(310)의 제2 영역(312)에서 제1 방향 및 제2 방향을 따라서 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 제2 영역(312)에서, 복수의 제1 돌기들(320)은 제1 방향 및 제2 방향 각각으로 인접한 제1 돌기(320)와 이격없이 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
복수의 제1 돌기들(320) 각각은 서로 평행한 제1 내부면(321) 및 제1 외부면(322)을 포함할 수 있다. 제1 내부면(321)은 제1 용접면(301)과 접촉할 수 있다. 제1 외부면(322)은 제1 내부면(321)과 대향하며, 용접 공정시 엔빌(400)을 향하도록 형성될 수 있다. 복수의 제1 돌기들(320)은 제1 내부면(321)에서 제1 외부면(322)으로 갈수록 크기가 점진적으로 작아질 수 있다. 제1 외부면(322)의 면적은 제1 내부면(321)의 면적보다 작을 수 있다. 제1 외부면(322)의 면적은 전극탭에 박혀 최소한의 용접력을 확보하면서 전극 탭의 손상을 최소화할 수 있는 면적으로 형성될 수 있다.
복수의 제1 돌기(320)의 평단면은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 외부면(322) 및 제1 내부면(321)은 제1 방향과 나란한 가로 길이와, 제2 방향(또는, 진동 방향)과 나란한 세로 길이를 가지는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 제1 돌기들(320) 각각은 사각뿔대 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 돌기들(320) 각각의 제1 외부면(322)은 두 개의 변이 진동 방향과 나란한 정사각형 형태로 형성될 수 있다. 정사각형태의 제1 외부면(322)을 가지는 복수의 제1 돌기(320)를 포함하는 실시 예는 마름모 형태의 제1 외부면을 가지는 제1 돌기를 포함하는 비교예보다 최대소성변형률이 적고, 전극탭에 대한 인장강도가 클 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 용접 공정 중 전극탭의 단선을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 혼의 제1 돌기들의 간격에 따른 인장 강도를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 영역(예: 도 3 및 도 4의 제1 영역(311))에 배치되는 제1 돌기들(예: 도 3 및 도 4의 제1 돌기(320))들의 제1 이격 거리(d1)가 커질수록 인접 용접부간 응력 전파 거리(또는, 미용접 영역)가 증가할 수 있다. 이에 따라, 파단 연신율이 증가하고 인장 강도가 증가될 수 있다. 최외곽에 위치하는 전극 탭들(예: 도 1의 전극 탭(11))의 인장강도가 증가됨으로써 전극탭들의 단선을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기들의 간격이 0mm일 때보다 1.0mm일 때 인장 강도가 15% 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치에 포함되는 엔빌을 나타내는 평면도이며, 도 7은 도 6에서 선"B-B'"를 따라 절취한 엔빌을 나타내는 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔빌(400)은 제2 용접면(410) 상에 형성되는 복수의 제2 돌기(420)를 포함할 수 있다.
복수의 제2 돌기(420)는 제2 용접면(410) 상에서 제1 방향(예: X방향) 및 제2 방향(예: Y방향)을 따라서 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420)은 서로 동일하거나 다른 크기로 형성될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420)은 1.2mm~1.5mm의 피치(P2)를 가지도록 형성될 수 있다.
복수의 제2 돌기들(420) 각각은 서로 평행한 제2 내부면(421) 및 제2 외부면(422을 포함할 수 있다. 제2 내부면(421)은 제2 용접면(410)과 접촉할 수 있다. 제2 외부면(422)은 제2 내부면(421)과 대향하며, 용접 공정시 혼(예: 도 2의 혼(300))을 향하도록 형성될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420)은 제2 내부면(421)에서 제2 외부면(421)으로 갈수록 크기가 점진적으로 작아질 수 있다. 제2 외부면(422)의 면적은 제2 내부면(421)의 면적보다 작을 수 있다. 제2 외부면(422)의 면적은 전극탭(예: 도 2의 전극 탭(11))에 박혀 최소한의 용접력을 확보하면서 전극탭의 손상을 최소화할 수 있는 면적으로 형성될 수 있다.
