KR20160084582A - Welding Method Enabling to Improve Bonding Power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극 탭을 전기적 연결을 위해 이차전지의 피용접체에 용접하는 방법으로서, (a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정; (b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정; (c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및 (d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법을 제공한다.A method of welding an electrode tab to an object to be welded of a secondary battery for electrical connection, the method comprising the steps of: (a) rolling one end of the electrode tap to be welded to the object to be welded to form a relatively thin- Forming process; (b) a step of bringing the welding electrode into contact with the upper end of the welding planned portion in a state where the welding preform and the welding target are fixed; (c) applying a current to the contacted electrode to half-melt the welded portion and the welded body; And (d) pressing and welding the semi-molten welding preform and the welded body.
Description
본 발명은 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding method capable of improving bonding strength.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Many researches have been conducted on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage among such secondary batteries. .
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .
또한, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. In addition, the electrode assembly incorporated in the battery case is a charge / dischargeable power generation device composed of a laminate structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly is composed of a jelly-roll type battery having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, , And a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in the separator. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has an advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight.
젤리-롤형 전극조립체는 주로 원통형 전지와 각형 전지에 사용되며, 도 1에는 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도가 도시되어 있다.The jelly-roll type electrode assembly is mainly used for a cylindrical battery and a prismatic battery, and FIG. 1 is a partial schematic view of a prismatic battery having a jelly-roll type electrode assembly incorporated therein.
도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤형 전극조립체(10)가 각형 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(32)가 형성되어 있는 캡 어셈블리(30)가 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1, the
전극조립체(10)의 전극 탭(52)은 캡 어셈블리(30)에 형성된 금속 소재의 단자 접속부에 용접되어 결합되며, 이들이 전기적으로 연결된다. 반면에, 전극조립체(10)의 또 다른 전극 탭(54)은 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 금속 소재로 되어 있는 캡 어셈블리(30)에 용접되어 결합되며, 전기적으로 연결된다.The
한편, 이들 전극 탭들 및 캡 어셈블리의 금속 소재들을 용접하는 방법은, 이들을 밀착시킨 상태에서, 용접봉을 통해, 이들에 전류를 통전 시키고, 통전된 전류로 전극 탭들 및 탑 캡의 금속 소재에 저항 발열을 발생시켜, 이들을 반 용융 상태로 만들어 접합시키는 방법이 이용될 수 있다.On the other hand, in the method of welding the metal taps of the electrode taps and the cap assembly, a current is passed through them through a welding rod in a state in which they are in close contact with each other, and resistance heating is performed to the metal taps of the electrode taps and the top cap A method of making them into a semi-molten state and bonding them can be used.
여기서, 전극 탭은 순수 저항이 낮아 전기 전도도가 우수한 금속이 사용되는 것이 일반적이나, 전극 탭을 이루는 소재의 순도가 높을수록 용접과정에서도, 낮은 저항을 유지하며, 그에 따라 용접봉을 통해 흐르는 전류에 전력이 없는 무효 전류가 증가하고, 대신, 저항 발열을 위한 유효 전류는 감소하게 되어, 전극 탭과 캡 어셈블리의 금속 소재들의 반 용융 상태가 국소적으로 이루어지며, 그에 따라 이들이 공고히 접합되지 않은 불량이 발생할 수 있다.Here, the electrode taps are generally made of a metal having a low resistance and a good electrical conductivity. However, the higher the purity of the material forming the electrode taps, the lower the resistance is maintained in the welding process, And the effective current for resistance heating is reduced, so that the semi-molten state of the metal materials of the electrode tabs and the cap assembly is locally produced, thereby causing defects such that they are not solidly bonded .
그에 따라, 용접이 완료된 후에도, 전극 탭과 캡 어셈블리의 접합도가 낮아, 외력이 인가되는 경우, 쉽게 파단 또는 파손될 수 있으며, 전극 탭과 캡 어셈블리의 접합 면 전체에 걸쳐 서로 완전히 접합되지 않아, 이 부위의 저항이 증가할 수 있으므로, 이차전지의 성능과 안전성에 영향을 미칠 수 있다. As a result, even after welding is completed, the degree of bonding between the electrode tab and the cap assembly is low, and when the external force is applied, the electrode tab and the cap assembly can be easily broken or broken. The resistance of the secondary battery may increase, which may affect the performance and safety of the secondary battery.
