JP2006278333A - ポリマーバッテリーパック及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 外装強度を強化して、容量を増加させることができるポリマーバッテリーパック及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、ベアセルに取り付けられた保護回路部材を備えたコアパックと、コアパックに結合すると共に、保護回路部材を外部に露出させる金属材ケースと、金属材ケースから露出した保護回路部材を覆いかぶせる樹脂と、を含むバッテリーパックが開示される。
このようにして、本発明は、金属材ケースを用いることにより、強度及び信頼性が向上し、また、従来のような超音波熔着のための別途の空間が不要になるので、高容量のコアパックを受け入れられることになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリマーバッテリーパック及びその製造方法に関し、より詳細には、外装強度を強化し、容量を増加させることができるポリマーバッテリーパック及びその製造方法に関する。
一般的に、ポリマーバッテリーパックは、パウチ形態のベアセルに保護回路部材が接続したコアパックと、前記コアパックが受納されたまま、縁が全て超音波熔着されたプラスチックケースなどからなっている。ここで、前記パウチ形態のベアセルは、変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）／アルミニウム／ナイロン（または、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））からなるパウチの内部に、正極／セパレータ／負極からなる電極組立体及びポリマー電解液が受納されたリチウムポリマー電池をいう。参考に、前記のようなポリマーバッテリーパック、または、リチウムポリマー電池は、液状の電解液を用いるバッテリーパック、または、リチウムイオン電池と区別するために名づけられたものである。
一方、このようなポリマーバッテリーパックは、ベアセルをなすパウチ及びそれを覆いかぶせるプラスチックケースの強度が弱いので、外部衝撃により容易に損傷されて、その信頼性が低下する問題がある。即ち、パウチに使われるアルミニウムは、ホイル形態を成し、また、それを覆いかぶせるプラスチックケースは、その厚さが非常に薄いので、外力により容易に変形されるだけでなく、尖った釘や針などが容易に貫通する。勿論、このように、ポリマーバッテリーパックが変形したり、尖った釘または針などが貫通すると、内部ショートなどにより、発煙、燃焼、または爆発が発生し得る。
併せて、このようなポリマーバッテリーパックにおいて、プラスチックケースに超音波熔着が施されるために、当該プラスチックケースの縁にリップ（ｒｉｂ）空間が必要であるが、このような空間は、少なくとも０．８ｍｍの長さを必要とする。従って、その長さ分だけ、ポリマーバッテリーパックに受納されるコアパック（即ち、ベアセル）の大きさが小さくなり、これは、最終的に、容量の低下を引き起す。即ち、プラスチックケースの大きさに比べて、当該プラスチックケースに受納されるコアパックの大きさが、非常に小さいことにより、大容量のコアパックをプラスチックケースに受納できないことが生じる。実際に、従来のポリマーバッテリーパックは、容量が略６８０ｍＡｈ以上であるコアパックを受納できなかった。
本発明は、上述の従来の問題を克服するためのものであって、外装強度を強化し、容量を増加させることができるポリマーバッテリーパック及びその製造方法を提供することをその目的とする。
前記の目的の達成するために、本発明によるポリマーバッテリーパックは、ベアセルに取り付けられた保護回路部材を備えたコアパックと、前記コアパックに結合すると共に、前記保護回路部材を外部に露出させるケースと、前記ケースから露出した保護回路部材を覆いかぶせる樹脂と、を含む。
ここで、前記ベアセルは第１極板、セパレータ、及び第２極板を有する電極組立体と、前記第１、２極板に各々接続して、外部に一定長さほど延長するタブと、前記電極組立体を覆いかぶせ、かつ、前記タブは外部に一定長さほど露出するパウチからなることができる。
また、前記パウチは第１絶縁層、金属ホイル、及び第２絶縁層からなることができる。
また、前記第１絶縁層は、変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、前記金属ホイルは、アルミニウム、スチール、またはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つであり、前記第２絶縁層はナイロンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちから選択されたいずれか１つであることができる。
また、前記保護回路部材は、少なくとも１つの電子部品が組み込まれた印刷回路基板と、前記印刷回路基板の一方の側部に設けられ、前記樹脂の外側に露出する少なくとも１つの端子とを含む。
また、前記保護回路部材は、前記タブと電気的に接続することができる。
また、前記ケースは、前記保護回路部材の反対側が塞がった管形態で形成されることができる。
