KR-20260060762-A - Electric vehicle battery electrode manufacturing method

Abstract

본 발명은 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 관한 것으로, 소재를 절단하여 1차 반제품(10)을 만드는 1단계; 상기 1차 반제품(10)을 제1금형(100)으로 2차 반제품(20)을 만드는 2단계; 상기 2차 반제품(20)을 제2금형(200)으로 3차 반제품(30)을 만드는 3단계; 상기 3차 반제품(30)을 제3금형(300)으로 완제품(40)을 만드는 4단계; 로 이루어지는 것으로, 본 발명은 환봉을 상부펀치와 하부다이에 의해 순차적으로 제조하여 제품의 제조시간이 단축되고, 단가가 절감되며, 제품의 강도가 강하며 불량품이 제조되는 것을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Inventors

• 김도건

Assignees

• 김도건

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (2)

1. 소재를 절단하여 1차 반제품(10)을 만드는 1단계; 상기 1차 반제품(10)을 제1금형(100)으로 2차 반제품(20)을 만드는 2단계; 상기 2차 반제품(20)을 제2금형(200)으로 3차 반제품(30)을 만드는 3단계; 상기 3차 반제품(30)을 제3금형(300)으로 완제품(40)을 만드는 4단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 전극 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 금형(100, 200, 300)은 상, 하를 관통하는 제1, 2, 3구멍(101, 201, 301)이 형성되고, 상기 제1, 2, 3구멍(101, 201, 301)에는 제1핀(103, 203, 303)이 삽입되어 압축가공하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 배터리 전극 제조방법

