KR20160129473A - Cylindrical Type Secondary Battery And Method For Manufacturing Cylindrical Type Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원통형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취되어 마련되는 젤리롤형 전극 조립체와, 상기 양극과 음극에 연결되고, 상기 전극 조립체를 수납하는 원통형 캔에 접촉하되, 단부가 굽어지는 전극 탭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 젤리롤형 전극 조립체의 외경을 확보할 수 있어 용량 증대가 가능하고, 캔과의 삽입이 용이하여 젤리롤형 전극 조립체의 손상을 최소화할 수 있다. The present invention relates to a cylindrical rechargeable battery and a method of manufacturing the same. The rechargeable battery includes a jelly roll type electrode assembly wound with a separator interposed between an anode and a cathode, a cylindrical body connected to the anode and the cathode, And an electrode tab contacting the can, wherein the end portion is curved.
According to the present invention, it is possible to secure the outer diameter of the jelly-roll-type electrode assembly, thereby increasing the capacity and facilitating insertion of the jelly-roll-type electrode assembly into the can, thereby minimizing damage to the jellyroll-type electrode assembly.
Description
본 발명은 원통형 이차전지 및 원통형 이차전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 젤리롤형 전극 조립체의 외경을 확보할 수 있어 용량 증대가 가능하고, 캔과의 삽입이 용이하여 젤리롤형 전극 조립체의 손상을 최소화할 수 있는 원통형 이차전지 및 원통형 이차전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical rechargeable battery and a method of manufacturing a cylindrical rechargeable battery. More particularly, the present invention relates to a jelly roll type electrode assembly capable of securing an outer diameter of a jelly roll type electrode assembly and capable of increasing a capacity, And more particularly, to a cylindrical secondary battery and a method of manufacturing a cylindrical secondary battery.
일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다. Generally, secondary batteries have been recently developed and used due to the fact that they can be recharged and can be made compact and large in capacity. The secondary battery includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator, and a casing for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution. The secondary battery can be classified into a cylindrical secondary battery, a prismatic secondary battery, and a pouch-type secondary battery according to a structural feature.
도 1은 이러한 원통형 이차전지의 젤리롤형 전극 조립체를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 이차전지의 젤리롤형 전극 조립체(110)는 양극과 분리막과 음극이 적층된 상태로 권취되고, 외곽에 테이프(130)가 부착되어 고정된다. 이러한 젤리롤형 전극 조립체(110)의 최외곽에는 음극이 위치하며, 음극 일측은 음극 탭(120)이 연결되어 젤리롤형 전극 조립체(110)가 수납되는 캔과 전기적으로 연결된다. 1 is a view showing a jelly roll type electrode assembly of such a cylindrical rechargeable battery. 1, a jelly roll
원통형 이차전지는 최근 자동차 및 전기 자전거 등과 같은 다양한 분야에 적용되고 있으며 고용량의 구현이 요구되는 실정이다. 한정된 캔 내부에서 원통형 이차전지의 고용량을 구현하기 위해서는 젤리롤형 전극 조립체(110)의 외경을 확보하는 것이 중요한 문제이다. 도 2는 젤리롤형 전극 조립체(110)와 음극 탭(120)의 연결을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 음극 탭(120)을 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 젤리롤형 전극 조립체(110)의 외경은 음극 탭(120)의 플랫한 형상에 의하여 음극 탭(120)이 연결되는 최외곽이 가장 큰 부분을 차지한다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Cylindrical secondary batteries have recently been applied to various fields such as automobiles and electric bicycles. Securing the outer diameter of the jelly roll
이에, 캔 내부로 젤리롤형 전극 조립체(110)의 삽입 시 최외곽에 위치한 음극 탭(120)이 캔과의 걸림이 발생하기 쉽다. 또한, 이로 인하여 분리막 손상 또는 젤리롤형 전극 조립체(110) 전체가 손상될 수 있는 위험이 있었다. Therefore, when the jelly roll
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 젤리롤형 전극 조립체의 외경을 확보할 수 있어 용량 증대가 가능하고, 캔과의 삽입이 용이하여 젤리롤형 전극 조립체의 손상을 최소화할 수 있는 원통형 이차전지의 전극 탭 용접 장치 및 원통형 이차전지의 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a cylindrical secondary battery capable of increasing the capacity of the jelly roll type electrode assembly and facilitating insertion of the jelly roll type electrode assembly, And a method of manufacturing the cylindrical secondary battery.
