特表 2024-540669 電極タブの溶接装置および電極タブの溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-31

(54)【発明の名称】電極タブの溶接装置および電極タブの溶接方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/536 20210101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01M50/536

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531539

(86)(22)【出願日】2022-11-29

(85)【翻訳文提出日】2024-05-27

(86)【国際出願番号】 KR2022019107

(87)【国際公開番号】W WO2023096470

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】10-2021-0167739

(32)【優先日】2021-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ア・ラム・パク

(72)【発明者】

【氏名】ヨン・テ・イ

(72)【発明者】

【氏名】ソン・ビョン・イ

(72)【発明者】

【氏名】ソク・ジェ・キム

【テーマコード（参考）】

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H043AA11

5H043AA13

5H043AA20

5H043BA19

5H043CA08

5H043CA13

5H043EA39

5H043EA60

5H043HA11E

(57)【要約】

本発明は、電極組立体から突出した電極タブを互いに溶接させる電極タブの溶接装置に関し、前記電極タブを集束させるように設けられたガイド部と、前記ガイド部によって集束された電極タブを所定の溶接領域で溶接するように設けられた溶接部とを含み、前記ガイド部は、前記溶接部による溶接の前に、前記電極タブのうち少なくとも一部において前記電極組立体から前記溶接領域までの長さが増加するように、前記電極組立体に向かって移動しながら前記電極タブを前記電極組立体に向かって加圧するように設けられることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極組立体から突出した電極タブを互いに溶接させる電極タブの溶接装置であって、
前記電極タブを集束させるように設けられたガイド部と、
前記ガイド部によって集束された電極タブを所定の溶接領域で溶接するように設けられた溶接部とを含み、
前記ガイド部は、
前記溶接部による溶接の前に、前記電極タブのうち少なくとも一部において前記電極組立体から前記溶接領域までの長さが増加するように、前記電極組立体に向かって移動しながら前記電極タブを前記電極組立体に向かって加圧するように設けられている、電極タブの溶接装置。

【請求項2】

前記ガイド部は、
前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置された第１ロッドと、前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置された第２ロッドとを含み、
前記第１ロッドは、
前記電極組立体に向かう方向である近接方向に移動するように設けられている、請求項１に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項3】

前記第１および第２ロッドは、
前記鉛直方向において互いの距離を調節するために互いに向かって相対移動するように設けられている、請求項２に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項4】

前記第１ロッドは、
前記第１および第２ロッドが互いに向かって相対移動して前記電極タブを前記鉛直方向に加圧させた状態で前記近接方向に移動するように設けられている、請求項３に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項5】

前記第１ロッドは、
前記近接方向に移動するように設けられた第１ロッドボディーと、
前記第１ロッドボディーの上側末端と下側末端のうち前記電極タブに向かう末端に配置され、前記近接方向に移動時に、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられた第１ロッドローラとを含む、請求項２に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項6】

前記第２ロッドは、
前記第１ロッドボディーと連動して前記近接方向に移動するように設けられた第２ロッドボディーと、
前記第２ロッドボディーの上側末端と下側末端のうち前記電極タブに向かう末端に配置され、前記近接方向に移動時に、前記第１ロッドローラとともに前記電極タブを前記鉛直方向に加圧させた状態で、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられた第２ロッドローラとを含む、請求項５に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項7】

前記ガイド部は、
前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置された第１ロッド部と、前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置された第２ロッド部とを含み、
前記第１ロッド部は、
前記電極タブを前記鉛直方向に加圧するための第１加圧ロッドと、前記電極組立体に向かって移動して、前記電極タブのうち少なくとも一部を前記電極組立体に向かって引っ張るように設けられた第１移動ローラとを含み、
前記第２ロッド部は、
前記第１加圧ロッドに対して前記鉛直方向に相対移動して前記第１加圧ロッドとともに前記電極タブを前記鉛直方向に加圧するための第２加圧ロッドを含む、請求項１に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項8】

前記第２ロッド部は、
前記第１および第２加圧ロッドによって前記電極タブが前記鉛直方向に加圧された状態で、前記第１移動ローラと連動して前記電極組立体に向かって移動するように設けられた第２移動ローラをさらに含む、請求項７に記載の電極タブの溶接装置。