복수의 제2 돌기(420)의 평단면은 복수의 제 1 돌기(예: 도 3 및 도 4의 제1 돌기(320))의 평단면과 다른 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 제2 돌기(420)의 평단면은 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 제2 외부면(422) 및 제2 내부면(421) 중 적어도 어느 하나는 제1 방향과 나란한 제1 대각선과, 제2 방향과 나란한 제2 대각선이 서로 수직한 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 제1 돌기들(320) 각각은 제2 외부면과 제2 내부면이 마름모 형상인 정사각뿔대 형상을 가질 수 있다. 제2 외부면(422) 및 제2 내부면(421) 각각에 포함되는 제2 대각선이 혼의 진동 방향과 나란할 수 있다.
복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 내부면들(421)은 제1 방향 및 제2 방향 각각으로 인접한 제2 내부면(421)과 이격거리없이 접촉할 수 있다.
복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 외부면들(422)은 서로 인접한 방향에 따라서 이격거리가 다를 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 외부면들(422)은 제1 방향으로 이격된 제2 외부면(422)과 제2 이격거리(d2)로 이격될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 외부면들(422)은 제2 방향으로 이격된 제2 외부면(422)과 제2 이격거리(d2)로 이격될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 외부면들(422)은 제2 외부면(422)의 일변과 나란한 방향으로 이격된 제2 외부면(422)과 제3 이격거리(d3)로 이격될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420) 각각의 제2 외부면들(422)은 제2 외부면(422)의 타변과 나란한 방향으로 이격된 제2 외부면(422)과 제3 이격거리(d3)로 이격될 수 있다. 복수의 제2 돌기들(420)의 제2 외부면들(422)은 서로 인접 방향에 따라서 이격거리의 차이가 있고, 제3 이격거리(d3)는 제2 이격거리(d2)보다 작으므로, 용접 편차가 적을 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시 혼 및 엔빌의 폭 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시, 혼(300)과 엔빌(400)은 서로 대향하도록 정렬될 수 있다. 혼(300)의 제1 용접면(310)과 엔빌(400)의 제2 용접면(410)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 용접면(310) 상에는 제1 돌기들(예: 도 3 및 도 4의 제1 돌기(320))이 형성되며, 제2 용접면(410) 상에는 제2 돌기들(420)이 형성될 수 있다.
제2 용접면(410)의 크기는 제1 용접면(310)의 크기 이상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 용접면(410)의 제2 폭(W2)은 제1 용접면(310)의 제1 폭(W1)보다 크거나 같을 수 있다. 엔빌(400)의 제2 용접면(410)이 혼(300)의 제1 용접면(310)보다 크거나 같게 형성되므로, 전극 탭(예: 도 2의 전극 탭(11)) 중 혼(300)의 제1 용접면(310)과 접촉(또는, 가압)하는 영역은 용접 영역으로 형성될 수 있다. 전극 탭 중 혼(300)에 의해 가압되는 영역에 미용접 영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시 혼 및 전극탭의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 9b는 비교예에 따른 제조 공정 후의 전극 탭을 나타내는 도면이며, 도 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 공정 후의 전극 탭을 나타내는 도면이다. 도 9a 내지 도 9c에 도시된 전극 탭(11)은 스택형 또는 스택/폴딩형의 전극 조립체로부터 연장되는 전극탭일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 공정시, 전극탭(11)은 혼(300)과 정렬될 수 있다. 제1 용접면(310)이 제1 폭(W1)을 가지는 혼(300)과 제3 폭(W3)을 가지는 전극 탭(11)은 용접 공정을 위해 정렬될 수 있다. 제1 폭(W1)은 제3 폭(W3)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 혼(300)의 제1 폭(W1)은 전극 탭(11)의 제3 폭(W3)보다 2mm~2.5mm 작게 형성될 수 있다.
혼(300)과 정렬된 전극탭(11)의 일부 영역은 혼(300)의 제1 돌기들(예: 도 4의 제1 돌기(320))과 비중첩되고, 전극탭(11)의 나머지 영역은 혼과 비중첩될 수 있다. 전극 탭(11)의 중심 영역(113)은 혼(300)의 제1 돌기들과 중첩되고, 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)은 혼(300)의 제1 돌기들과 비중첩될 수 있다. 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)은 전극 탭(11)의 중심 영역(113)의 일부에서 연장되어 서로 대면할 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(11)의 외곽 영역은 제1 외곽 영역(111)과 제2 외곽 영역(112)을 포함할 수 있다. 제1 외곽 영역(111) 및 제2 외곽 영역(112)은 전극 탭(11)의 폭 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
전극 탭(11)의 제1 외곽 영역(111)은 혼(300)의 일측으로부터 제1 연장폭(We1)만큼 돌출되게 정렬될 수 있다. 전극 탭(11)의 제2 외곽 영역(112)은 혼(300)의 타측으로부터 제2 연장폭(We2)만큼 돌출되게 정렬될 수 있다. 제1 연장폭(We1) 및 제2 연장폭(We2)은 크기가 서로 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 연장폭(We1) 및 제2 연장폭(We2)은 크기가 서로 동일하게 1mm~1.25mm로 형성될 수 있다.