본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취되어 마련되는 젤리롤형 전극 조립체와, 상기 양극과 음극에 연결되고, 상기 전극 조립체를 수납하는 원통형 캔에 접촉하되, 단부가 굽어지는 전극 탭을 포함하는 것을 특징으로 한다. A cylindrical rechargeable battery according to the present invention includes a jelly roll type electrode assembly wound around a separator between an anode and a cathode, and a cylindrical can connected to the anode and the cathode, the cylindrical can accommodating the electrode assembly, And an electrode tab having an end curved.
본 발명에서, 상기 전극 탭은, 상기 원통형 캔의 외주면에 접하는 평탄부; 상기 평탄부로부터 연장되어 상기 젤리롤형 전극 조립체의 중심방향으로 굽어지는 벤딩부;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the electrode tab may include: a flat portion contacting the outer circumferential surface of the cylindrical can; And a bending portion extending from the flat portion and bent in the center direction of the jelly roll type electrode assembly.
본 발명에서, 상기 벤딩부는 한 쌍으로 마련되어, 상기 평탄부의 양단부로부터 각각 연장되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the bending portions are provided in pairs and each extend from both ends of the flat portion.
본 발명에서, 상기 전극 탭은 프레스 가공에 의하여 단부가 굽어지는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the electrode tab is bent at an end portion by press working.
본 발명에 따른 원통형 이차전지 및 이의 제조 방법에 따르면, 젤리롤형 전극 조립체의 전극 탭이 부착되는 표면은 곡률이 형성되는 반면 종래의 전극 탭은 플랫한 형상으로 마련됨에 따라 전극 탭이 젤리롤형 전극 조립체의 표면과 밀착되지 않고 돌출된 부분만큼의 추가적인 공간을 마련할 필요가 없으므로, 젤리롤형 전극 조립체의 외경을 추가적으로 확보할 수 있어 용량 증대가 가능하고, 젤리롤형 전극 조립체로부터 돌출된 부분이 없어 캔과의 삽입이 용이하여 젤리롤형 전극 조립체의 삽입 시 손상을 최소화할 수 있다. According to the cylindrical secondary battery of the present invention and the method of manufacturing the same, the surface on which the electrode tabs of the jelly roll type electrode assembly are attached is curved, while the conventional electrode tabs are formed in a flat shape, There is no need to provide an additional space as much as a protruded portion of the jelly roll type electrode assembly without being adhered to the surface of the jelly roll type electrode assembly. The insertion of the jelly roll type electrode assembly can be minimized.
도 1은 종래 젤리롤형 전극 조립체를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 젤리롤형 전극 조립체와 음극 탭의 연결을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 3은 종래 전극 탭을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 젤리롤형 전극 조립체와 음극 탭의 연결을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 전극 탭을 제조하기 위하여 프레스 가공되는 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전극 탭을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 제조 방법의 순서를 도시한 도면. 1 is a view showing a conventional jelly roll type electrode assembly.
FIG. 2 is a top view of the connection between the jelly roll electrode assembly of FIG. 1 and the negative electrode tab. FIG.
3 is a view showing a conventional electrode tab.
FIG. 4 is a top view of a connection between a jelly roll type electrode assembly and a negative electrode tab according to the present invention. FIG.
5 is a view showing a state where the electrode tab is pressed to manufacture an electrode tab according to the present invention.
6 is a view showing an electrode tab according to the present invention.