また、前記ケースは、相互に一定の距離で離隔する複数の長辺部と、前記複数の長辺部におけるそれぞれの終端を相互に連結する複数の短辺部と、前記長辺部と短辺部とにおける共通の終端を塞ぐ底部とを含むことができる。
また、前記ケースは、アルミニウム、スチール、またはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つから形成されることができる。
また、前記ケースは、０．１〜０．２ｍｍの厚さで形成されることができる。
また、前記樹脂は、１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジンであることができる。
また、前記コアパックは、ケースを通じて保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域が外部に露出して、前記保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域は、樹脂で共にモールディングされることができる。
また、前記保護回路部材は、予め樹脂でモールディングされて形成され、前記樹脂でモールディングされた保護回路部材は前記ケースに結合し、かつ、前記コアパックと電気的に接続することができる。
また、前記保護回路部材は少なくとも１つの端子が形成されて、前記端子は樹脂の外側に露出することができる。
併せて、前記の目的の達成のために、本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法は、電極組立体がパウチに収納されて封入されるベアセル形成ステップと、前記ベアセルの外側に少なくとも１つの端子を有する保護回路部材を接続させるコアパック形成ステップと、前記コアパックを内部に結合させ、かつ、前記保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域を外部に露出させるケース結合ステップと、前記ケースを通じて露出した保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域を樹脂でモールディングし、かつ、前記保護回路部材の端子は外部に露出させる樹脂モールディングステップと、を含むことができる。
併せて、前記の目的の達成のために、本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法は、電極組立体がパウチに収納されて封入されるベアセル形成ステップと、少なくとも１つの端子を有する保護回路部材を、前記端子が外部へ露出するように樹脂でモールディングする樹脂モールディングステップと、前記樹脂でモールディングされた保護回路部材が定着する領域が外部に露出するように、前記ベアセルを前記ケースの内部に結合するケース結合ステップと、前記ケースを通じて露出したベアセルの表面に前記樹脂でモールディングされた保護回路部材を定着及び接続させる接続ステップとを含むことができる。
ここで、前記ケース結合ステップにおいて、前記保護回路部材と反対側が塞がった管形態のケースに、コアパックを結合することができる。
また、前記ケース結合ステップにおいて、相互に一定距離で離隔する複数の長辺部と、前記複数の長辺部におけるそれぞれの終端を相互連結する複数の短辺部と、前記長辺部と短辺部の共通の終端を塞ぐ底部とを備えるケースが用いられることができる。
また、前記ケース結合ステップにおいて、材質がアルミニウム、スチールまたはステンレススチールのうちから選択されたいずれかの１つであるケースが用いられることができる。
また、前記ケース結合ステップにおいて、厚さが０．１〜０．２ｍｍであるケースが用いられ得る。
また、前記樹脂モールディングステップにおいて、樹脂として１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジンが用いられ得る。
上記のようにして、本発明によるポリマーバッテリーパック及びその製造方法は、見掛けの弱いパウチ形態のベアセルが金属種類のケースに結合し、また、保護回路部材は樹脂でモールディングされることにより、その見掛けの強度及び信頼性が向上する。
また、本発明によれば、ケースの厚さを０．１〜０．２ｍｍほど減少させることができることにより、その減少した空間に相応する容量だけ更に増加させることができることになる。即ち、従来にはケースで超音波熔着のために略０．８ｍｍの空間が必要であったが、本発明は、このような超音波熔着のための空間が不要になり、これによって、実際に８５０ｍＡｈ以上の容量を有するベアセル（または、コアパック）の収納が可能となる。
上述のように、本発明に係るポリマーバッテリーパック及びその製造方法は、見掛けが弱いパウチ形態のベアセルが金属種類のケースに結合し、また、保護回路部材は樹脂でモールディングされることにより、その見掛けの強度及び信頼性が向上する。
また、本発明は、ケースの厚さを０．１〜０．２ｍｍだけ減少させることができることにより、その減少した空間に相応する容量だけ更に増加させることができることになる。即ち、従来にはケースで超音波熔着のために略０．８ｍｍの空間が必要であったが、本発明はこのような超音波熔着のための空間が不要になり、これによって、実際に８５０ｍＡｈ以上の容量を有するベアセル（または、コアパック）の収納できることになる。
