JP2013530498A - コンパクト構造を有する電池パック - Google Patents

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Abstract

２つ以上の電池セルが上部で横に配列され、電池セルの各々が、液体電解質とともに電池ケース内部で、カソード／隔膜／アノード構造を伴う電極組立体を密封することにより得られる電池セル配列体、電池パックの動作を制御するために、電池セル配列体の上端部の部分に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）、電池セル配列体および保護回路モジュールが上部に搭載されるパックケースと、充電／放電中の電池セル配列体の幅の増大のための空間を確保するために、パックケースと電池セル配列体との間に装着されるスペーサとを備える電池パックが提供される。

Description

本発明は、コンパクト構造の電池パックに関し、より詳細には、各々が、カソード／セパレータ／アノード構造の電極組立体が密封状態で電解質とともに電池ケースに配設され、横方向に配列される、２つ以上の電池セルを含む電池セルアレイ、電池パックの動作を制御するために、電池セルアレイの上端部に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）、電池セルアレイおよび保護回路モジュールが配設されるパックケース、ならびに、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を提供するために、パックケースと電池セルアレイとの間に装着されるスペーサを含む電池パックに関する。
様々な種類の可燃材料が、二次電池に包含される。その結果、二次電池は、二次電池の過充電、二次電池での過電流、または二次電池に加えられる他の外部の物理的衝撃に起因して、加熱される場合があり、または破裂する場合がある。すなわち、二次電池の安全性は非常に低い。したがって、二次電池の過充電または二次電池での過電流などの二次電池の異常状態を効果的に制御するために、正温度係数（ＰＴＣ）素子および保護回路モジュール（ＰＣＭ）などの安全要素が、安全要素が電池セルに接続される状態で、電池セルに配設される。
一方で、二次電池は、二次電池が３００から５００サイクルの間充電かつ放電されるとき、二次電池の厚さが、二次電池が充電かつ放電される前の二次電池の厚さと比較して増大される傾向にある。例えば、６ｍｍの厚さを有する二次電池が、３００から５００サイクルの間充電かつ放電された後、二次電池の厚さは、０．４２から０．４８ｍｍだけ増大され、その結果、二次電池は、６．４２から６．４８ｍｍの厚さを有する。
二次電池の厚さのそのような増大は、外部デバイスに装着される、単一の電池または複数の電池を含む電池パックの厚さの増大をもたらす。厚さが増大された電池パックが、ラップトップコンピュータまたは携帯電話に組立てられるとき、組立処理が困難である場合があり、または、状況によっては、組立処理が可能でない場合がある。
今までは、電池パックの厚さのそのような増大を補正するために、電池の厚さ方向に延在して、電池パックの上部ケースまたは下部ケースの側部に接触する、電池ケースの内側部分の一部分の厚さを低減する方法が、主に使用されてきた。
上記の方法は、部分的には、電池セルの厚さの膨張に起因する電池パックの厚さの変化を防止する効果を提供する。しかしながら、電池ケースはプラスチック射出成形により製造されるので、射出成形によって、電池ケースの一部分の厚さが電池ケースの残りの部分の厚さより小さいように設計される電池ケースの大量生産中には、フローマーク、非成形、収縮および屈曲などの大量の欠陥が発生する。
したがって、電池ケースの厚さが均一であり、電池セルの充電および放電に起因する電池パックの厚さの増大が防止される、特定の構造を有する電池パックに対する高い必要性が存在する。
一方で、ラップトップコンピュータに装着される電池パックは、高電力および大容量を必要とする。このために、複数の円筒形の電池セルを含む従来型の円筒形の電池パックが、一般的に使用されてきた。しかしながら、近年では、ラップトップコンピュータのサイズが低減されており、したがって、スリムタイプの電池パックに対する高い必要性が存在する。
したがって、パウチ型電池セルが、スリムタイプの電池パックを製造するために使用され、それによって、電池パックの容量を増大し、スペーサが、パックケースと電池セルアレイとの間に装着され、それによって、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を確保する技術に対する高い必要性が存在する。
したがって、本発明は、上記の問題、およびさらに解決しなければならない他の技術的問題を解決するために行われた。
具体的には、本発明の目的は、高電力および大容量を提供するために特定の構造を有するように構成される２つ以上の電池セル、ならびに、パックケースと電池セルアレイとの間に装着され、それによって、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を確保するスペーサを含む電池パックを提供することである。