따라서, 상기와 같은 문제점을 근본적으로 해소할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다. Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving the above problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은 순도가 높은 전극 탭과 전극 탭에 접합되는 피 용접체를 용접하는 경우, 무효 전류를 최소화하여 높은 저항 발열을 유도하고, 그에 따라 전극 탭과 피 용접체의 접합을 공고히 할 수 있는 용접 방법을 제공하는 것이다. More specifically, it is an object of the present invention to provide a method for welding an electrode tab having a high purity and an electrode tab to an object to be welded, by minimizing the reactive current to induce high resistance heat generation, And to provide a welding method which can secure the welding strength.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접 방법은, According to an aspect of the present invention,
전극 탭을 전기적 연결을 위해 이차전지의 피용접체에 용접하는 방법으로서, A method of welding an electrode tab to an object to be welded of a secondary battery for electrical connection,
(a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정;(a) rolling the one end of the electrode tab, which is joined to the welded body, to form a relatively thin welded portion;
(b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정; (b) a step of bringing the welding electrode into contact with the upper end of the welding planned portion in a state where the welding preform and the welding target are fixed;
(c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및(c) applying a current to the contacted electrode to half-melt the welded portion and the welded body; And
(d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;(d) pressing and bonding the semi-molten welding preform and the welded body;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.
일반적으로, 금속체에 전류를 인가하여 반 용융 시키는 용접 방법은, 유효 전류가 증가할수록 발열량이 증가하여 용접 부위를 용이하게 반 용융시킬 수 있다. 즉, 용접 부위의 발열량은 유효 전류와 용접 부위의 저항과 비례한다. 그러나, 용접 부위의 저항이 낮은 경우, 용접 부위를 흐르는 총 전류량에서 실제 전력을 가지지 않는 무효 전류는 증가하고, 전력을 가지는 유료 전류는 상대적으로 감소하게 된다. 따라서, 용접 부위의 발열량이 감소되어, 용접 부위에서 국소적으로 반 용융되지 않는 부위가 발생할 수 있다. Generally, a welding method in which a current is applied to a metallic body and half-melted increases the calorific value as the effective current increases, so that the welded portion can be easily half-melted. That is, the calorific value of the welded area is proportional to the effective current and the resistance of the welded area. However, when the resistance of the welding portion is low, the reactive current which does not have the actual power increases at the total amount of current flowing through the welding portion, and the charged current having the power is relatively decreased. Therefore, the amount of heat generated at the welded portion is reduced, so that a portion that is not locally semi-molten at the welded portion may occur.
그러나, 본 발명의 발명자들이 확인한 바에 따르면, 전극 탭의 용접 저항은 그것의 두께와 반비례 하며, 그에 따라, 전극 탭의 일측 단부를 압연함하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 전극 탭에 형성하고 이 부위를 용접에 이용하는 경우, 용접 저항을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. However, the inventors of the present invention have found that the welding resistance of the electrode tab is inversely proportional to its thickness, thereby rolling one end of the electrode tab to form a relatively thin thickness welded portion on the electrode tab It was confirmed that the welding resistance can be increased when this portion is used for welding.
따라서, 본 발명에 따른 용접 방법은, 전극 탭의 순도가 높아, 전극 탭의 순수 저항이 낮은 경우에도, 전극 탭에서 용접되는 부위를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께를 가지는 용접 예정부를 형성시킴으로써, 용접 부위의 저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 용접 예정부의 저항이 증가하면, 용접 예정부를 통해 통전되는 무효 전류는 감소되며, 유효 전류는 상대적으로 증가하게 되는 바, 용접 예정부의 높은 발열량으로 반 용융 상태를 원활하게 유도하여, 피용접체와의 접합을 공고히할 수 있다.Therefore, even if the purity of the electrode tab is low and the pure resistance of the electrode tab is low, the welding method according to the present invention is capable of forming a welded portion having a relatively thin thickness by rolling the portion to be welded in the electrode tab, The resistance of the region can be increased. Further, when the resistance of the scheduled welding portion increases, the reactive current supplied through the scheduled welding portion decreases, and the effective current increases relatively. As a result, the semi-molten state is smoothly induced by the high heating value of the scheduled welding portion, It is possible to secure the bonding with the sieve.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극 탭은 알루미늄, 구리 또는 니켈에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상세하게는 공기 또는 전해액에 의해 쉽게 산화되지 않는 니켈일 수 있다. In one specific example, the electrode tab may be at least one selected from aluminum, copper or nickel, and in particular may be nickel which is not easily oxidized by air or electrolytic solution.