以上、説明したことは、本発明に係るポリマーバッテリーパック及びその製造方法を実施するための１つの実施形態に過ぎないものであって、本発明は、前記実施形態に限るものではなく、特許請求範囲で請求するように、本発明の要旨を外れない範囲で該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで、本発明の技術的精神があるというはずである。
以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度で本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明すると次の通りである。
図１は、本発明の一実施形態によるポリマーバッテリーパックを示す斜視図である。
図示のように、本発明において、外観により確認されるポリマーバッテリーパック１００は、金属材質のケース１２０と、前記ケース１２０の上部に形成された樹脂１３０とを含む。ここで、前記ケース１２０は、略直六面体形態で形成され、また、前記樹脂１３０の外形も略直六面体形態で形成されており、少なくとも１つの端子１１７ｃが外部に露出している。
図２は、図１に示すポリマーバッテリーパックの分解斜視図である。
図示のように、本発明によるポリマーバッテリーパック１００は、ベアセル１１１に取り付けられた保護回路部材１１７を備えたコアパック１１０と、前記コアパック１１０に結合すると共に、前記保護回路部材１１７を外部に露出させるケース１２０と、前記ケース１２０から露出した保護回路部材１１７を覆いかぶせる樹脂１３０と、を含む。
まず、前記コアパック１１０を構成するベアセル１１１は、通常のリチウムポリマー電池であり得る。パウチ１１２は、ベアセル１１１の外面を構成しており、このパウチ１１２は、３方向において相互に熱熔着される。また、パウチ１１２において、互いに対向する２つの部分は、その大きさが最小化するように折り曲げられている。ここで、当該２つの部分を折曲部１１３と定義する。また、２つの前記折曲部１１３間における領域の上部には、保護回路部材１１７が定着している。このような保護回路部材１１７は、印刷回路基板１１７ａと、前記印刷回路基板１１７ａに組み込まれた少なくとも１つの電子部品１１７ｂと、前記印刷回路基板１１７ａの上部に設けられた少なくとも１つの端子１１７ｃと、からなっている。
次に、前記ケース１２０は、前記保護回路部材１１７と反対側に位置する端部が塞がった管形態となっている。より具体的には、前記ケース１２０は、後述する短辺部１２２よりも広い面積を有する２つの長辺部１２１を含み、当該２つの長辺部は相互に一定距離で離隔する。また、前記ケース１２０は、２つの前記長辺部１２１の終端を相互に連結し、長辺部１２１よりも狭い面積を有する２つの短辺部１２２を含む。更に、前記ケース１２０は、前記長辺部１２１と短辺部１２２の共通の終端において、これを塞ぐ底部１２３を含み、その底部１２３の反対側に位置する終端は、開放されている。このような長辺部１２１、短辺部１２２、及び底部１２３は、金属原板をディープドローイング（ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ）して一体に形成されたり、または、各々を準備した後、相互に熔接して形成され得るが、ここにその製造方法を限るものではない。
更に、前記ケース１２０の材料としては、ディープドローイングが可能であり、軽くて、または、強度の大きいアルミニウム系、スチール系、ステンレススチール系、または、その等価物のうち、いずれか１つを選択することが可能であるが、ここに、その材質を限るものではない。
併せて、前記ケース１２０は、大容量（８５０ｍＡｈ以上）のコアパック１１０を受納できるように、略０．１〜０．２ｍｍ程度の厚さを有することが好ましい。即ち、従来では、超音波熔着のため、略０．８ｍｍ程度の空間が必要であったが、本発明によれば、このような超音波熔着空間が不要であるので、従来のものと同一の大きさを有するケース１２０に、従来のものより大きいコアパック１１０を収納できることになる。一方、前記ケース１２０の厚さが０．１ｍｍ以下の場合には、ディープドローイングの際に裂けやすく、また、ケース１２０の厚さが０．２ｍｍ以上の場合には、ディープドローイングが困難で、重くなる短所がある。
更に、ケース１２０の全体的な高さは、前記コアパック１１０の高さより小さくすることができる。即ち、前記ケース１２０は、前記コアパック１１０が結合した状態で、前記ケース１２０を通じて、保護回路部材１１７及び前記保護回路部材１１７の周りの前記コアパック１１０の一部の領域が、外部に露出するとともに、一定長さほど突出する。