本発明の別の目的は、単純かつ容易な方法を使用して製造され、その製造処理が単純化され、それによって電池パックの製造コストを低減する、大容量の電池パックを提供することである。
本発明の一態様によれば、上記および他の目的は、（ａ）２つ以上の電池セルを含む電池セルアレイであって、前記電池セルの各々が、カソード／セパレータ／アノード構造の電極組立体が密封状態で電解質とともに電池ケースに配設され、横方向に配列される、電池セルアレイと、（ｂ）電池パックの動作を制御するために、電池セルアレイの上端部に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、（ｃ）電池セルアレイおよび保護回路モジュールが配設されるパックケースと、（ｄ）電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を提供するために、パックケースと電池セルアレイとの間に装着されるスペーサと、を含む電池パックの提供により達成され得る。
すなわち、本発明による電池パックでは、電池セルが、電池パックの所望の容量に基づいて横方向に配列され、ＰＣＭが、電池セルアレイの上端部に位置決めされ、スペーサが、パックケースと電池セルアレイとの間に装着される。したがって、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を確保することが可能である。
したがって、パックケースと電池セルアレイとの間に装着されるスペーサによりパックケースの厚さを均一化しながら、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を提供することが可能であり、それによって、電池パックの重量およびサイズの全体的な増大を最小限に抑える。
加えて、パックケースの厚さが局所的に低減される従来型の電池パック構造と比較して、パックケースの厚さを均一化することが可能であり、それによって、射出成形中の欠陥を最小限に抑える。
本出願の発明者らにより実行された実験の結果によれば、二次電池の３００から５００サイクルの充電および放電の後の二次電池の厚さは、二次電池の充電および放電の前の二次電池の厚さより、５から１０％大きい。この理由で、スペーサは、二次電池の厚さのそのような増大を相殺するように、電池セルアレイの厚さの５から１０％、好ましくは７から８％に相当する厚さを有し得る。
好ましい例では、パックケースは、プラスチック材料で形成され得るものであり、スペーサは、シート部材またはプラスチック材料で形成され得る。
したがって、本発明によるパックケースは、金属材料で形成されるパックケースと比較して、電池パックの重量を低減することができ、複雑な製品に容易に適用され得る。
好ましくは、シート部材は、ノーメックス材料（Ｎｏｍｅｘ）で形成され得る。参考のために、ノーメックスは、Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造販売される製品の商標である。
一方で、スペーサには、その頂部および／または底部に接着剤が設けられ、それによって、スペーサは、電池セルアレイの外側部に接合される。したがって、スペーサが正しくない位置に移動することを効果的に防止することが可能である。あるいは、スペーサは、両面接着テープで形成され得る。
スペーサは、スペーサが所定の幅を有する状態でその２つ以上の縁部で電池セルの頂部および底部に装着され得る。この構造では、スペーサは、電池セルの各々の幅の５から２０％に相当する幅を有し得る。
スペーサの幅が電池セルの各々の幅の５％未満であるならば、スペーサの幅が狭すぎるので、スペーサは損傷を受ける場合がある。他方で、スペーサの幅が電池セルの各々の幅の２０％より大きいならば、電池セルアレイの厚さの増大を相殺するための空間が不十分になり、これは好ましくない。
好ましい例では、スペーサは、ストリップ部材であり得る。
別の好ましい例では、スペーサは、電池セルの頂部または底部が露出される状態で、スペーサが電池セルに同時に装着される格子構造を有するように構成され得る。
一方で、保護回路モジュールは、抵抗溶接により電池セルの電極端子に接続される接続端子と、電池セルを相互に電気的に接続するための金属板と、電池パックの動作を制御するための保護回路と、を含み得る。
上述の構造の好ましい例では、電池セルを相互に電気的に接続するための金属板は、保護回路モジュールの頂部に形成され得る。この構造では、電池セルを相互に電気的に接続するために、金属線がＰＣＭの保護回路内の層に形成される従来型の電池パック構造と比較して、ＰＣＭを容易に製造すること、および電池パックを容易に組立てることが可能である。
電池セルは、本発明による電池パックが据え付けられる外部デバイスの所望の電力および容量に基づいて、相互に直列に、または並列に選択的に接続され得る。例えば、電池セルが長時間の間、大容量を提供することが必要であるならば、電池セルは、相互に並列に接続され得る。他方で、電池セルが短時間の間、高電力を提供することが必要であるならば、電池セルは、相互に直列に接続され得る。