상기 전극 탭은 또한, 양극 탭 및/또는 음극 탭일 수 있다. 여기서, 저항값이 상대적으로 높은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 낮은 용접봉을 위치시키고, 저항값이 상대적으로 낮은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 큰 용접봉을 위치시킬 수 있다.The electrode tab may also be a positive electrode tab and / or a negative electrode tab. Here, a welding rod having a relatively low resistance can be positioned on the electrode tab made of a material having a relatively high resistance value, and a welding rod having a relatively large resistance can be placed on the electrode tab made of a material having a relatively low resistance value.
즉, 순수 저항값이 높은 전극 탭에는 낮은 저항의 용접봉을 통해 상대적으로 대전류를 통전시켜 전극 탭이 용이하게 용융되도록 하고, 순수 저항값이 낮은 전극 탭에는 고 저항의 용접봉을 통해 상대적으로 저전류를 통전시켜, 불필요한 전력 낭비를 방지하고, 무효 전류가증가하는 것을 방지할 수 있다.That is, an electrode tap having a high pure resistance value is supplied with a relatively large current through a low-resistance electrode to easily melt the electrode tab, and a relatively low current is supplied to an electrode tab having a low pure resistance value through a high- It is possible to prevent the unnecessary power consumption and increase the reactive current.
상기 저항이 낮은 용접봉은 크롬동으로 이루어진 전극이고, 상기 저항이 높은 용접봉은 몰리브덴 또는 주석 소재로 이루어진 전극일 수 있다.The low-resistance electrode may be an electrode made of chromium copper, and the high-resistance electrode may be an electrode made of molybdenum or tin.
이러한 전극 탭과 접합되는 피용접체는 전극 탭과 전기적으로 연결되는 이차전지의 구성 요소들 중 하나일 수 있다. The object to be welded to the electrode tab may be one of the components of the secondary battery electrically connected to the electrode tab.
하나의 예로, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리일 수 있다. 상기 캡 어셈블리는 그 자체로 이차전지의 전극의 역할을 수행할 수 있으며, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 금속 소재로 이루어 질 수 있다. In one example, the to-be-welded body may be a cap assembly mounted on an open top of a cylindrical can in a cylindrical battery cell. The cap assembly itself may serve as an electrode of the secondary battery, and may be formed of a conductive metal material such as aluminum, stainless steel, or the like.
두 번째 예로, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 내면일 수 있다. 상기 내면은 예를 들어, 원통형 캔의 하면일 수 있으며, 그 자체로 이차전지의 전극의 역할을 수행할 수 있도록 도전성 금속 소재로 이루어질 수 있다. In the second example, the object to be welded may be the inner surface of the cylindrical can in the cylindrical battery cell. The inner surface may be, for example, a bottom surface of a cylindrical can, and may be made of a conductive metal material so as to serve as an electrode of the secondary battery.
마지막 예로, 상기 피용접체는 PCB(printed circuit board)에 형성되어 있는 전극단자 접속부일 수 있다. 상기 전극 단자 접속부는 PCB의 회로들과 전기적으로 연결된 상태로, 하면에 형성되어 있을 수 있고, 그에 따라, 전극 탭이 전극 단자 접속부와 접합되면, 전극 탭과 PCB의 회로들과 전기적으로 연결되는 구조일 수 있다. As a final example, the object to be welded may be an electrode terminal connection part formed on a printed circuit board (PCB). The electrode terminal connection portion may be formed on a lower surface of the PCB in a state of being electrically connected to circuits of the PCB so that when the electrode tab is connected to the electrode terminal connection portion, Lt; / RTI >
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(a)에서, 용접 예정부는, 그것의 단부 전면에 걸쳐, 동일한 두께를 가지도록, 피용접체와 접합되는 전극 탭의 일면 및 상기 일면의 대향 면인 타면이 동시에 압연될 수 있으며, 이렇게 압연된 용접 예정부에는 상기 일면과 타면 모두에 울퉁 불퉁한 결함이 형성되지 않을 수 있는 바, 용접 예정부가, 피용접채 및 용접봉과 밀착될 수 있으므로, 공정성을 향상시킬 수 있다. In one specific example, in the step (a), the welded portion has a thickness of, for example, the same thickness throughout the entire end surface thereof, and the one surface of the electrode tab joined to the welded body and the other surface, The uneven blanks may not be formed on the one surface and the other surface of the rolled welded portion, and the welded portion, the welded portion and the welding rod may be closely contacted with each other, so that the processability can be improved.