次に、前記樹脂１３０は、前記保護回路部材１１７及び前記保護回路部材１１７の周りのコアパック１１０の一部の領域を覆う。勿論、前記保護回路部材１１７において、外部装置と連結される端子１１７ｃは、前記樹脂１３０の開口１３１を通じて外部に露出する。このような樹脂１３０の材質としては、略１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジン、または、その等価物であり得るが、ここにその材質を限るものではない。また、図面では、前記樹脂１３０を、保護回路部材１１７から独立した別の構成要素として図示したが、実際に、このような樹脂１３０は、金型（図示せず）でモールディング工程により形成されたものである。即ち、ケース１２０にコアパック１１０を結合した状態で、これらを金型内に配置させ、前記保護回路部材１１７及び前記保護回路部材の周りのコアパック１１０の一部の領域に、高温高圧の樹脂１３０を充填及び硬化させることにより、図面に示すように、樹脂１３０が略直六面体形態で形成されるようにしたものである。
図３は、図１のポリマーバッテリーパックにおいて、ベアセルに保護回路部材が接続する状態を示す斜視図である。
図示のように、ベアセル１１１において、パウチ１１２の上部領域１１４には、一定の長さを有する導電性タブ１１６ａ、１１６ｂが、露出及び延長している。また、保護回路部材１１７において、印刷回路基板１１７ａには、前記タブ１１６ａ、１１６ｂと電気的に接続可能な導電性パッド１１７ｄ、１１７ｅが形成されている。従って、このような導電性パッド１１７ｄ、１１７ｅと導電性タブ１１６ａ、１１６ｂは、超音波熔接、レーザー熔接、またはソルダー等により相互に接続され、このような接続により、保護回路部材１１７は、ベアセル１１１の上部領域１１４に安定して定着する。
図４は、図１の４-４線で切断した断面図である。
図示のように、ベアセル１１１において、パウチ１１２の内部には、多数回巻き取られた電極組立体１１５が組込されている。このようなパウチ１１２及び電極組立体１１５の詳細な構造は、下記に説明する。また、前記パウチ１１２において、対向する両側部に形成された折曲部１１３は、ベアセル１１１の占める大きさが最小化するように、所定方向に折り曲げられる。併せて、前記パウチ１１２の外側には、ケース１２０が覆いかぶされている。即ち、長辺部１２１と短辺部１２２とから構成されるケース１２０によって、前記パウチ１１２の外側は完全に覆いかぶせられる形態となっている。このようにして、本発明は、強度の高い金属材質のケース１２０が強度の弱いベアセル１１１のパウチ１１２を直接覆いかぶせることにより、見掛けの強度が向上する。更に、前記ケース１２０には従来のような超音波熔着のための余分な空間が不要となり、より大きなベアセル１１１を容易に収納できることになるため、全体的に容量が向上する。
図５は、図１の５-５線で切断した断面図である。
図示のように、ケース１２０及び樹脂１３０で覆いかぶせられたポリマーバッテリーパック１００は、外側をパウチ１１２によって覆いかぶされたベアセル１１１を含む。パウチ１１２は、金属ホイル１１２ａと、金属ホイル１１２ａの一方の面に形成される第１絶縁層１１２ｂと、金属ホイル１１２ａの他方の面に形成される第２絶縁層１１２ｃと、を有する。ここで、前記金属ホイル１１２ａは、アルミニウム、スチール、ステンレススチール、またはその等価物のうちから選択されるいずれか１つにより形成され得るが、ここに、その材質を限るものではない。併せて、前記第１絶縁層１１２ｂは、変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）またはその等価物のうちから選択されたいずれか１つであり得て、前記第２絶縁層１１２ｃは、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはその等価物のうちから選択されたいずれかの１つであり得るが、本発明は、このような材質に限るものではない。
一方、前記パウチ１１２の内側には電極組立体１１５が位置するが、電極組立体１１５は、は第１極板１１５ａ、セパレータ１１５ｂ、及び第２極板１１５ｃを含み、このような構成要素が多数回巻き取られた構造を有する。前記第１極板１１５ａは、その表面に第１活物質がコーティングされた第１集電体を備え、前記第２極板１１５ｂは、その表面に第２活物質がコーティングされた第２集電体を備える。一例として、前記第１極板１１５ａは正極であって、第１集電体がアルミニウムホイルであり、第１活物質がリチウム酸化物であり得る。また、前記第２極板１１５ｂは負極であって、第２集電体が銅ホイルであり、第２活物質が炭素系であり得る。併せて、前記第１極板１１５ａにおいて、第１集電体には第１導電性タブ１１６ａが接続するとともに、パウチ１１２の外部に、一定長さが延びて、前記第２極板１１５ｂにおいて、第２集電体には第２導電性タブ１１６ｂが接続するとともに、パウチ１１２の外部に一定長さほど延びている。ここで、図面では、導電性タブにおいて、第１導電性タブ１１６ａのみが図示されている。勿論、前記第１極板１１５ａと第２極板１１５ｂとの間には、リチウムイオンのみが通過可能な多孔性材質のセパレータ１１５ｂが介されている。
併せて、前記パウチ１１２の外側面から一定長さほど延びた導電性タブ１１６ａには、保護回路部材１１７が電気的に連結されている。具体的には、保護回路部材１１７を構成する印刷回路基板１１７ａには、導電性パッド１１７ｄが形成されており、この導電性パッド１１７ｄが前記導電性タブ１１６ａと電気的に接続している。また、導電性タブ１１６ｂには、別の導電性パッド１１７ｅ（図示せず）が接続され得る。