【請求項9】

電極組立体から突出した電極タブを互いに溶接させる電極タブの溶接方法であって、
（ａ）前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブを上側と下側から加圧して前記電極タブを集束させるステップと、
（ｂ）前記電極タブを集束させた状態で前記電極タブを前記電極組立体に向かって加圧して前記電極タブのうち少なくとも一部を前記電極組立体に向かって引っ張るステップと、
（ｃ）引っ張りの後に、前記電極タブを所定の溶接領域で溶接するステップとを含む、電極タブの溶接方法。

【請求項10】

前記電極タブのうち前記少なくとも一部は、
引っ張りによって前記電極組立体から前記溶接領域までの長さが増加した状態で溶接される、請求項９に記載の電極タブの溶接方法。

【請求項11】

前記ステップ（ｂ）は、
前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置される第１ロッドが前記電極組立体に向かって移動して、前記電極タブのうち前記少なくとも一部を前記電極組立体に向かって加圧するステップである、請求項９に記載の電極タブの溶接方法。

【請求項12】

前記ステップ（ａ）は、
前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置される第２ロッドが前記第１ロッドとともに前記電極タブを上側と下側から加圧するステップである、請求項１１に記載の電極タブの溶接方法。

【請求項13】

前記第１ロッドは、
前記電極組立体に向かう方向である近接方向と前記電極組立体から遠くなる方向である離隔方向に、また、上方または下方に移動するように設けられ、また、前記近接方向に移動時に、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられる第１ロッドローラを含む、請求項１２に記載の電極タブの溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２１年１１月２９日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１６７７３９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

【0002】

本発明は、電極タブの溶接装置および電極タブの溶接方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一般的に、二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池を意味し、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダなどの電子機器または電気自動車などに広く使用されている。特に、リチウム二次電池は、ニッケル－カドミウム電池またはニッケル－水素電池より大きい容量を有し、エネルギー密度が高いことから、その活用程度が急速に増加している傾向にある。

【0004】

二次電池は、電池ケースの形状に応じて、電極組立体が円筒型または角型の金属缶に内蔵されている円筒型電池および角型電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内蔵されているパウチ型電池などに分けられる。

【0005】

図１は、パウチ型二次電池の一例を図示する図である。パウチ型二次電池１は、電極とセパレータが交互に積層されて形成される電極組立体１０と、電極組立体１０が内部に収容されるパウチ２０とを含む。電極組立体１０の電極には、電極タブ１５が連結されることができる。電極タブ１５は、所定の領域で互いに溶接された後、電極リード１７に連結されることができる。パウチ２０は、電極組立体１０の収容のために窪み状のカップ部２１を含む。パウチ２０のカップ部２１は、１個または２個で形成されることができる。図１には、左側カップ部と右側カップ部を含むパウチ２０が例示されている。カップ部２１の周縁にはシーリングのための周辺部２３（テラス）が形成される。

【0006】

しかし、パウチ２０の周辺部２３の変形によって電極タブ１５に引張力が加えられると、電極タブ１５が次第にピンと張って断線し得る。またはパウチ２０の膨張によって電極タブ１５に引張力が加えられても電極タブ１５が次第にピンと張って断線し得る。このような断線は、火事発生の主な原因として挙げられている。パウチ型二次電池の場合、最近、高容量化および高性能化のニーズに合わせて、エネルギー密度を高めるために、周辺部２３の長さを減少させているが、これは、電極タブ１５の「電極組立体１０から電極タブ１５の溶接地点までの長さ」を減少させているので、断線の可能性をより増加させている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、電極タブの「電極組立体から電極タブの溶接地点までの長さ」を増加させることで、高容量および高性能のパウチ型二次電池においても電極タブの断線を防止することができる電極タブの溶接装置および電極タブの溶接方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一例において、電極タブの溶接装置は、電極組立体から突出した電極タブを互いに溶接させる電極タブの溶接装置に関し、前記電極タブを集束させるように設けられたガイド部と、前記ガイド部によって集束された電極タブを所定の溶接領域で溶接するように設けられた溶接部とを含み、前記ガイド部は、前記溶接部による溶接の前に、前記電極タブのうち少なくとも一部において前記電極組立体から前記溶接領域までの長さが増加するように、前記電極組立体に向かって移動しながら前記電極タブを前記電極組立体に向かって加圧するように設けられることができる。