전극 탭(11)과 정렬된 혼(300)을 이용한 용접 공정 후, 전극 탭(11)의 중심 영역(113)은 용접 영역으로 형성될 수 있으며, 전극 탭(11)의 제1 외곽 영역(111) 및 제2 외곽 영역(112)은 미용접 영역으로 형성될 수 있다. 전극 탭(11)을 이루는 박판(foil)에 사행이 있더라도, 혼(300)의 폭이 전극탭(11)의 폭보다 작으므로, 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)은 미용접 영역으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 용접 공정시 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)이 가압되는 것을 방지할 수 있으므로, 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)의 인장 강도가 높아질 수 있다.
구체적으로, 전극 탭(11)보다 폭이 작은 혼(300)을 이용한 용접 공정 후, 실시 예의 전극 탭(11)은 도 9b에 도시된 바와 같이 제1 외곽 영역(111) 및 제2 외곽 영역(112)이 미용접 영역으로 형성되고, 중심 영역(113)이 용접 영역으로 형성될 수 있다. 용접 공정시 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)은 혼(300)에 의해 가압되지 않으므로 외곽 영역(111,112)의 전극탭을 이루는 박판(foil)에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
반면에, 전극 탭(11)보다 폭이 큰 혼(300)을 이용한 용접 공정 후, 비교예의 전극 탭(11)은 도 9c에 도시된 바와 같이 제1 외곽 영역(111) 및 제2 외곽 영역(112)과 중심 영역(113)이 용접 영역으로 형성될 수 있다. 용접 공정시 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)은 혼(300)에 의해 가압되므로 외곽 영역(111,112)을 이루는 박판(foil)에는 손상이 발생될 수 있다.
예를 들어, 혼(300)이 전극 탭(11)보다 2mm 작은 실시 예는 표 1과 같이, 혼의 폭이 전극 탭의 폭보다 3mm 큰 비교 예에 비해 인장 강도가 약 8% 높음을 알 수 있다.
실시 예 비교 예
인장강도(kgf) 9.02 8.38
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 전극 탭(11)의 외곽 영역(111,112)의 인장 강도가 상대적으로 높아지므로, 전극 탭(11)의 단선 위험성을 낮출 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 전극 탭의 적층 수와 제1 용접면의 제1 폭의 관계를 설명하기 위한 도면이다.도 10을 참조하면, 혼(예: 도 3 및 도 4의 혼(300))의 제1 용접면(도 3 및 도 4의 제1 용접면(310))의 제1 폭(예: 도 9a의 제1 폭(W1))은 전극 탭(예: 도 9a의 전극탭(11))의 적층(stack) 수가 많아질수록 감소될 수 있다. 또한, 전극 탭의 두께가 두꺼워질수록, 혼의 제1 돌기 및 엔빌(예: 도 6 및 도 7의 엔빌(400))의 제2 돌기(예: 도 6 및 도 7의 제2 돌기(420)) 중 적어도 어느 하나의 피치는 커질 수 있다. 전극 탭의 두께는 전극 탭의 적층(stack) 수와 박판(foil) 1장의 두께의 곱으로 산출될 수 있다. 일정 두께를 가지는 전극 탭은 피치가 서로 다른 돌기를 포함하는 혼 및 엔빌을 이용한 용접 공정을 통해 용접될 수 있다. 예를 들어, 일정 두께를 가지는 전극 탭은 제1 피치(예: 도 3의 제1 피치(P1))를 가지는 제1 돌기를 포함하는 혼과, 제1 피치보다 작은 제2 피치(예: 도 6의 제2 피치(P2))를 가지는 제2 돌기를 포함하는 엔빌을 이용한 용접 공정을 통해 용접될 수 있다. 동일 두께를 가지는 음극 탭과 양극 탭은 피치가 서로 같거나 서로 다른 돌기를 포함하는 혼 및 엔빌을 이용한 용접 공정을 통해 용접될 수 있다. 