また、前記保護回路部材１１７において、印刷回路基板１１７ａの上段には端子１１７ｃが形成されており、このような端子１１７ｃは、絶縁体１１７fの上に設けられている。前記端子１１７ｃ及び印刷回路基板１１７ａは、互いに電気的に連結される。
図６は、本発明の他の実施形態によるポリマーバッテリーパックを示す斜視図である。
図示のように、本発明の他の実施形態による外観から確認されるポリマーバッテリーパック２００の大部分は、金属材ケース２２０で覆いかぶせられた構造を有する。具体的には、ポリマーバッテリーパック２００の高さと前記ケース２２０の高さとは、ほとんど同一である。但し、前記ケース２２０の上部を通じて、樹脂２３０が外側に露出しており、その樹脂２３０を通じて、端子２１７ｃが露出した構造を有する。即ち、上述の実施形態のポリマーバッテリーパック１００では、樹脂１３０の上面だけでなく４個の側面も外側に共に露出したが、前記のような実施形態のポリマーバッテリーパック２００は、樹脂２３０の上面のみ露出した構造を有する。
図７は、図６のポリマーバッテリーパックの分解斜視図である。
図示のように、本発明の実施形態によるポリマーバッテリーパック２００は、保護回路部材２１７が予め樹脂２３０でモールディングされたまま、ケース２２０に結合する。即ち、保護回路部材２１７を構成する印刷回路基板２１７ａ、電子部品２１７ｂなどが予め樹脂２３０またはその等価物により、予めモールディングされる。この際、前記印刷回路基板２１７ａには前記樹脂２３０の外側に一定長さを有する別の導電性タブ２１７ｆ、２１７ｇが形成され、この導電性タブ２１７ｆ、２１７ｇは、ベアセル２１１に形成された導電性タブ２１６ａ、２１６ｂと電気的に接続する。
更に、ベアセル２１１の高さは、ケース２２０の高さよりわずかに小さい。即ち、ベアセル２１１がケース２２０に結合した状態で、前記ベアセル２１１の所定領域は前記ケース２２０の外部へ露出するが、突出しない。従って、ケース２２０にベアセル２１１を完全に結合した状態において、樹脂２３０でモールディングされた保護回路部材２１７の導電性タブ２１７ｆ、２１７ｇが、ベアセル２１１の導電性タブ２１６ａ、２１６ｂに電気的に接続されるとともに、前記保護回路部材２１７をケース２２０の上部空間に結合させることによって、ポリマーバッテリーパック２００は完成されることとなる。
このようなバッテリーパック２００において、外観から確認される大部分は金属材のケース２２０で覆いかぶされる構造を有することにより、その強度及び信頼性がより向上する。また、場合によっては、前記保護回路部材２１７に予めモールディングされた樹脂２３０とケース２２０との間の隙間に、異質物及び水分などが侵入し得るため、前記モールディングされた樹脂２３０とケース２２０との間の界面に別途の防水用接着剤などを更に流し込むこともできる。
図８ａないし図８ｆは、本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を段階的に示す説明図である。
まず、本発明によるポリマーバッテリーパック１００の製造方法は、電極組立体１１５をパウチ１１２に収納して封入するベアセル１１１形成ステップと、少なくとも１つの端子１１７ｃを有する保護回路部材１１７を、前記ベアセル１１１の外側面に接続させるコアパック１１０形成ステップと、前記保護回路部材１１７及び前記保護回路部材１１７と定着するベアセル１１１の一部の領域が外部に露出するように、前記コアパック１１０を前記ケース１２０の内部に結合させるケース１２０結合ステップと、前記保護回路部材１１７の端子１１７ｃが外部へ露出するように、前記ケース１２０から露出した保護回路部材１１７及び保護回路部材１１７に定着したベアセル１１１の一部の領域を、樹脂１３０でモールディングする樹脂１３０モールディングステップと、を含む。
以下の説明において、ポリマーバッテリーパック１００の製造方法における各ステップを、図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各構成要素の材質、特徴などは上述した通りであるので、説明を省略する。
図８ａ及び図８ｂは、ベアセル１１１形成ステップについて図示している。
前記ベアセル１１１形成ステップでは、電極組立体１１５を組み立てるために、第１極板１１５ａ、セパレータ１１５ｂ、及び第２極板１１５ｃが巻き取られ、前記第１極板１１５ａには第１導電性タブ１１６ａが、第２極板１１５ｃには第２導電性タブ１１６ｂが接続される。また、電極組立体１１５は、パウチ１１２に収納されて封入される。この際、前記第１、２導電性タブ１１６ａ、１１６ｂは、前記パウチ１１２の外側から一定の長さだけ延長して露出する。また、前記パウチ１１２における複数の部分は、前記電極組立体１１５が外側に離脱しないように、前記電極組立体１１５と３方向において熱熔着される。更に、このような熱熔着後には、その大きさを最小化するために、互いに対向するパウチ１１２の２つの前記部分が、所定角度ほど折り曲げられて、折曲部１１３が形成される。また、前記第１、２導電性タブ１１６ａ、１１６ｂが外部に露出及び突出した部分と隣接した領域も熱熔着される部分であって、これを、ここでは上部領域１１４という。