【0009】

他の例において、前記ガイド部は、前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置された第１ロッドと、前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置された第２ロッドとを含み、前記第１ロッドは、前記電極組立体に向かう方向である近接方向に移動するように設けられることができる。

【0010】

さらに他の例において、前記第１および第２ロッドは、前記鉛直方向に互いの距離を調節するために互いに向かって相対移動するように設けられることができる。

【0011】

さらに他の例において、前記第１ロッドは、前記第１および第２ロッドが互いに向かって相対移動して前記電極タブを前記鉛直方向に加圧させた状態で前記近接方向に移動するように設けられることができる。

【0012】

さらに他の例において、前記第１ロッドは、前記近接方向に移動するように設けられた第１ロッドボディーと、前記第１ロッドボディーの上側末端と下側末端のうち前記電極タブに向かう末端に配置され、前記近接方向に移動時に、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられた第１ロッドローラとを含むことができる。

【0013】

さらに他の例において、前記第２ロッドは、前記第１ロッドボディーと連動して前記近接方向に移動するように設けられた第２ロッドボディーと、前記第２ロッドボディーの上側末端と下側末端のうち前記電極タブに向かう末端に配置され、前記近接方向に移動時に、前記第１ロッドローラとともに前記電極タブを前記鉛直方向に加圧させた状態で、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられた第２ロッドローラとを含むことができる。

【0014】

さらに他の例において、前記ガイド部は、前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置された第１ロッド部と、前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置された第２ロッド部とを含み、前記第１ロッド部は、前記電極タブを前記鉛直方向に加圧するための第１加圧ロッドと、前記電極組立体に向かって移動して、前記電極タブのうち少なくとも一部を前記電極組立体に向かって引っ張るように設けられた第１移動ローラとを含み、前記第２ロッド部は、前記第１ロッドに対して前記鉛直方向に相対移動して前記第１加圧ロッドとともに前記電極タブを前記鉛直方向に加圧するための第２加圧ロッドを含むことができる。

【0015】

さらに他の例において、前記第２ロッド部は、前記第１および第２加圧ロッドによって前記電極タブが前記鉛直方向に加圧された状態で、前記第１移動ローラと連動して前記電極組立体に向かって移動するように設けられた第２移動ローラをさらに含むことができる。

【0016】

さらに他の例において、電極タブの溶接方法は、電極組立体から突出した電極タブを互いに溶接させる電極タブの溶接方法に関し、（ａ）前記電極組立体の電極とセパレータが地面に垂直な鉛直方向に積層されているとしたときに、前記電極タブを上側と下側から加圧して前記電極タブを集束させるステップと、前記電極タブを集束させた状態で前記電極タブを前記電極組立体に向かって加圧して前記電極タブのうち少なくとも一部を前記電極組立体に向かって引っ張るステップと、引っ張りの後に、前記電極タブを所定の溶接領域で溶接するステップとを含むことができる。

【0017】

さらに他の例において、前記電極タブのうち前記少なくとも一部は、引っ張りによって前記電極組立体から前記溶接領域までの長さが増加した状態で溶接されることができる。

【0018】

さらに他の例において、前記ステップ（ｂ）は、前記電極タブの上側と下側のいずれか一つに配置される第１ロッドが前記電極組立体に向かって移動して、前記電極タブのうち前記少なくとも一部を前記電極組立体に向かって加圧するステップであることができる。

【0019】

さらに他の例において、前記ステップ（ａ）は、前記電極タブの上側と下側のうち他の一つに配置される第２ロッドが前記第１ロッドとともに前記電極タブを上側と下側から加圧するステップであることができる。

【0020】

さらに他の例において、前記第１ロッドは、前記電極組立体に向かう方向である近接方向と前記電極組立体から遠くなる方向である離隔方向に、また、上方または下方に移動するように設けられ、また、前記近接方向に移動時に、前記電極タブのうち最も近接して位置する電極タブと接触しながら回転するように設けられた第１ロッドローラを含むことができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によると、電極タブのうち少なくとも一部を電極組立体に向かって引っ張った後、電極タブを溶接することで、電極タブのうち少なくとも一部において電極組立体から溶接領域までの長さを増加させることができ、本発明によって製造される電池の場合、パウチの周辺部（テラス）の変形によって電極タブに引張力が加えられても、または電池の膨張によって電極タブに引張力が加えられても、電極タブを断線させないことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】パウチ型二次電池の一例を図示する図である。