Description

전기자동차 배터리 전극 제조방법{Electric vehicle battery electrode manufacturing method} 본 발명은 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차 배터리 전극 제품의 제조시간을 단축하고, 단가가 절감되며, 제품의 강도가 강하고 불량품이 없는 전기자동차 배터리 전극 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. 원통형 배터리는 음극부분에 탭을 모아놓은 형상으로 사이즈의 변화를 토대로 기존 대비 에너지는 5배, 주행거리는 16%증가, 파워는 6배가 향상되는 기술적인 목표를 가지고 있다. 이렇게 원통형 배터리가 고성능화된다고 하면 앞으로 배터리 사용량은 급증할 것으로 보인다. 알루미늄 리벳은 위의 배터리의 한부분으로써 그 역할을 하게 된다. 사이즈가 커짐에 따라 배터리의 용량도 점점 증가하고, 에너지 밀도가 높아지며, 용량당 코스트-가격이 점점 낮아지는 효과가 나타나게 된다. 원소재에서부터 극판을 만드는데 극판을 만드는데까지는 특별한 기술이 들어가는 것이 아니다. 기술에서 가장 중요한 것은 Tabless 기술이다. 원통에서 튀어나온 부분이 탭(TAB)이다. 탭을 마이너스 부분 플러스 부분을 용접해서 젤리롤을 셀 안에 넣고 난 후 최종 패킹하는 이 기술에서 기존의 기술과 차이점을 가지고 있다. 탭리스 기술의 기본적인 핵심은 전기가 통하는 단일탭을 없애고 여러 갈래로 나와서 열을 분산시키면서 양극제와 음극제 전체를 전도체로 활용하는 것이다. 탭리스 기술의 기본적인 핵심은 탭을 없애면 면 전체를 도체로 활용할 수 있기 때문에 전자의 이용이 용이하게 됩니다. 전자는 여러곳으로 분산하여 이동할 수 있기 때문에 저항이 낮고 발열이 적습니다. 한번에 많은 전자를 이동시킬 수 있기 때문에 출력 성능도 향상됩니다. 양극 부분을 보면 튀어나와 있는 부분이 있는데 여기는 전기가 통하는 부분이다. (+) 부분이고 표면은 (-)이다. 이 양극 부분에 튀어나온 부분이 당사에서 생산하는 알루미늄 리벳이다. 이 리벳은 앞서 말한 듯이 전기가 통하는 부분이며, 그로 인해 외부 용접부에 무결점에 가까운 외관 품질이 요구된다. 이 외관부는 각종 품질관리를 위해 전제품 바코드 인쇄가 되기도 한다. 리벳은 그 형상이나 용도에 따라 수많은 형태가 존재하지만 원통형 배터리 양극부에 삽입되는 알루미늄 리벳에 요구되는 품질수준는 그 어떤 제품보다 높다 할 수 있다. 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-2081745호의 완전 고체 배터리의 전극의 제조방법에 의하면, 완전 고체 배터리용 전극막으로서, 전도성 기재를 제공하는 단계; 전극 재료들의 100nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 나노입자들을 포함하는 현탁액으로부터 전기영동 침착을 통해서 상기 전도성 기재에 전극막을 침착시키는 단계; 침착된 전극막을 건조시키는 단계; 건조된 전극막을, 상기 전극 재료들 중 가장 낮은 용융 온도를 갖는 어느 한 전극 재료의 용융 온도의 기결정된 임계치를 초과하지 않는 온도에서 소결에 의해 열적으로 융화처리하는 단계;를 포함하는 공정으로 제조된, 전극막이 공개되어 있다. 다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1597680호의 전기자동차 배터리팩용 리벳단자 및 그의 제조방법에 의하면, 상면 중앙 부위로부터 결합돌기가 돌출 형성되어 이루어진 베이스부; 상기 베이스부의 결합돌기가 수용되는 중공의 관체로 이루어진 리벳부;로 구성되며, 상기 베이스부의 결합돌기를 상기 리벳부에 수용 결합한 상태에서 상기 리벳부 내에 플럭스 충전 용접와이어(flux-cored welding wire)를 상기 리벳부 내에 수용될 수 있을 정도의 크기로 절단하여 만들어진 플럭스를 내포한 용접 단위체를 충전한 후 열을 가하는 브레이징 용접을 통해 상기 충전된 용접 단위체를 용융시켜 상기 베이스부와 리벳부가 서로 단일체를 이루도록 형성된 것임을 특징으로 하는 전기자동차 배터리팩용 리벳단자가 공개되어 있다. 그러나 상기와 같은 종래기술들은 제조시간이 길며, 단가가 비싸고, 제품의 강도가 약하여 불량품이 제조될 수 있는 단점이 있었다. 도 1은 전기자동차 배터리 전극 제조방법 순서도 도 2는 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제1금형 도 3은 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제2금형 도 4는 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제3금형 도 5는 전기자동차 배터리 전극 제조방법의 배출장치 상세도 본 발명은 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 관한 것으로, 소재를 절단하여 1차 반제품(10)을 만드는 1단계; 상기 1차 반제품(10)을 제1금형(100)으로 2차 반제품(20)을 만드는 2단계; 상기 2차 반제품(20)을 제2금형(200)으로 3차 반제품(30)을 만드는 3단계; 상기 3차 반제품(30)을 제3금형(300)으로 완제품(40)을 만드는 4단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1, 2, 3 금형(100, 200, 300)은 상, 하를 관통하는 제1, 2, 3구멍(101, 201, 301)이 형성되고, 상기 제1, 2, 3구멍(101, 201, 301)에는 제1핀(103, 203, 303)이 삽입되어 압축가공하는 것을 특징으로 한다. 