図８ｃは、コアパック１１０形成ステップを図示している。
前記コアパック１１０形成ステップでは、保護回路部材１１７をベアセル１１１に機械的及び電気的に接続させる。具体的には、印刷回路基板１１７ａ、電子部品１１７ｂ、及び端子１１７ｃなどから形成された保護回路部材１１７を、前記ベアセル１１１において、パウチ１１２の外側に露出した導電性タブ１１６ａ、１１６ｂに機械的及び電気的に連結する。この際、前記保護回路部材１１７は、前記ベアセル１１１のパウチ１１２において、上部領域１１４と定義された所に位置する。勿論、このように、ベアセル１１１に保護回路部材１１７が定着する形態をコアパック１１０という。
図８ｄは、ケース１２０結合ステップを図示している。
前記ケース１２０結合ステップでは、長辺部１２１、短辺部１２２、及び底部１２３からなり、中が空いているケース１２０に前記コアパック１１０が結合する。この際、前記ケース１２０は剛性確保のために、アルミニウム、スチール、ステンレススチール系で形成され、厚さは０．１〜０．２ｍｍ程度である。また、前記ケース１２０の高さは前記コアパック１１０が有する高さの略８０〜９５％程度になるようにすることにより、前記保護回路部材１１７及び前記保護回路部材１１７が定着するコアパック１１０の周りの一部の領域が前記ケース１２０を通じて露出するようにする。
図８ｅは、樹脂１３０モールディングステップを図示しており、図８ｆを参照すると、ポリマーバッテリーパック１００の完成した状態が図示されている。
前記樹脂１３０モールディングステップでは前記のようにケース１２０が覆いかぶせられたコアパック１１０が所定の形態を有する金型Ｍに定着する。前記ケース１２０と金型Ｍとの間には隙間が形成されないのに対して、前記保護回路部材１１７及び前記保護回路部材１１７の周りのコアパック１１０の一部の領域には、金型Ｍと所定の隙間が形成されている。併せて、この隙間には高温高圧の樹脂１３０がゲートＧを通じて充填され、充填された樹脂１３０は、所定温度に冷却して硬化する。この際、前記保護回路部材１１７において、端子１１７ｃは、樹脂１３０の外部に露出するように金型Ｍに形成された突起Ｐと密着する。また、前記樹脂１３０の材質は、略１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジン、または、その等価物であり得るが、ここにその材質を限るのではない。樹脂１３０の充填、さらには所定温度までの冷却後に、前記金型Ｍから前記ケース１２０が取り出されたときには、図８ｆに示すポリマーバッテリーパック１００が得られることになる。即ち、大部分の領域が金属材のケース１２０で囲まれるとともに、上部が樹脂１３０でモールディングされ、かつ、端子１１７ｃのみ外部に露出した形態を呈するポリマーバッテリーパック１００が得られることになる。
一方、本発明において、上記のように保護回路部材１１７をコアパック１１０に電気的に連結した後、樹脂１３０でモールディングする方法の代わりに、保護回路部材２１７を予め樹脂２３０でモールディングした後、ケース２２０を被せる方法を用いることもできる。
即ち、本発明によるポリマーバッテリーパック２００は、電極組立体２１５がパウチ２１２に収容されて封入されるベアセル２１１形成ステップと、少なくとも１つの端子２１７ｃを有する保護回路部材２１７を、前記端子２１７ｃが外部に露出するように、樹脂２３０でモールディングする樹脂２３０モールディングステップと、前記樹脂２３０モールディングされた保護回路部材２１７が定着する領域が外部に露出するように、前記ベアセル２１１を前記ケース１２０の内部に結合させるケース２２０結合ステップと、前記ケース２２０を通じて露出したベアセル２１１の表面に、前記樹脂２３０でモールディングされた保護回路部材２１７を、定着及び接続させる接続ステップと、を含んでなることもできる。
このような製造方法を用いる場合、前記ケース２２０の高さは、前記ベアセル２１１の高さより若干大きくなる。即ち、ケース２２０を構成する底部２２３の厚さを差し引くと、前記ベアセル２１１の高さとケース２２０の高さは、同一である。従って、ベアセル２１１がケース２２０に結合した状態で前記ベアセル２１１は、ケース２２０を通じて一部の領域が外部に、露出はするが、突出はしない。
このように、ベアセル２１１をケース２２０に挟み込んだ後には、予め樹脂２３０でモールディングされた保護回路部材２１７を、前記ベアセル２１１を通じて外部に露出した導電性タブ２１６ａ、２１６ｂに電気的に接続させるとともに、ケース２２０に設けられた空間に結合させる。このような方法を用いる場合、完成したポリマーバッテリーパック２００は、図６及び図７のような形態を成し、図示のように、ポリマーバッテリーパック２００の大部分を金属材ケース２２０によって覆いかぶせる。従って、ポリマーバッテリーパック２００の剛性及び信頼性がより向上する。
本発明の一実施形態によるポリマーバッテリーパックを示す斜視図である。 図１に示すポリマーバッテリーパックの分解斜視図である。 図１のポリマーバッテリーパックにおいて、ベアセルに保護回路部材が接続する状態を示す斜視図である。 図１の４-４線で切断した断面図である。 図１の５-５線で切断した断面図である。 本発明の他の実施形態によるポリマーバッテリーパックを示す斜視図である。 図６に示すポリマーバッテリーパックの分解斜視図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。 本発明によるポリマーバッテリーパックの製造方法を示す説明図である。