【図2a】パウチ型二次電池の電極タブの溶接に適用可能な一つの例示的な過程を説明するための図である。

【図2b】パウチ型二次電池の電極タブの溶接に適用可能な一つの例示的な過程を説明するための図である。

【図2c】パウチ型二次電池の電極タブの溶接に適用可能な一つの例示的な過程を説明するための図である。

【図2d】パウチ型二次電池の電極タブの溶接に適用可能な一つの例示的な過程を説明するための図である。

【図3】複数のパウチ型電池がケースに収容されて設けられる電池モジュールの一部を図示する断面図である。

【図4】本発明の実施形態１による電極タブの溶接装置を図示する図である。

【図5a】図４の溶接装置による電極タブの溶接方法を説明するための図である。

【図5b】図４の溶接装置による電極タブの溶接方法を説明するための図である。

【図5c】図４の溶接装置による電極タブの溶接方法を説明するための図である。

【図5d】図４の溶接装置による電極タブの溶接方法を説明するための図である。

【図5e】図４の溶接装置による電極タブの溶接方法を説明するための図である。

【図6】本発明の実施形態２による電極タブの溶接装置を図示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態に実現されることができ、以下の実施形態によって制限または限定されるものではない。

【0024】

本発明を明確に説明するために、説明とは関係のない部分または本発明の要旨を不明瞭にし得る関連する公知の技術に関する詳細な説明は省略し、本明細書において各図面の構成要素に参照符号を付けるに際し、明細書の全体にわたり同一または類似の構成要素に対しては、同一または類似の参照符号を付ける。

【0025】

また、本明細書および特許請求の範囲に使用されている用語や単語は、通常もしくは辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者らは、自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義し得るという原則に則って本発明の技術的思想に合致する意味と概念で解釈すべきである。

【0026】

まず、図２を参照して、パウチ型二次電池の電極タブを溶接する過程について説明する。図２は、パウチ型二次電池の電極タブの溶接に適用可能な一つの例示的な過程を説明するための図である。

【0027】

先ず、図２ａのように、電極組立体１０を準備する。電極組立体１０は、電極１１とセパレータ１３が積層されて設けられることができる。電極１１は、正極と負極を含む。電極１１には、電極タブ１５が連結されることができる。参考までに、図２などには、説明の便宜上、負極に連結された負極タブ１５のみ図示されている。正極に連結された正極タブも負極タブ１５の延長方向とは異なる方向に延びるように電極組立体１０に備えられ、負極タブと同一方式で溶接されることができる。次に、図２ｂのように、電極タブ１５を集束させる。例えば、２個のロッド３０Ａ、３０Ｂで電極タブ１５を加圧して電極タブ１５を集束させることができる。次に、図２ｃのように、溶接部１２０を介して電極タブ１５を溶接する。

【0028】

このような過程を経て、図２ｄのように、所定の溶接領域Ｗで互いに溶接された電極タブ１５が備えられた電極組立体１０が製造されることができる。電極タブ１５に電極リード１７（図１参照）を連結した後、電極組立体１０をパウチ２０（図１参照）に収容させることで、パウチ型電池１が製造されることができる。

【0029】

複数のパウチ型電池１は、図３に図示されているように、一つのケースＣに収容されて電池モジュールとして製造されることができる。図３は、複数のパウチ型電池がケースに収容されて設けられる電池モジュールの一部を図示する断面図である。

【0030】

ここで、電池モジュールの製造中に、パウチ２０の周辺部２３が曲げられ得る。周辺部２３の変形は、電極リード１７の折り曲げを誘発することで、電極リード１７に連結された電極タブ１５に引張力を引き起こし得る（例：図３のうち図面符号１５ａの電極タブ参照）。このような力は、電極タブ１５をピンと張るように引っ張り、電極タブ１５の断線を引き起こし得る。このような力は、外側に位置する電極タブ１５ａにおいてより大きく現れ得る。電池の膨張時にも、上記のような断線の問題が引き起こされ得る。