상기 용접 예정부는 압연 이전 상태의 전극 탭의 두께 대비 40% 내지 60%의 두께로 압연될 수 있다. 상기 용접 예정부의 두께가 상기 범위 미만으로 압연되는 경우, 기계적 강성이 낮아, 용접이 완료된 후, 외력이 인가되면, 용접 예정부가 압연되지 않은 전극 탭으로부터 분리될 수 있으며, 전류가 인가될 시, 완전히 용융될 수 있는 바, 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하는 두께로 압연되는 경우, 용접 예정부의 저항 증가 효과가 미미하므로 바람직하지 않다. The welding scheduled portion may be rolled to a thickness of 40% to 60% of the thickness of the electrode tab in a state before rolling. When the thickness of the scheduled welding portion is rolled below the above range, the mechanical stiffness is low. When the external force is applied after the welding is completed, the welded portion can be separated from the unturned electrode tab, And is not preferable because the effect of increasing the resistance of the planned welding portion is insignificant when rolled to a thickness exceeding the above range.
상기 용접 예정부는 또한, 압연에 따른 두께 감소로 인한 용접 예정부의 기계적 강성이 약화되는 것을 최소화할 수 있고, 피용접체와의 접합력이 극대화 되는 용접 면적을 가지도록 그것의 길이 및 폭이 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 용접 예정부는 전극조립체로부터 돌출되어 있는 전극 탭의 총 길이 대비 20% 내지 50%의 길이로 이루어질 수 있고, 상기 용접 예정부의 폭은 전극 탭의 폭 대비 110% 내지 130%의 길이로 이루어질 수 있다. The welding scheduled portion can minimize the mechanical rigidity of the planned welding portion due to reduction in thickness due to rolling and can set its length and width so as to have a welding area for maximizing the bonding force with the welded body have. Specifically, the welding scheduled portion may have a length of 20% to 50% of the total length of the electrode tab protruding from the electrode assembly, and the width of the scheduled welding portion is 110% to 130% Lt; / RTI >
상기 용접 예정부의 길이 및 폭이 상기 범위 미만으로 형성된 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 기계적 강성을 담보할 수 없다. 반면에, 상기 용접 예정부의 길이 및 폭이 상기 범위 보다 초과하여 형성되는 경우, 용접 면적이 지나치게 넓어지게되는 바, 국소적으로 용융이 되지 않는 부위가 발생할 수 있어, 오히려 피용접체와의 접합력이 저하될 수 있다. If the length and width of the scheduled welding portion are formed to be less than the above range, mechanical rigidity can not be ensured as described above. On the other hand, when the length and the width of the scheduled welding portion are formed to exceed the above range, the welding area becomes excessively wide, so that a portion that is not locally melted may occur, Can be degraded.
한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 용접봉은 양극 및 음극으로 이루어진 한 쌍의 전극으로서, 상기 과정(b)에서는, 음극 용접봉 및 양극 용접봉을 용접 예정부의 상단에 나란히 위치시킨 상태로, 양극 용접봉으로부터, 용접 예정부, 피용접체 및 음극 용접봉으로 전류가 통전될 수 있다. Meanwhile, in one specific example, the electrode is a pair of electrodes made of an anode and a cathode. In the step (b), the anode electrode and the anode electrode are placed side by side on the upper end of the welded portion, Current can be conducted to the welding preform, the welded body and the cathode welding rod.
이 때, 상기 과정(c)에서, 용접봉을 통해 흐르는 전류가, 용접 예정부 및 피용접체로 통전되고, 통전된 전류에 의해, 용접 예정부 및 피용접체에 저항발열이 발생하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융 상태로 만들어, 이들을 접합될 수 있다. At this time, in the step (c), the current flowing through the welding rod is energized by the welding preform and the welded object, resistance heat is generated in the welding preform and the welded object by the energized current, And the welded body are made into a semi-molten state, and they can be bonded.