符号の説明
１００，２００ 本発明によるポリマーバッテリーパック、
１１０ コアパック、
１１１ ベアセル、
１１２ パウチ、
１１２ａ 金属ホイル、
１１２ｂ 第１絶縁層、
１１２ｂ 第２絶縁層、
１１３ 折曲部、
１１４ 上部領域、
１１５ 電極組立体、
１１５ａ 第１極板、
１１５ｂ セパレータ、
１１５ｃ 第２極板、
１１６ａ 第１導電性タブ、
１１６ｂ 第２導電性タブ、
１１７ 保護回路部材、
１１７ａ 印刷回路基板、
１１７ｂ 電子部品、
１１７ｃ 導電性端子、
１１７ｄ 導電性パッド、
１２０ ケース、
１２１ 長辺部、
１２２ 短辺部、
１２３ 底部、
１３０ 樹脂。

Claims (27)

  1. ベアセルに取り付けられた保護回路部材を備えたコアパックと、
    前記コアパックに結合すると共に、前記保護回路部材を外部に露出させるケースと、
    前記ケースから露出した保護回路部材を覆いかぶせる樹脂と、を含んでなることを特徴とするポリマーバッテリーパック。
  2. 前記ベアセルは、
    第１極板、セパレータ、及び第２極板を有する電極組立体と、
    前記第１、２極板に各々接続して、外部に一定長さほど延長するタブと、
    前記電極組立体を覆いかぶせ、かつ、前記タブは外部に一定長さほど露出するパウチからなることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  3. 前記パウチは、第１絶縁層、金属ホイル、及び第２絶縁層からなることを特徴とする請求項２記載のポリマーバッテリーパック。
  4. 前記第１絶縁層は、変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、
    前記金属ホイルは、アルミニウム、スチールまたはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つであり、
    前記第２絶縁層は、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちから選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項３記載のポリマーバッテリーパック。
  5. 前記保護回路部材は、
    少なくとも１つの電子部品が組み込まれた印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板の一方の側部に設けられ、前記樹脂の外側に露出する少なくとも１つの端子を含んでなることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  6. 前記保護回路部材は、前記タブと電気的に接続することを特徴とする請求項２記載のポリマーバッテリーパック。
  7. 前記ケースは、前記保護回路部材の反対側が塞がった管形態で形成されることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  8. 前記ケースは、
    相互に一定の距離で離隔する複数の長辺部と、
    前記複数の長辺部におけるそれぞれの終端を相互に連結する複数の短辺部と、
    前記長辺部と短辺部とにおける共通の終端を塞ぐ底部を含むことを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  9. 前記ケースは、アルミニウム、スチール、またはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つから形成されることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  10. 前記ケースは、０．１〜０．２ｍｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  11. 前記樹脂は、１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジンであることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  12. 前記コアパックは、ケースを通じて保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域が外部に露出し、
    前記保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域は、樹脂で共にモールディングされることを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  13. 前記保護回路部材は、予め樹脂でモールディングされて形成され、