7 is a view showing a procedure of a method of manufacturing a cylindrical secondary battery according to the present invention.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취되어 마련되는 젤리롤형 전극 조립체(10)와, 양극과 음극에 연결되고, 전극 조립체(10)를 수납하는 원통형 캔에 접촉하되, 단부가 굽어지는 전극 탭(20)을 포함하는 것을 특징으로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 4 to 6, the cylindrical rechargeable battery according to the present invention includes a jelly roll
젤리롤형 전극 조립체(10)는 전극 집전체 상에 양극 활물질이 도포되어 이루어지는 양극과, 전극 집전체 상에 음극 활물질이 도포되어 이루어지는 음극과, 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함한다. 젤리롤형 전극 조립체(10)는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취되어 형성된다. The jelly roll
젤리롤형 전극 조립체(10)의 일측에는 전극 탭(20)이 연결된다. 전극 탭(20)은 양극 탭과 음극 탭으로 이루어지며, 양극 탭은 젤리롤형 전극 조립체(10)의 양극 일측과 연결되고, 음극 탭은 젤리롤형 전극 조립체(10)의 음극 일측과 연결된다. 음극 탭의 재질은 니켈로 마련되고, 양극 탭의 재질은 알루미늄으로 마련된다. 전극 탭(20) 중 양극 탭은 젤리롤형 전극 조립체(10)의 상단으로 인출되어 캔의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리와 용접되고, 음극 탭은 전극 조립체(10)의 하단으로 인출되어 캔 바닥면과 용접된다. The
전극 탭(20)은 도 6에 도시된 바와 같이, 평탄부(21)와 평탄부(21)의 양단부로부터 연장되며 굽어지는 형상으로 마련되는 벤딩부(23)로 마련된다. 특히 음극 탭은 젤리롤 형 전극 조립체(10)의 외주면의 곡률과 대응되는 각도로 굽어진다. 6, the
전극 탭(20)의 벤딩부(23)는 한 쌍으로 마련되며, 평탄부(21)의 양단부로부터 각각 연장된다. 즉, 벤딩부(23)는 전극탭의 가운데에 마련되는 평탄부(21)를 기준으로 양단부가 프레스 가공되어 굽어지는 형상이다. 이에, 전극 탭(20)은 평평한 형상의 전극 탭(20')으로부터 양측 단부가 프레스 가공됨에 따라 평평한 형상의 평탄부(21)와, 평탄부(21)로부터 연장되어 젤리롤형 전극 조립체(10)의 중심방향을 향하여 소정 각도로 굽어지는 벤딩부(23)를 포함한다(도 5 참조). 벤딩부(23)의 굽어지는 각도는 젤리롤형 전극 조립체(10)의 권취된 직경을 고려하여 적절한 각도로 선택적으로 조절하여 형성된다. The
상기와 같은 형상으로 전극 탭(20)이 마련됨으로써, 젤리롤형 전극 조립체(10)의 전극 탭(20)이 부착되는 표면은 곡률이 형성되는 반면 종래의 전극 탭은 플랫한 형상으로 마련됨에 따라 전극 탭이 젤리롤형 전극 조립체의 표면과 밀착되지 않고 돌출된 부분만큼의 추가적인 공간을 마련할 필요가 없다. 이에, 종래와 동일한 크기의 캔 내부로 삽입되는 젤리롤형 전극 조립체(10)에 있어, 전극 탭이 차지하는 추가적인 공간만큼의 젤리롤형 전극 조립체(10)의 외경을 보다 늘릴 수 있다. 이에, 젤리롤형 전극 조립체(10)의 용량 증대가 가능할 뿐만 아니라, 젤리롤형 전극 조립체(10)와 캔과의 삽입이 용이하여 젤리롤형 전극 조립체(10)의 손상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
The surface of the jelly roll
이하에서는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 제조 방법은, 전극 탭(20)을 소정 길이로 절단하는 절단 공정(S1); 전극 탭(20)을 프레스하는 프레스 공정(S2); 전극 탭(20)을 전극과 용접하는 제1 용접 공정(S3); 젤리롤형 전극 조립체(10)를 형성하는 권취 공정(S4); 젤리롤형 전극 조립체(10)의 외곽에 테이프(30)를 부착하여 고정하는 고정 공정(S5)을 포함한다. Hereinafter, a method of manufacturing a cylindrical secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 7, the method for manufacturing a cylindrical secondary battery according to the present invention includes a cutting step S1 for cutting the
