焊接线缆电池的电极层的金属片的方法及由此制造的电极的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焊接用于线缆电池的电极层的金属片的方法以及由此制造的电极。
【背景技术】
[0002]可再充电的二次电池广泛地应用于便携式设备、工具、不间断电源等。特别地，无线通信技术作为便携式设备等的电源而受到关注。
[0003]随着近来移动设备的进步，目前需要形状可以自由改变的线缆型(cable-typesecondary battery)二次电池。制造线缆型二次电池的方法包括将金属片焊接在用于线缆型二次电池的电极层上。然而，线缆型二次电池存在问题，因为形成在电极层上的绝缘层和导电层由聚合物材料制成，因此，通过电极层的典型焊接所得的焊接质量可能变差。
[0004]为了解决这些问题，例如，韩国专利申请公开N0.10-2013-0040552公开了在电极部分与端子部分之间的滑移(slippage)被最小化，从而利于焊接结合并且提高焊接性能。然而，即使这种技术应用于线缆型二次电池的金属片(metal tab)和电极层的焊接，焊接质量的提尚也有限。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]本发明留意相关领域中遇到的上述问题，并且本发明的目的是提供一种焊接方法，该焊接方法通过使用脉冲激光焊接用于线缆型二次电池的金属片和电极，这在常规技术中是不可能实现的。
[0007]技术方案
[0008]为了实现上述目的，本发明提供了一种焊接用于线缆电池的电极层的金属片的方法，适用于将金属片焊接在电极上，所述电极包括用于线缆电池的集流体、形成在所述集流体的外表面上的导电层以及形成在所述集流体的内表面上的聚合物膜层，所述方法包括:
[0009]a)使用脉冲激光去除所述导电层的一部分，从而使位于其下方的集流体的表面暴露；以及
[0010]b)将金属片焊接在所述集流体的表面上。
[0011]此外，本发明提供了一种用于线缆电池的电极，包括用于线缆电池的集流体、形成在所述集流体的外表面上的导电层以及形成在所述集流体的内表面上的聚合物膜层，其中，金属片焊接在所述集流体的去除了所述导电层的一部分的表面上。
[0012]此外，本发明提供了一种具有预定形状的水平横截面并且在纵向方向上延伸的线缆型二次电池，包括:线型内部集流体，具有在其一端延伸至预定长度的第一金属片；内电极活性材料层，形成在所述内部集流体的表面上;分离层，形成在所述内电极活性材料层的外表面上；以及外电极，形成在所述分离层的外表面上并且包括外电极活性材料层以及具有第二金属片的集流体，所述第二金属片在所述集流体的一端延伸预定长度，其中，所述外电极是如上所述的用于线缆电池的电极。
[0013]有益效果
[0014]根据本发明，一种焊接用于线缆电池的电极层的金属片的方法允许用于线缆电池的金属片和电极的焊接，这对于使用常规的超声波焊接是无法实现的。
【附图说明】
[0015]图1图示了根据本发明的线缆电极的结构；
[0016]图2图示了在根据本发明的焊接过程中导电层的去除；
[0017]图3图示了在根据本发明的焊接过程中金属片的焊接;以及
[0018]图4是根据本发明的焊接电极的过程中的一步接一步的照片。
【具体实施方式】
[0019]以下将详细地描述本发明。
[0020]本发明提出了一种焊接用于线缆电池(cablebattery)的电极层的金属片的方法，适用于将金属片焊接在电极上，所述电极包括用于线缆电池的集流体、形成在所述集流体的外表面上的导电层以及形成在所述集流体的内表面上的聚合物膜层，所述方法包括:
[0021]a)使用脉冲激光去除所述导电层的一部分，从而使位于下方的集流体的表面暴露；以及
[0022]b)将金属片焊接在所述集流体的表面上。
[0023]在根据本发明的焊接方法中，用于线缆电池的集流体是用于线缆电池的阴极或用于线缆电池的阳极。
[0024]在根据本发明的焊接方法中，用于线缆电池的集流体是管式集流体、绕线式集流体、绕片式集流体或网状集流体。
[0025]在根据本发明的焊接方法中，所述用于线缆电池的集流体由不锈钢、铝、镍、钛、固定碳(fired carbon)、铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金；用导电材料进行表面处理的非导电聚合物;或导电聚合物形成。
[0026]在根据本发明的焊接方法中，所述导电层包括选自由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚硫氮化物(Po I y su I f ur n i tr i de)、铟锡氧化物(I TO)、银、钯和镍组成的组中的一种或多种。
[0027]在根据本发明的焊接方法中，所述聚合物膜层包括选自由聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂以及聚乙烯(PE)树脂组成的组中的一种或多种。
[0028]在根据本发明的焊接方法中，所述金属片由选自由以下各项组成的组中的任意一种或多种形成:不锈钢、招、镍、钛、固定碳、铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；以及招-锦合金。