上述の構造の別の例では、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域は、保護回路モジュールのそれぞれの接続端子の頂部に取り付けられる導電板が、導電板が電池セルのそれぞれのカソード端子を包囲するように溶接される構造を有するように構成され得る。
したがって、上述の構造様式を用いた電池パックでは、保護回路モジュールの接続端子および電池セルのカソード端子は、特定の構造を有するように構成される導電板を介して、高い溶接結合力によって相互に直接接続され、電池セルは、保護回路モジュールに含まれる金属板を介して、相互に直列に、および／または並列に電気的に接続される。したがって、単純な方法の使用によって、大容量または高電力の電池パックを容易に製造することが可能である。
例えば、電池パックが３つの電池セルにより構成される場合では、電池セルは、電池セルアレイを構成するために横方向に配列され、電池セルアレイおよびＰＣＭは、パックケースに配設され、電池セルの電極端子およびＰＣＭの接続端子は、抵抗溶接により相互に接続され、それによって、所望の電池パックを製造する。
さらに、高電力を必要とする電池パックに対しては、ＰＣＭに含まれる金属板が電池セルアレイの電極端子がＰＣＭの接続端子に溶接される状態で、相互に直列に接続される。他方で、長期間の使用を必要とする電池パックに対しては、ＰＣＭに含まれる金属板が電池セルアレイの電極端子がＰＣＭの接続端子に溶接される状態で、相互に並列に接続される。したがって、所望の電池パックを、そのニーズおよび使用に基づいて選択的に製造することが可能である。
具体的には、導電板は、導電板が屈曲され得るように、保護回路モジュールの接続端子に取り付けられ得るものであり、導電板は、電池セルのカソード端子が導電板上に配置される状態で、ブラケットの形状に屈曲され得るものであり、抵抗溶接が、導電板の屈曲部分の上方から実行され得るものであり、それによって、保護回路モジュールの接続端子と電池セルのカソード端子との間の物理的結合および電気的接続を実現する。
導電板の形状は、導電板が容易に屈曲され得る限り、特に制限されない。例えば、導電板は、導電板が保護回路モジュールの対応する接続端子に取り付けられる状態で、Ｌ形に形成され得る。
導電板の各々は、保護回路モジュールの接続端子の対応する１つの頂部に取り付けられる第１の接続部と、電池セルの対応する１つのカソード端子の頂部に取り付けられる第２の接続部と、を含み得る。したがって、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールの接続端子との間の接続が、より確実に実現される。加えて、外部力が電池パックに加えられるとき、電池セルのカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域の変形が防止される。
導電板の各々を構成する材料は、導電板が上記で説明したように溶接されるときに、導電板が高い結合力を提供し得る限り、特に制限されない。好ましくは、導電板の各々はニッケル板であり、電池セルのカソード端子の各々はアルミニウム端子である。
したがって、ニッケル板とアルミニウム端子との間における抵抗溶接中の抵抗溶接棒からの電流は、抵抗値が高いニッケル板から抵抗値が低いアルミニウム端子に流れ、その結果、ニッケル板とアルミニウム端子との間の抵抗溶接が容易に実現される。
好ましくは、パックケースは、電池セルアレイおよび保護回路モジュールが配設される下部ケースと、電池セルアレイおよび保護回路モジュールが定位置に固定されるように、下部ケースを覆うための上部ケースと、を含む。
下部ケースは、電池セルが配設される電池セル装着部と、保護回路モジュールが配設される保護回路モジュール装着部とに仕切られ得るものであり、仕切り壁が、電池セル装着部と保護回路モジュール装着部との間の境界面に形成され得る。さらに、開口部であって、その開口部を通して、電池セルの電極端子が保護回路モジュールに向けて露出される開口部が、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域に対応する仕切り壁の一部分に形成され得る。
このパックケースの構造では、仕切り壁が電池セル装着部と保護回路モジュール装着部との間の境界面に形成されるので、電池セルの電極端子と保護回路モジュールの部分との間の接触を抑制することが可能である。さらに、電解質が電池セルの１つまたは複数から漏出するときでも、電解質は、保護回路モジュールに流れることが防止され、それによって、短絡の発生を防止する。
さらに、開口部であって、その開口部を通して、電池セルの電極端子が保護回路モジュールに向けて露出される開口部が、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域に対応する、仕切り壁の一部分に形成されるので、開口部を通して露出される電池セルの電極端子を、保護回路モジュールの接続端子に容易に溶接することが可能である。
仕切り壁の高さは、電池セル装着部および保護回路モジュール装着部を相互から完全に分離するのに十分なものであり得る。