절단 공정(S1)에서는 전극과 연결하기 위한 전극 탭(20)을 소정 길이로 절단한다. 전극 탭(20)은 음극과 연결되기 위한 음극 탭과, 양극과 연결되기 위한 양극 탭으로 마련된다. 음극 탭의 재질은 니켈이고, 양극 탭의 재질은 알루미늄으로 마련된다. 절단 공정(S1)에서는 음극 탭과 양극 탭을 음극과 양극에 연결하기 위하여 소정 길이로 절단한다. In the cutting step (S1), the electrode tab (20) for connection with the electrode is cut to a predetermined length. The
프레스 공정(S2)에서는 절단 공정(S1)을 통하여 절단된 전극 탭(20')을 프레스가 가공한다. 프레스 공정(S2)에서는 전극 탭(20)의 가운데의 평평한 평탄부(21)를 기준으로, 양측 단부가 소정 각도로 굽어지는 형상의 벤딩부(23)를 갖도록 프레스 가공한다(도 5 참조). 즉, 프레스 공정(S2)에서는 전극 탭(20)의 양측 단부를 가압하여 굽힌다. 이 때, 전극 탭(20)의 굽히는 각도 및 굽혀지는 거리는 평탄부(21)를 기준으로 양단부의 벤딩부(23)가 서로 동일하도록 한다. 또한, 벤딩부(23)가 굽어지는 정도는 전극 탭(20)이 부착되는 젤리롤형 전극 조립체(10)의 직경을 고려하여 적절한 각도로 조절하여 가압한다. In the pressing step S2, the electrode tab 20 'cut through the cutting step S1 is pressed. In the pressing step S2, pressing is performed so as to have a
제1 용접 공정(S3)에서는 전극 탭(20)을 전극 조립체(10)와 용접하여 고정시킨다. 제1 용접 공정(S3)에서는 프레스 공정(S2)을 통하여 양측 단부가 굽혀진 음극 탭을 음극과 연결하고, 양측 단부가 굽혀진 양극 탭을 양극과 연결한다. In the first welding step (S3), the
권취 공정(S4)에서는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취한다. 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취함에 따라 젤리롤형 전극 조립체(10)는 전체적으로 원기둥 형상을 구비한다. 이 때, 음극이 젤리롤형 전극 조립체(10)의 최외곽에 위치하도록 권취한다. In the winding step S4, the separator is wound between the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween. The jelly-roll
고정 공정(S5)에서는 권취 공정(S4)을 통하여 원기둥 형상으로 권취된 젤리롤형 전극 조립체(10)를 고정한다. 고정 공정(S5)에서는 젤리롤형 전극 조립체(10)의 최외곽에 위치하는 음극에 테이프(30)를 부착하여 젤리롤형 전극 조립체(10)의 권취된 형상을 고정시킨다. In the fixing step (S5), the jelly roll type electrode assembly (10) wound in a cylindrical shape is fixed through the winding step (S4). In the fixing step S5, the tape 30 is attached to the negative electrode positioned at the outermost side of the jelly-roll-
한편, 고정 공정(S5)을 통하여 권취된 형상이 고정된 젤리롤형 전극 조립체(10)는 원통형 캔 내부에 수납되기 위한 수납 공정(S6)을 더 포함한다. 수납 공정(S6)에서는 젤리롤형 전극 조립체(10)의 음극 탭이 원통형 캔의 바닥면을 향하도록 삽입된다. 이 때, 음극 탭이 절곡되어 원기둥 형상의 젤리롤형 전극 조립체(10)의 외주 형상을 따라 절곡 되도록 굽어짐에 따라 삽입 시 캔과 걸리지 않고 용이하게 삽입될 수 있다. On the other hand, the jelly roll
한편, 본 실시예에서는 제2 용접 공정(S7)을 더 포함할 수 있다. 제2 용접 공정(S7)에서는 원통형 캔 내부로 삽입된 젤리롤형 전극 조립체(10)의 전극 탭(20)과 캔을 용접한다. 즉, 제2 용접 공정(S7)에서는 음극 탭을 원통형 캔의 바닥면과 용접하여 전기적으로 연결하고, 양극 탭을 원통형 캔의 상부 개구부를 마감하는 캡 어셈블리와 용접하여 전기적으로 연결한다. 이 때, 전극 탭의 용접 위치는 평탄부(21)가 되어 캔 바닥면 또는 캡 어셈블리와의 용접이 용이하도록 한다.