【0031】

以下で詳細に説明する本発明は、上記のような断線の問題を解決するためのものである。

【0032】

実施形態１
図４は、本発明の実施形態１による電極タブの溶接装置を図示している図である。本発明の実施形態１による電極タブの溶接装置は、電極組立体１０から突出した電極タブ１５を互いに溶接させる装置に関し、図４に図示されているように、ガイド部１１０および溶接部１２０を含む。参考までに、以下では、電極組立体１０の電極１１とセパレータ１３が地面に垂直な鉛直方向に積層されているとする。ただし、これは、例示的であって、電極１１とセパレータ１３の積層方向は、電極組立体１０を見る方向に応じて異なり得る。

【0033】

ガイド部１１０は、電極タブ１５を集束させるように設けられることができる。例えば、ガイド部１１０は、電極タブ１５の上側と下側のいずれか一つに配置される第１ロッド１１１と、電極タブ１５の上側と下側のうち他の一つに配置される第２ロッド１１２とを含むことができる。図４には、上側に配置される第１ロッド１１１と下側に配置される第２ロッド１１２が例示されている。第１および第２ロッド１１１、１１２は、電極タブ１５を所定の領域Ｇに集束させることができる。

【0034】

第１および第２ロッド１１１、１１２は、鉛直方向に互いに向かって相対移動することができる。例えば、第２ロッド１１２が停止状態で、第１ロッド１１１のみ第２ロッド１１２に向かって移動することができ、または第１ロッド１１１が停止状態で、第２ロッド１１２のみ第１ロッド１１１に向かって移動することができ、または第１および第２ロッド１１１、１１２がそれぞれ互いに向かって移動することができる。

【0035】

第１および第２ロッド１１１、１１２の相対移動により、第１および第２ロッド１１１、１１２の間の距離が調節されることができる。第１および第２ロッド１１１、１１２の間の距離が減少すると、電極タブ１５は、第１および第２ロッド１１１、１１２によって鉛直方向に加圧されることができる。このような加圧により、電極タブ１５を所定の領域Ｇに集束させることができる。このような過程で、電極タブ１５は、所定の領域Ｇに向かってベンディングされることができる。

【0036】

溶接部１２０は、ガイド部１１０によって集束された電極タブ１５を所定の溶接領域Ｗで溶接するように設けられることができる。例えば、溶接部１２０は、超音波溶接を行うためのホーンとアンビルを含むことができる。溶接部１２０によって溶接された電極タブ１５には、電池の外側に電気を供給するための電極リード１７（図１参照）が溶接されることができる。

【0037】

本実施形態のガイド部１１０は、溶接部１２０による溶接の前に、電極組立体１０に向かって移動しながら電極タブ１５を電極組立体１０に向かって加圧することができる。このような加圧により、ガイド部１１０は、電極タブ１５の全部または一部の基準長さＬを増加させることができる。ここで、基準長さＬは、電極タブ１５の「電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さ」であることができる。

【0038】

例えば、電極タブ１５が第１および第２ロッド１１１、１１２によって鉛直方向に加圧された状態で、第１および第２ロッド１１１、１１２が電極組立体１０に向かって移動すると、電極タブ１５のうち少なくとも一部は、第１および第２ロッド１１１、１１２による加圧により電極組立体１０に向かって引っ張られることができ、これにより、電極タブ１５の「電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さＬ」が増加することができる。電極タブ１５の残りの部分（例：図４において溶接領域Ｗの右側部分）も電極組立体１０に向かって引っ張られることができる。参考までに、第２ロッド１１２が電極タブ１５を支持した状態で、第１ロッド１１１のみ電極組立体１０に向かって移動することもできる。ガイド部１１０は、電極タブ１５が引っ張られることを許容する程度で電極タブ１５を加圧することができる。

【0039】

このような引っ張り状態または引っ張り後の状態で電極タブ１５を溶接すると、電極タブ１５のうち少なくとも一部（例：図４のうち図面符号１５ｂの電極タブ）の「電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さＬ」が増加することができる。このような長さの増加は、電極タブ１５がピンと張るように引っ張られて断線することを防止または遅延させることができる。これは長さの増加によって、長さの増加の前より電極タブ１５をより多く引っ張った時に、電極タブ１５がピンと張られるためである。参考までに、電極リード１７（図１参照）に加えられる力は、電極タブ１５と電極リード１７の連結地点を介して電極タブ１５に伝達されることができる。