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 전기자동차 배터리 전극 제조방법 순서도, 도 2는 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제1금형, 도 3은 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제2금형, 도 4는 전기자동차 배터리 전극 제조방법에 사용되는 제3금형, 도 5는 전기자동차 배터리 전극 제조방법의 배출장치 상세도이다. 본 발명은 환봉 형태의 소재를 절단하여 1차 반제품을 만든다. 상기 1차 반제품은 원기둥 형상으로 형성되고, 수직단면은 ''형상으로 형성된다. 상기 1차 반제품을 제1금형으로 2차 반제품을 만든다. 상기 2차 반제품은 원기둥 형상이되 상면에는 링 형상의 제1돌출부가 형성되고, 수직단면은 ''형상으로 형성된다. 상기 2차 반제품을 제2금형으로 3차 반제품을 만든다. 상기 3차 반제품은 원기둥 형상이되, 상부에는 제1돌출부가 형성되고, 하부에는 반원 형상의 제2돌출부가 형성되며, 그 수직단면은 ''형상으로 형성된다. 상기 3차 반제품을 제3금형으로 완제품을 만든다. 상기 완제품은 원판 형상의 하부몸체와, 상기 하부몸체에서 상부로 돌출되는 원기둥 형상의 상부몸체로 이루어지되, 상기 상부몸체의 상면의 중심부는 평평하게 형성되고, 중심부에서 일정간격 멀어진 부분에는 링 형상의 홈이 형성되고, 상기 상부몸체의 상면테두리에는 링 형상의 제3돌출부가 돌출형성되며, 그 수직단면은 '' 형상으로 형성된다. 상기 제1금형은 상, 하를 관통하는 제1구멍(101)이 형성되고, 상기 제1구멍(101)에는 제1핀(103)이 삽입되어 압축가공하는 것이다. 상기 제1핀은 환봉형상으로 형성된다. 상기 제1금형에 형성된 제1구멍은 상부측 제1구멍이 하부측 제1구멍보다 직경이 작게 형성되고, 하부측의 상부 끝단에는 제2반제품의 상면에 제1돌출부를 형성할 수 있도록 제1공간부(102)가 형성된다. 상기 제2금형은 상, 하를 관통하는 제2구멍(201)이 형성되고, 상기 제2구멍(201)에는 제2핀(203)이 삽입되어 압축가공하는 것이다. 상기 제2핀은 환봉 형상으로 형성되되, 하면에는 링 형상의 돌기(204)가 형성되고, 상기 돌기는 반원형상으로 형성된다. 상기 제2금형에 형성된 제2구멍은 상부측 제2구멍(201-1)이 하부측 제2구멍(201-2)보다 직경이 작게 형성되고, 하부측 제2구멍의 하부는 단면이 사각형 형상으로 형성되며, 하부측 제2구멍의 상부는 단면이 상부로 볼록한 반원형상으로 형성되고, 상기 제2구멍의 하면에는 사각형 형상의 돌출편이 형성된다. 상기 제3금형은 상, 하를 관통하는 제3구멍(301)이 형성되고, 상기 제3구멍(301)에는 제3핀(303)이 삽입되어 압축가공하는 것이다. 상기 제3핀은 환봉 형상으로 형성되되, 하면에는 링 형상의 돌기(304)가 형성되고, 상기 돌기는 반원형상으로 형성된다. 상기 제3금형에 형성된 제3구멍은 상부측 제3구멍(301-1)이 하부측 제3구멍(301-2)보다 직경이 작게 형성되며, 하부측 제3구멍의 하부는 단면이 판재 형상으로 형성되고, 하부측 제3구멍의 상부는 단면이 사각형 형상이되, 상부에는 링 형상의 홈이 형성된다. 상부측 제3구멍과 하부측 제3구멍이 만나는 지점에는 틈이 없게 하고, 완제품에서 돌출되는 부분의 홈부분을 완만하게 하여 버어가 완제품의 상단부 안쪽면에는 발생하지 않게 하였다. 상기 제3금형에는 제3금형에서 완성된 완성품을 배출하는 배출장치가 설치된다. 상기 배출장치(400)는 지지대(410)와, 상기 지지대의 상부 끝단에 설치되는 후크(420)로 이루어진다. 상기 지지대는 회전가능하게 설치되고, 상기 지지대에는 코일스프링(430)이 설치된다. 상기 코일스프링은 사용자가 지지대의 후방을 잡고 뒤로 당기면, 상기 코일스프링은 지지대가 뒤로 후퇴하면서 지지대의 상부에 설치된 후크에 의해 압축된다. 그리고 사용자가 손을 놓으면, 코일스프링은 사용자가 사용하던 힘이 제거되어 원래 모양으로 복원된다. 상기 배출장치는 제3금형에서 만들어진 완제품이 완성되면, 사용자는 지지대의 후방을 잡고 왼쪽으로 회전시켜 후크가 완제품을 감싸도록 걸리게 한다. 그리고 사용자는 지지대를 후방으로 당겨서 제3금형에 위치한 완제품을 후방으로 후퇴시켜 제3금형과 분리되게 한다. 그리고 사용자가 후크를 우측으로 회전시키고 손을 놓으면 배출장치는 원래 위치로 돌아가게 된다. 또한, 상기 지지대의 후방에는 모터를 설치하여 사용자 대신 자동으로 작동하게 할 수 도 있다. 한편, 다른 실시 예로서, 상기 제3금형에는 제3금형에서 완성된 완성품을 배출하는 배출장치가 설치된다. 상기 배출장치(400)는 지지대(410)와, 상기 지지대의 상부 끝단에 설치되는 후크(420)로 이루어지되, 상기 지지대의 후방부 측면에는 이동모터가 설치된다. 상기 지지대의 후방 외주연에는 래크 기어가 설치되고, 이동모터의 회전축에는 피니언가 설치된다. 이에, 상기 이동모터의 회전축이 정, 역회전 하게되면, 모터의 회전축과 연결된 지지대가 전, 후진하게 되는 것이다. 그리고 상기 지지대의 후방끝단부는 회전