[0029]在根据本发明的焊接方法的a)中，作为所述脉冲激光，应用平均功率密度在IM至2MW/cm2范围内的具有IR波长的50W脉冲激光。
[0030]在根据本发明的焊接方法的a)中，作为所述脉冲激光，应用平均功率密度在1.3M至1.7MW/cm2范围内的具有IR波长的50W脉冲激光。
[0031]在根据本发明的焊接方法的b)中，所述焊接通过应用脉冲激光或超声波进行。
[0032]在根据本发明的焊接方法中，作为所述脉冲激光，应用平均功率密度为3MW/cm2或大于3Mff/cm2的具有IR波长的500W脉冲激光。
[0033]在根据本发明的焊接方法中，作为所述脉冲激光，应用平均功率密度在至3M至4MW/cm2范围内的具有IR波长的500W脉冲激光。
[0034]此外，本发明提出了一种用于线缆电池的电极，包括用于线缆电池的集流体(current collector)、形成在所述集流体的外表面上的导电层以及形成在所述集流体的内表面上的聚合物膜层，其中，金属片(metal tab)被焊接在所述集流体的去除了导电层的一部分的表面上。
[0035]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，用于线缆电池的集流体是用于线缆电池的阴极或用于线缆电池的阳极。
[0036]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，用于线缆电池的集流体是管式(pipe-type) 集流体 、绕线式 (wound wire-type)集流体、绕片式(wound sheet-type)集流体或网状(mesh)集流体。
[0037]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，所述用于线缆电池的集流体由不锈钢、铝、镍、钛、固定碳(fired carbon)、铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢;铝-镉合金;用导电材料进行表面处理的非导电聚合物;或导电聚合物形成。
[0038]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，所述导电层包括选自由聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚硫氮化物、铟锡氧化物(ΙΤ0)、银、钯和镍组成的组中的一种或多种。
[0039]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，所述聚合物膜层包括选自由聚酰亚胺树脂、PET树脂以及PE树脂组成的组中的一种或多种。
[0040]在根据本发明的用于线缆电池的电极中，所述金属片由选自由以下各项组成的组中的任意一种或多种形成:不锈钢、铝、镍、钛、固定碳、铜；用碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；以及铝-镉合金。
[0041]通过上述方法制造根据本发明的用于线缆电池的电极。
[0042]此外，本发明提出了一种具有预定形状的水平横截面且在纵向方向上延伸的线缆型二次电池，包括:线型(wire-type)内部集流体，具有在其一端延伸至预定长度的第一金属片；内电极活性材料层，形成在所述内部集流体的表面上;分离层(separat1n layer)，形成在所述内电极活性材料层的外表面上；以及外电极，形成在所述分离层的外表面上并且包括外电极活性材料层以及具有第二金属片的集流体，所述第二金属片在其一端延伸至预定长度，其中，所述外电极是如上所述的用于线缆电池的电极。
[0043]本发明的实施方式
[0044]以下是本发明的更详细的描述。
[0045]根据本发明，一种焊接用于线缆电池的电极层的金属片的方法，适用于将金属片焊接到电极上，所述电极包括用于线缆电池的集流体、形成在所述集流体的外表面上的导电层以及形成在所述集流体的内表面上的聚合物膜层，所述方法包括:
[0046]a)使用脉冲激光去除所述导电层的一部分，从而使位于下方的集流体的表面暴露；以及
[0047]b)将金属片焊接在所述集流体的表面上。
[0048]根据本发明的焊接方法可以在当用于线缆电池的电极涂有聚合物材料时，应用于焊接金属片和电极。
[0049]根据本发明的用于线缆电池的电极被配置成包括用于线缆电池的集流体、形成在集流体的外表面上的导电层、形成在导电层上的活性材料层以及形成在集流体的内表面上的聚合物膜层。当使用例如IPA的醇去除活性材料层时，电极可以包括，如图1所示，用于线缆电池的集流体(current collector)、形成在集流体的外表面上的导电层以及形成在集流体的内表面上的聚合物膜层。
[0050]根据要求，用于线缆电池的集流体可以是外部集流体或内部集流体。
[0051]根据要求，用于线缆电池的集流体可以是用于线缆电池的阴极或用于线缆电池的阳极。
[0052]用于线缆电池的集流体可以是