【0040】

電極タブ１５の引っ張りは、外側（例：図４を基準に上側または下側）に位置する電極タブ（例：１５ｂの電極タブ）であるほど大きく示されることができる。これは外側に位置する電極タブ１５であるほど、ガイド部１１０によって大きく加圧されるためである。

【0041】

本実施形態の電極タブの溶接装置は、溶接部１２０による溶接の前に、電極タブ１５のうち少なくとも一部において電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さＬが増加するように、電極組立体１０に向かって移動しながら電極タブ１５を電極組立体１０に向かって加圧するように設けられるガイド部１１０を含むことから、本実施形態の電極タブの溶接装置により製造される電池の場合、パウチ２０の周辺部２３（テラス）の変形によって電極タブ１５に引張力が加えられても、または電池の膨張によって電極タブ１５に引張力が加えられても、電極タブ１５を断線させないことができる。

【0042】

本実施形態のガイド部１１０は、断線の防止のために求められる長さの増加を考慮して、電極タブ１５の引っ張り程度を決定することができる。例えば、パウチ２０の周辺部が大きく変形する電池モジュールの場合、ガイド部１１０が電極組立体１０に向かってより多く移動することができる。このようにガイド部１１０は、電極組立体１０に向かって移動する距離を調節して、電極タブ１５の引っ張り程度、すなわち、基準長さＬの増加程度を調節することができる。

【0043】

一方、第１ロッド１１１は、電極組立体１０に向かう方向に移動するように設けられる第１ロッドボディー１１１ａを含むことができる。以下では、電極組立体１０に向かう方向（例：図４を基準に左側方向）を近接方向と称する。第１ロッドボディー１１１ａは、後述する第１ロッドローラ１１１ｂを回転可能に支持するバーまたはブロックなどであることができる。これは、後述する第２ロッドボディー１１２ａも同一である。参考までに、第１ロッド１１１は、近接方向だけでなく、電極組立体１０から遠くなる方向（例：図４を基準に右側方向）である離隔方向に移動することもできる。これは、第２ロッド１１２も同一である。

【0044】

第１ロッド１１１は、第１ロッドボディー１１１ａの下側末端に配置される第１ロッドローラ１１１ｂを含むことができる。第１ロッドローラ１１１ｂは、近接方向に移動時に、電極タブ１５のうち最も近接して位置する電極タブ（例：図４において最上側に位置する電極タブ）と接触しながら回転することができる。例えば、第１ロッドローラ１１１ｂは、最上側に位した電極タブ１５ｂと接触した状態で、電極組立体１０に向かって移動することができ、この際、電極タブ１５ｂとの摩擦によって回転することができる。第１ロッド１１１が第１ロッドローラ１１１ｂを含むと、電極タブ１５の破損なく電極タブ１５を加圧することができる。

【0045】

本実施形態の第１ロッド１１１は、電極タブ１５の上側に配置されるため、第１ロッドローラ１１１ｂは、第１ロッドボディー１１１ａの上側末端と下側末端のうち電極タブ１５に向かう末端である下側末端に配置されることができる。第１ロッドが電極タブの下側に配置されると、第１ロッドローラは、第１ロッドボディーの上側末端に配置されることができる。

【0046】

第２ロッド１１２も近接方向に移動するように設けられる第２ロッドボディー１１２ａを含むことができる。第２ロッドボディー１１２ａは第１ロッドボディー１１１ａと連動して移動することができる。例えば、第２ロッドボディー１１２ａは、第１ロッドローラ１１１ｂと後述する第２ロッドローラ１１２ｂによって電極タブ１５を加圧させた状態で、第１ロッドボディー１１１ａが近接方向に移動する時に、第１ロッドボディー１１１ａとともに近接方向に移動することができる。

【0047】

第２ロッド１１２も第２ロッドボディー１１２ａの上側末端と下側末端のうち電極タブ１５に向かう末端に配置される第２ロッドローラ１１２ｂを含むことができる。図４には、第２ロッドボディー１１２ａの上側末端に配置される第２ロッドローラ１１２ｂが例示されている。第２ロッドローラ１１２ｂは、近接方向に移動時に、第１ロッドローラ１１１ｂとともに電極タブ１５を鉛直方向に加圧させた状態で、電極タブ１５のうち最も近接して位置する電極タブ（例：図４において最下側に位置する電極タブ）と接触しながら回転することができる。