예를 들어, 양극 탭과 음극 탭의 두께가 동일한 경우, 음극 탭에 적용된 혼 및 엔빌 각각은 양극 탭에 적용된 혼 및 엔빌보다 피치가 크거나 같을 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 곡면 형태의 측면을 가지는 혼을 나타내는 평면도이며, 도 12는 도 11에서 선"C-C'"를 따라 절취한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혼의 제1 용접면(310)은 제1 영역(311), 제2 영역(312) 및 제3 영역(313)을 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에서 설명된 제1 용접면(310)의 제1 영역(311) 및 제2 영역(312)에 대한 설명이, 도 11 및 도 12에 도시된 제1 용접면(310)의 제1 영역(311) 및 제2 영역(312)에 준용될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 용접면(310)의 제3 영역(313)은 제1 영역(311)의 일부 및 제2 영역(312)의 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 용접면(310)의 제3 영역(313)은 혼(300)의 제1 측면(1111), 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 각각과 맞닿아 모서리를 형성할 수 있다. 제1 측면(1111)은 제1 방향(예: X방향)으로 연장되며, 용접 공정시 전극 탭(예: 도 2의 전극 탭(11))의 시작점과 가깝게 배치될 수 있다. 제2 측면(1112)은 제1 측면(1111)과 마주보도록 배치되며, 용접 공정시 전극 탭의 시작점과 멀게 배치될 수 있다. 제3 측면(1113)은 제2 방향으로 연장되며, 제1 측면(1111) 및 제2 측면(1112) 사이에 배치될 수 있다. 제4 측면(1114)은 제3 측면(1113)과 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 측면(1111), 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 각각과 제3 영역(313)이 맞닿아 형성되는 모서리는 완만한 곡면으로 형성될 수 있다. 혼(300)에 형성된 곡면 형태의 모서리는 전극 탭에 가해지는 압력을 분산시킬 수 있으므로, 전극 탭의 손상이 방지될 수 있다.
혼의 모서리를 곡면 형태로 형성하기 위해, 제1 측면(1111), 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 중 적어도 어느 하나는 가공 공정(예: 모따기)을 통해 곡면 형태로 형성될 수 있다. 제2 측면(1112), 제3 측면(1113), 제1 측면(1111) 및 제4 측면(1114)의 순서로 가공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 측면(1111), 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 중 용접 공정시 전극 탭의 시작점과 가깝게 배치되는 측면은 나머지 측면보다 곡률 반경이 크게 형성할 수 있다. 제1 측면(1111)의 곡률 반경은 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 중 적어도 어느 하나의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114)의 곡률 반경은 서로 동일하게 형성되고, 제1 측면(1111)의 곡률 반경은 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114)의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 가공 공정시, 제1 측면(1111), 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 각각과 인접한 최외곽의 제1 돌기들(320)의 측면도 라운드 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 측면(1111)과 인접한 최외곽의 제1 돌기들(320)의 곡률 반경은 제2 측면(1112), 제3 측면(1113) 및 제4 측면(1114) 각각과 인접한 최외곽의 제1 돌기들(320)의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 곡면 형태의 측면을 가지는 엔빌을 나타내는 평면도이며, 도 14는 도 13에서 선"D-D'"를 따라 절취한 단면도이다. 도 6 및 도 7에서 설명된 엔빌에 대한 설명이, 도 13 및 도 14에 도시된 엔빌에 준용될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔빌(400)은 서로 마주보는 일측면(1311) 및 타측면(1312)을 포함할 수 있다. 엔빌(400)의 일측면(1311) 및 타측면(1312) 각각은 제2 용접면(410)과 맞닿아 모서리를 형성할 수 있다. 일측면(1311) 및 타측면(1312) 각각과 제2 용접면(410)이 맞닿아 형성되는 모서리는 완만한 곡면으로 형성될 수 있다. 엔빌(400)에 형성된 곡면 형태의 모서리는 전극 탭(예: 도 1의 전극 탭(11))에 가해지는 압력을 분산시킬 수 있으므로, 전극탭의 손상이 방지될 수 있다.