On the other hand, the present embodiment may further include a second welding step (S7). In the second welding step (S7), the can is welded to the electrode tab (20) of the jelly roll type electrode assembly (10) inserted into the cylindrical can. That is, in the second welding step (S7), the negative electrode tab is welded and electrically connected to the bottom surface of the cylindrical can, and the positive electrode tab is welded and electrically connected to the cap assembly closing the upper opening of the cylindrical can. At this time, the welding position of the electrode tab becomes the
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing detailed description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims, as well as all equivalents thereof, be within the scope of the present invention.
10: 젤리롤형 전극 조립체
20: 전극 탭
21: 평탄부
23: 벤딩부10: Jelly roll type electrode assembly
20: Electrode tab
21:
23: Bending section
Claims (9)
상기 양극과 음극에 연결되고, 상기 전극 조립체를 수납하는 원통형 캔에 접촉하되, 단부가 굽어지는 전극 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지. A jelly roll type electrode assembly wound around the anode and the cathode with a separator interposed therebetween,
And an electrode tab connected to the positive electrode and the negative electrode and contacting the cylindrical can accommodating the electrode assembly, the electrode tab being bent at an end thereof.
상기 전극 탭은,
상기 원통형 캔의 외주면에 접하는 평탄부; 상기 평탄부로부터 연장되어 상기 젤리롤형 전극 조립체의 중심방향으로 굽어지는 벤딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 1,
The electrode tabs
A flat portion contacting the outer circumferential surface of the cylindrical can; And a bending portion extending from the flat portion and bent in the center direction of the jelly roll type electrode assembly.
상기 벤딩부는 한 쌍으로 마련되어, 상기 평탄부의 양단부로부터 각각 연장되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지. The method of claim 2,
Wherein the bending portions are provided in a pair and each extend from both ends of the flat portion.
상기 전극 탭은 프레스 가공에 의하여 단부가 굽어지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지. The method according to claim 1,
Wherein the electrode tab is bent at an end thereof by press working.
상기 전극 탭의 단부가 굽어지도록 프레스하는 프레스 공정;
상기 전극 탭을 전극과 용접하는 제1 용접 공정;
상기 전극을 권취하여 젤리롤형 전극 조립체를 형성하는 권취 공정;
상기 젤리롤형 전극 조립체의 외곽에 테이프를 부착하여 고정하는 고정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조 방법.A cutting step of cutting the electrode tab to a predetermined length;
A pressing step of pressing the end of the electrode tab so as to bend;
A first welding step of welding the electrode tab to an electrode;
A winding step of winding the electrode to form a jelly roll type electrode assembly;
And attaching and fixing a tape to an outer periphery of the jelly roll type electrode assembly.
상기 프레스 공정에서는 상기 전극 탭의 일부는 평평한 형상인 평탄부를 갖도록 하되, 상기 전극 탭의 단부는 상기 젤리롤형 전극 조립체의 중심 방향으로 굽어지도록 프레스하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조 방법. The method of claim 5,
Wherein a portion of the electrode tab is flat and has a flat portion, and the end of the electrode tab is pressed so as to bend toward the center of the jelly roll type electrode assembly in the pressing step.
상기 프레스 공정에서는 상기 전극 탭의 양단부가 굽어지도록 프레스하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조 방법. The method of claim 5,
Wherein the pressing step presses both ends of the electrode tab so as to bend.
상기 젤리롤형 전극 조립체를 원통형 캔 내부에 수납하는 수납 공정; 및
상기 전극 탭과 상기 캔을 용접하는 제2 용접 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조 방법. The method of claim 6,
A storing step of storing the jelly roll type electrode assembly in a cylindrical can; And
And a second welding step of welding the electrode tab and the can to each other.
상기 제2 용접 공정에서는 상기 평탄부를 상기 캔과 용접하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조 방법.
The method of claim 8,
And in the second welding step, the flat portion is welded to the can.
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