【0048】

以下では、図５を参照して、本実施形態の溶接装置による電極タブ１５の溶接過程について説明する。図５は、図４の溶接装置による電極タブの溶接方法について説明するための図である。

【0049】

まず、図５ａのように、電極組立体１０を準備する。この際、電極組立体１０は、載置部１４０に載置されることができる。載置部１４０は、電極組立体１０が載置されることができる治具またはダイであることができる。

【0050】

次に、図５ｂのように、電極タブ１５を集束させる。これは、ガイド部１１０の作動により実現されることができる。例えば、第１および第２ロッド１１１、１１２がそれぞれ互いに向かって移動しながら電極タブ１５を所定の領域Ｇに集束させることもできる。または第２ロッド１１２が電極タブ１５を下側から支持している状態で、第１ロッド１１１が電極タブ１５を上側から下側へ加圧することで、電極タブ１５を所定の領域に集束させることもできる。このように、電極タブ１５を上側と下側から加圧して、電極タブ１５を集束させることができる。

【0051】

次に、図５ｃのように、電極タブ１５を集束させた状態で、電極タブ１５を電極組立体１０に向かって加圧する。このような加圧により、電極タブ１５のうち少なくとも一部は、電極組立体１０に向かって引っ張られることができる。これは、ガイド部１１０の作動により実現されることができる。例えば、第１および第２ロッドボディー１１１ａ、１１２ａの垂直移動によって第１および第２ロッドローラ１１１ｂ、１１２ｂが電極タブ１５を鉛直方向に加圧することができ、このような加圧状態で、第１および第２ロッドボディー１１１ａ、１１２ａの水平移動によって、第１および第２ロッドローラ１１１ｂ、１１２ｂが電極タブ１５を電極組立体１０に向かって加圧することができる。このような加圧により、電極タブ１５のうち少なくとも一部（例：図４において最上側または最下側に位置する電極タブ）は、電極組立体１０に向かって引っ張られることができる。

【0052】

次に、図５ｄのように、電極タブ１５を引っ張った状態で、溶接部１２０を介して電極タブ１５を溶接領域Ｗで溶接する。

【0053】

このような過程により、電極タブ１５のうち少なくとも一部において「電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さＬ（図５ｄ参照）」を増加させることができ、このような状態で、電極タブ１５を互いに溶接させることができる。結果、電極タブ１５のうち少なくとも一部（例：図面符号１５ｃの電極タブ）の場合、図５ｅに図示されているように、引っ張り過程がない時に比べて、電極組立体１０から溶接領域Ｗまでの長さを増加させることができる。参考までに、ガイド部１１０に近接して位置する電極タブ１５であるほど、上記のような長さの増加が大きく示されることができる。

【0054】

実施形態２
図６は、本発明の実施形態２による電極タブの溶接装置を図示している図である。実施形態２の溶接装置は、ガイド部において、実施形態１の溶接装置と差がある。以下では、実施形態２のガイド部を中心に説明する。参考までに、実施形態１に説明されている事項は、実施形態２に同一または同様に適用されることができる。

【0055】

ガイド部２１０は、電極タブ１５の上側と下側のいずれか一つに配置される第１ロッド部２１１を含むことができる。図６には、電極タブ１５の上側に配置される第１ロッド部２１１が例示されている。ガイド部２１０は、電極タブ１５の上側と下側のうち他の一つに配置される第２ロッド部２１２を含むことができる。図６には、電極タブ１５の下側に配置される第２ロッド部２１２が例示されている。

【0056】

第１ロッド部２１１は、電極タブ１５を鉛直方向に加圧するための第１加圧ロッド２１１ａを含むことができる。図６には、電極タブ１５の上側に配置され、且つ下側に下降することで、電極タブ１５を加圧する第１加圧ロッド２１１ａが例示されている。第１加圧ロッド２１１ａは、電極タブ１５を加圧することができる様々な形状に実現されることができる。図６には、凸状の下側末端を有するロッド状の第１加圧ロッド２１１ａが例示されている。第１加圧ロッド２１１ａは、電極タブ１５と近くなるように下降することもでき、電極タブ１５から遠くなるように上昇することもできる。第１加圧ロッド２１１ａに関する内容は、後述する第２加圧ロッド２１２ａにも同一または同様に適用されることができる。