    前記樹脂でモールディングされた保護回路部材は、前記ケースに結合し、かつ、前記コアパックと電気的に接続することを特徴とする請求項１記載のポリマーバッテリーパック。
  14. 前記保護回路部材は、少なくとも１つの端子が形成されて、
    前記端子は、樹脂の外側に露出することを特徴とする請求項１２記載のポリマーバッテリーパック。
  15. 前記保護回路部材は、少なくとも１つの端子が形成されて、
    前記端子は、樹脂の外側に露出することを特徴とする請求項１３記載のポリマーバッテリーパック。
  16. 電極組立体がパウチに収納されて封入されるベアセル形成ステップと、
    前記ベアセルの外側に少なくとも１つの端子を有する保護回路部材を接続させるコアパック形成ステップと、
    前記コアパックを内部に結合させ、かつ、前記保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域を外部に露出させるケース結合ステップと、
    前記ケースを通じて露出した保護回路部材及び前記保護回路部材が定着したベアセルの一部領域を樹脂でモールディングし、かつ、前記保護回路部材の端子は外部に露出させる樹脂モールディングステップと、を含んでなることを特徴とするポリマーバッテリーパックの製造方法。
  17. 前記ケース結合ステップにおいて、前記コアパックは、前記保護回路部材と反対側が塞がった管形態のケースに結合されることを特徴とする請求項１６記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  18. 前記ケース結合ステップにおいて、相互に一定距離で離隔する複数の長辺部と、前記複数の長辺部のそれぞれの終端を相互に連結する複数の短辺部と、前記長辺部と短辺部の共通の終端を塞ぐ底部とを備えるケースが用いられることを特徴とする請求項１６記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  19. 前記ケース結合ステップにおいて、材質がアルミニウム、スチール、またはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つであるケースが用いられることを特徴とする請求項１６記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  20. 前記ケース結合ステップにおいて、厚さが０．１〜０．２ｍｍであるケースが用いられることを特徴とする請求項１６記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  21. 前記樹脂モールディングステップにおいて、前記樹脂として、１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジンが用いられることを特徴とする請求項１６記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  22. 電極組立体をパウチに収納して封入するベアセル形成ステップと、
    少なくとも１つの端子を有する保護回路部材を、前記端子が外部へ露出するように樹脂でモールディングする樹脂モールディングステップと、
    前記樹脂でモールディングされた保護回路部材が定着する領域が外部に露出するように、前記ベアセルを前記ケースの内部に結合するケース結合ステップと、
    前記ケースを通じて露出したベアセルの表面に、前記樹脂でモールディングされた保護回路部材を定着及び接続させる接続ステップと、を含んでなることを特徴とするポリマーバッテリーパックの製造方法。
  23. 前記ケース結合ステップにおいて、前記保護回路部材と反対側が塞がった管形態のケースに、コアパックを結合させることを特徴とする請求項２２記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  24. 前記ケース結合ステップにおいて、相互に一定距離で離隔する長辺部と、前記複数の長辺部のそれぞれの終端を相互に連結する短辺部と、前記複数の長辺部と前記複数の短辺部の共通の終端を塞ぐ底部とを備えるケースが用いられることを特徴とする請求項２２記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  25. 前記ケース結合ステップにおいて、材質がアルミニウム、スチール、またはステンレススチールのうちから選択されたいずれか１つであるケースが用いられることを特徴とする請求項２２記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  26. 前記ケース結合ステップにおいて、厚さが０．１〜０．２ｍｍであるケースが用いられることを特徴とする請求項２２記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
  27. 前記樹脂モールディングステップにおいて、前記樹脂として１４０〜１６０℃で熔融するホットメルトレジンが用いられることを特徴とする請求項２２記載のポリマーバッテリーパックの製造方法。
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