본 발명은 또한, 상기 용접 방법으로 제조된 이차전지를 제공한다. The present invention also provides a secondary battery manufactured by the welding method.
이러한 이차전지의 구조는 예를 들어, 전극조립체가 내장된 원통형 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착되어 있는 원통형 전지일 수 있다. The structure of such a secondary battery may be, for example, a cylindrical battery in which a cap assembly is mounted at the open upper end of a cylindrical can containing an electrode assembly.
또한, 상기 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.The secondary battery is not particularly limited in its kind, but specific examples thereof include a lithium ion (Li-ion) secondary battery having a high energy density, a discharge voltage and an output stability, a lithium polymer ) Secondary battery, or a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer secondary battery.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다. The present invention also provides a battery pack including the secondary battery, and a device including the battery pack.
상기 디바이스는 예를 들어, 웨어러블 기기 또는 모바일 기기와 같은 소형 전자기기일 수 있고, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치와 같은 대형 기기일 수 있으나 이것들로 한정되는 것은 아니다.The device may be, for example, a small electronic device such as a wearable device or a mobile device and may be a large device such as an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device, It is not.
상기 디바이스들의 구체적인 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.The specific structure of the devices is well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 방법은, 전극 탭의 순도가 높아, 전극 탭의 순수 저항이 낮은 경우에도, 전극 탭에서 용접되는 부위를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께를 가지는 용접 예정부를 형성시킴으로써, 용접 부위의 저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 용접 예정부의 저항이 증가하면, 용접 예정부를 통해 통전되는 무효 전류는 감소되며, 유효 전류는 상대적으로 증가하게 되는 바, 용접 예정부의 높은 발열량으로 반 용융 상태를 원활하게 유도하여, 피용접체와의 접합을 공고히할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, in the welding method according to the present invention, even when the purity of the electrode tab is high and the pure resistance of the electrode tab is low, the portion to be welded in the electrode tab is rolled, The resistance of the welded portion can be increased. Further, when the resistance of the scheduled welding portion increases, the reactive current supplied through the scheduled welding portion decreases, and the effective current increases relatively. As a result, the semi-molten state is smoothly induced by the high heating value of the scheduled welding portion, It is possible to secure the bonding with the sieve.
도 1은 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 용접 방법의 흐름도이다;
도 3은 본 발명의 전극 탭을 확대한 모식도이다;
도 4는 용접 예정부가 형성되어 있는 전극 탭의 확대 모식도이다;
도 5는 용접 예정부와 피용접체를 용접시키는 모습을 나타낸 모식도이다.1 is a partial schematic view of a prismatic battery incorporating a jelly-roll type electrode assembly;
Figure 2 is a flow diagram of a welding method according to the invention;
3 is an enlarged schematic view of an electrode tab of the present invention;
4 is an enlarged schematic view of an electrode tab provided with a welding portion;
Fig. 5 is a schematic view showing a state in which the welded portion and the welded body are welded.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 2에는 본 발명에 따른 용접 방법의 과정이 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 전극 탭을 확대한 모식도가 도시되어 있으며, 도 4에는 용접 예정부가 형성되어 있는 전극 탭의 확대 모식도가 도시되어 있다. 3 is a schematic enlarged view of the electrode tab of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged schematic view of an electrode tab having a welded portion formed thereon have.