【0057】

第１ロッド部２１１は、電極組立体１０に向かって移動して、電極タブ１５のうち少なくとも一部を電極組立体１０に向かって引っ張るように設けられる第１移動ローラ２１１ｂを含むことができる。第１移動ローラ２１１ｂは、電極タブ１５を引っ張ることができる様々な形状に実現されることができる。図６には、ローラ状の第１移動ローラ２１１ｂが例示されている。第１移動ローラ２１１ｂは、電極組立体１０と近くなる方向（例：図６を基準に左側方向）と、電極組立体１０から遠くなる方向（例：図６を基準に右側方向）に移動することができる。また、第１移動ローラ２１１ｂは、電極タブ１５に近接するために、下側に移動することもでき、電極タブ１５から遠くなるために、上側に移動することもできる。第１移動ローラ２１１ｂに関する内容は、後述する第２移動ローラ２１２ｂにも同一または同様に適用されることができる。

【0058】

第２ロッド部２１２は、第１加圧ロッド２１１ａに対して鉛直方向に相対移動して、第１加圧ロッド２１１ａとともに電極タブ１５を鉛直方向に加圧するための第２加圧ロッド２１２ａを含むことができる。第２加圧ロッド２１２ａの相対移動は、第１加圧ロッド２１１ａが停止状態で、第２加圧ロッド２１２ａが第１加圧ロッド２１１ａに向かって移動する場合、または第２加圧ロッド２１２ａが停止状態で、第１加圧ロッド２１１ａが第２加圧ロッド２１２ａに向かって移動する場合、または第１および第２加圧ロッド２１１ａ、２１２ａがそれぞれ互いに向かって移動する場合などとして説明されることができる。第１および第２加圧ロッド２１１ａ、２１２ａの相対移動によって電極タブ１５は鉛直方向に加圧されることができ、これにより、電極タブ１５を所定の領域に集束させることができる。

【0059】

第２ロッド部２１２は、第１および第２加圧ロッド２１１ａ、２１２ａによって電極タブ１５が鉛直方向に加圧された状態で、第１移動ローラ２１１ｂと連動して電極組立体１０に向かって移動するように設けられる第２移動ローラ２１２ｂを含むことができる。例えば、第１移動ローラ２１１ｂの移動時に、第２移動ローラ２１２ｂもともに移動することができる。

【0060】

第１および第２加圧ロッド２１１ａ、２１２ａが互いに向かって相対移動して電極タブ１５を所定の集合領域に集束させた状態で、第１および第２移動ローラ２１１ｂ、２１２ｂがともに電極組立体１０に向かって移動することで、電極タブ１５のうち少なくとも一部（例：電極タブのうち最上側または最下側に位置する電極タブ）の「電極組立体１０から溶接（予定）領域までの長さ」を増加させることができる。このような長さの増加後に、溶接部１２０は、電極タブ１５を溶接領域で溶接することができる。参考までに、第１および第２移動ローラ２１１ｂ、２１２ｂは、電極タブ１５から鉛直方向に離隔している状態から電極タブ１５に近接した後、電極組立体１０に向かって移動することができる。ガイド部２１０が第１移動ローラ２１１ｂのみ備えて、第１移動ローラ２１１ｂだけで電極タブ１５を加圧することも考慮することができる。

【0061】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正および変形が可能である。

【0062】

したがって、本発明に開示されている実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであって、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。

【0063】

本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。

【符号の説明】

【0064】

１ パウチ型二次電池
１０ 電極組立体
１１ 電極
１３ セパレータ
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 電極タブ
１７ 電極リード
２０ パウチ
２１ カップ部
２３ 周辺部
３０Ａ ロッド
３０Ｂ ロッド
１１０ ガイド部
１１１ 第１ロッド
１１１ａ 第１ロッドボディー
１１１ｂ 第１ロッドローラ
１１２ 第２ロッド
１１２ａ 第２ロッドボディー
１１２ｂ 第２ロッドローラ
１２０ 溶接部
１４０ 載置部
２１０ ガイド部
２１１ 第１ロッド部
２１１ａ 第１加圧ロッド
２１１ｂ 第１移動ローラ
２１２ 第２ロッド部
２１２ａ 第２加圧ロッド
２１２ｂ 第２移動ローラ

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図6】

【国際調査報告】