엔빌(400)의 모서리를 곡면 형태로 형성하기 위해, 일측면(1311) 및 타측면(1312) 중 적어도 어느 하나는 가공 공정(예: 모따기)을 통해 곡면 형태로 형성될 수 있다. 일측면(1311) 및 타측면(1312) 각각의 곡률 반경은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 일측면(1311) 및 타측면(1312) 각각의 곡률 반경은 서로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 가공 공정시, 일측면(1311) 및 타측면(1312) 각각과 인접한 최외곽의 제2 돌기들(420)의 측면도 라운드 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 일측면(1311)과 인접한 최외곽의 제2 돌기들(420)의 곡률 반경은 타측면(1312)과 인접한 최외곽의 제2 돌기들(420)의 곡률 반경과 동일할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
[부호의 설명]
1: 이차전지 10: 전극 조립체
11: 전극탭 200: 용접 장치
300: 혼 320, 420: 돌기
400: 엔빌

Claims (10)

  1. 제1 용접면에 복수의 제1 돌기가 형성된 혼과;
    이차 전지에 포함되는 복수의 전극 탭들을 사이에 두고 상기 혼과 마주보며, 제2 용접면에 복수의 제2 돌기가 형성된 엔빌을 포함하며,
    상기 제1 돌기의 평단면은 상기 제2 돌기의 평단면과 다른 형상으로 형성되며,
    상기 혼과 상기 엔빌 사이에 정렬되는 상기 전극 탭의 폭은 상기 혼의 폭보다 크게 형성되는 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 탭은
    상기 이차 전극에 포함되는 전극 리드와 상대적으로 멀게 배치되는 시작점과,
    상기 전극 리드와 인접하게 배치되는 끝점을 포함하며,
    상기 제1 용접면은
    상기 전극 탭의 시작점과 가까운 제1 영역과,
    상기 전극 탭의 시작점과 먼 제2 영역을 포함하며,
    상기 복수의 제1 돌기 각각은
    상기 제1 영역에서 인접한 상기 제1 돌기와 이격되게 배치되며,
    상기 제2 영역에서 인접한 상기 제1 돌기와 이격없이 배치되는 용접 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 영역에서, 상기 복수의 제1 돌기의 이격 거리는 상기 제1 돌기의 피치와 동일하게 형성되는 용접 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기 중 적어도 어느 하나의 피치는 1.2~1.5mm로 형성되는 용접 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼의 폭은 상기 전극 탭의 폭 보다 2mm~2.5mm작게 형성되는 용접 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔빌의 폭은 상기 혼의 폭과 같거나 크게 형성되는 용접 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌기 및 상기 제2 돌기는 사각뿔대 형상으로 형성되며,
    상기 제1 돌기는 상기 엔빌을 향하는 제1 외부면을 포함하며, 상기 제1 외부면은 제1 방향으로 신장되는 가로 길이와 제2 방향으로 신장되는 세로 길이를 가지는 정사각형 형상으로 형성되며,
    상기 제2 돌기는 상기 혼을 향하는 제2 외부면을 포함하며, 상기 제2 외부면은 상기 제1 방향과 나란한 제1 대각선과, 상기 제2 방향과 나란한 제2 대각선이 서로 수직한 마름모 형상으로 형성되는 용접 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 혼은
    상기 제1 용접면과 맞닿아 모서리를 형성하는 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 포함하며,
    상기 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면 중 어느 하나의 측면은 상기 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면 중 나머지 측면보다 곡률 반경이 크게 형성되는 용접 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 측면은 상기 전극 탭의 시작점과 가깝게 배치되며,
    상기 제1 측면은 상기 제2 측면, 상기 제3 측면 및 상기 제4 측면 중 적어도 어느 하나보다 곡률 반경이 크게 형성되는 용접 장치.
  10. 제1 용접면에 복수의 제1 돌기가 형성된 혼과, 제2 용접면에 복수의 제2 돌기가 형성된 엔빌을, 이차 전지에 포함되는 복수의 전극 탭들을 사이에 두고 서로 마주보도록 정렬하는 단계와;
    상기 혼을 이용하여 상기 복수의 전극탭들을 가압하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 돌기의 평단면은 상기 제2 돌기의 평단면과 다른 형상으로 형성되며,
    상기 혼과 상기 엔빌 사이에 정렬되는 상기 전극 탭의 폭은 상기 혼의 폭보다 크게 형성되는 용접 방법.
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