이들 도면을 참조하면, 과정(10)에서 전극 탭(100)은 압연 휠 또는 압연 프레스와 같은 압연 기기에 의해, 전극 탭(100)의 일측 단부가 압연되어 용접 예정부(110)를 형성시킨다. 여기서, 전극 탭(100)에서 압연하고자 하는 부위의 양면에서 압연을 하여 용접 예정부(110)를 형성시키는 것에 주목해야 한다. Referring to these drawings, in
만약 전극 탭(100)의 단일면에 대해서만 압연이 수행되는 경우, 수직 단면상으로, 용접 예정부(110)의 두께가 일정하지 않을 수 있고, 특히, 압력에 의해 연신되는 용접 예정부(110) 단부의 두께가 중심부와 비교하여 더 두껍거나 더 얇게 형성될 수 있어, 실제 용접 과정에서 피용접체(200)와 밀착시, 공간이 발생할 수 있고, 그에 따라 공고한 용접이 진행되지 않을 수 있다. 반면에, 양면을 압연하는 경우, 전자의 경우와 비교하여, 전극 탭(100)의 두께를 균일하게 압연할 수 있고, 그에 따라, 수직 단면상으로, 용접 예정부(110)의 두께가 균일하게 형성될 수 있다. If rolling is performed only on a single surface of the
과정(10)에서 형성된 용접 예정부(110)는 도 3에 구체적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 용접 예정부(110)는 전극 탭(100)의 일측 단부에 전극 탭(100)의 두께(T1) 대비 대략 절반의 두께(T2)로 압연되어 있다. The
일반적으로, 용접 시, 금속 소재의 용접 저항 R은 e*L/(T*D)의 수식으로 산정될 수 있다. 여기서, e는 금속의 비저항이고, L은 용접봉 간의 거리이며, T는 금속 소재의 두께이고, D는 용접봉의 지름이다. Generally, at the time of welding, the welding resistance R of the metal material can be estimated by the equation of e * L / (T * D). Where e is the resistivity of the metal, L is the distance between the electrodes, T is the thickness of the metal material, and D is the diameter of the electrode.
즉, 용접 하고자하는 금속 소재의 두께(T)가 감소할수록 금속 소재의 용접 저항은 증가하게 된다. 이러한 저항의 증가는 용접 시, 발열량을 증가시켜, 금속 소재의 용융을 용이하게 하고, 용접 품질을 증가시킬 수 있다. That is, as the thickness (T) of the metal material to be welded decreases, the welding resistance of the metal material increases. Such an increase in resistance can increase the amount of heat generated during welding, facilitate the melting of the metal material, and improve the quality of welding.
용접 예정부(110)는 전극 탭(100)의 폭(W) 대비 대략 130%의 길이의 폭(w)을 가지도록 압연되어 있다. 따라서, 용접 예정부(110)는 피용접체(200)와의 접합력이 극대화 되는 용접 면적을 가질 수 있다. The
한편, 도 1의 과정(20)에서는 상술한 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 서로 접합시키기 위해, 용접 예정부(110)의 하면에 피용접체(200)를 고정시키고, 과정(30)에서 한 쌍의 전극으로 이루어진 용접봉(300)으로 이들을 용접시킨다. 1, in order to join the welded
구체적으로, 도 4 및 도 5을 함께 참조하면, 용접 예정부(110)는 압연되면서, 전극 탭(100)과 두께 차이를 가지며, 그에 따라, 용접 예정부(110)와 전극 탭(100)의 사이에는 단차(112)가 형성된다. 단차(112)는 용접 예정부(110)의 상면과 하면에 동일하게 형성되어 있다. 이러한 단차(112)는 피용접체(200)가 용접 예정부(110)에 고정되기 용이하게 하여, 용접의 공정성을 향상시킬 수 있다.4 and 5 together, the welded
용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 고정시킨 후, 양극(310) 및 음극(320)으로 이루어진 한 쌍의의 용접봉(300)을 용접 예정부(110)의 상단에 나란히 위치시킨 상태로 양극 용접봉(310)으로부터, 용접 예정부(110), 피용접체(200) 및 음극 용접봉(320)으로 전류를 통전시킨다. A pair of
이 때, 전류에 의해 용접 예정부(110) 및 피용접체(200)에 저항발열이 발생하며, 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 반 용융 상태로 만든다. 그 후, 도 1의 과정에서와 같이, 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를, 이들이 접촉한 계면 방향으로 가압하여, 이들을 접합시킨다.
At this time, resistance heat is generated in the welded
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (18)
(a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정;
(b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정;
(c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및
(d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.A method of welding an electrode tab to an object to be welded of a secondary battery for electrical connection,
(a) rolling the one end of the electrode tab, which is joined to the welded body, to form a relatively thin welded portion;
(b) a step of bringing the welding electrode into contact with the upper end of the welding planned portion in a state where the welding preform and the welding target are fixed;
(c) applying a current to the contacted electrode to half-melt the welded portion and the welded body; And
(d) pressing and bonding the semi-molten welding preform and the welded body;
Welded to the weld.
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