保護回路モジュール装着部は、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域を支持するための支持部を含む構造を有するように構成され得る。
支持部の形状は、支持部が、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域を容易に支持可能である限り、特に制限されない。例えば、支持部は、上向きの突起の形状で下部ケース上に形成され得る。
好ましくは、支持部は、十字型の突起の形状で形成される。したがって、支持部が、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の抵抗溶接中に、電池セルの電極端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域をより安定的に支持することが可能である。
電池セルアレイは、前に説明したように、電池パックの所望の容量に基づいて横方向に、複数の電池セルを配列することにより構成され得る。例えば、電池セルアレイは、好ましくは、長期間の使用および可搬性を必要とするラップトップコンピュータなどのデバイスに対して、３つの電池セルを含む。
本発明による電池パックでは、任意の電池セルが、電池セルの種類および形状にかかわらず、様々な様式で使用され得る。厚さ対幅の比が小さい、近似的に六面体の構造のパウチ型二次電池、好ましくはパウチ型リチウム二次電池が、電池パックの各々の電池セルとして使用され得る。
状況によっては、電池パックに電流を入力し、電池パックから電流を出力し、電池パックを往来する情報を送受信する外部入出力端子が、陥凹した形態で保護回路モジュールの前部に装着され得る。
この構造では、外部入出力端子がコネクタ構造を有するように構成されるので、電池パックは、外部入出力端子によって、外部デバイスに安定的に接続され得る。
本発明の別の態様によれば、電源として上述の構造様式を用いた電池パックを含むラップトップコンピュータが提供される。
しかしながら、本発明による電池パックは、電池パックを構成する電池セルの数を変動させることにより、デバイスにより必要とされる電力および容量を提供するように製造され得る。したがって、当然ながら、本発明による電池パックは、ラップトップコンピュータに加えて、可変の電池容量を必要とする様々なデバイスに適用され得る。
本発明の上記および他の、目的、特徴および他の利点は、添付の図面に関連して行う以下の詳細な説明から、より明確に理解されよう。
本発明の実施形態による電池パックを示す分解図である。 スペーサが電池セルアレイの上端部に装着される構造を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態による電池パックを示す分解図である。 図３のスペーサを典型的に示す拡大図である。 図２の領域Ａを典型的に示す拡大図である。 図２の領域Ｂを典型的に示す拡大図である。 下部ケースの斜視図である。 図７の領域Ｃを典型的に示す拡大図である。 本発明の抵抗溶接構造を示す典型的な図である。 本発明の別の実施形態による複数のパウチ型電池セルが相互に電気的に接続される構造を示す部分斜視図である。 図１０の保護回路モジュール（ＰＣＭ）を典型的に示す拡大平面図である。
次に、添付の図面を参照して、本発明の一例としての実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明の範囲は、例示する実施形態により限定されないことに留意されたい。
図１は、本発明の実施形態による電池パックを典型的に示す分解図である。
図１を参照すると、電池パック１００は、横方向に配列される３つの電池セル３２を含む電池セルアレイ３０、電池セルアレイ３０の上端部に接続される保護回路モジュール４０、電池セルアレイ３０および保護回路モジュール４０が配設されるパックケース１０および２０、ならびに、パックケースと電池セルアレイ３０との間に装着されるスペーサ５０および５２を含む。
電池セル３２の各々は、カソード／セパレータ／アノード構造を有する電極組立体が密封状態で電解質とともに電池ケースに配設されるように構成される、パウチ型二次電池である。パウチ型二次電池は、一般に、板状の構造、すなわち、厚さ対幅の比が小さい近似的に六面体の構造を有するように構成される。
パックケースは、電池セルアレイ３０および保護回路モジュール４０が装着される下部ケース１０と、電池セルアレイ３０および保護回路モジュール４０を定位置に固定するために、下部ケース１０を覆うように、下部ケース１０の上方に配設される上部ケース２０と、を含む。
上部ケース２０および下部ケース１０は、プラスチック材料で形成され、スペーサ５０および５２は、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）などの両面接着テープで形成される。
スペーサ５０および５２は、電池セルアレイ３０の頂部に装着される上部スペーサ５２と、電池セルアレイ３０の底部に装着される下部スペーサ５０と、を含む。スペーサ５０および５２の各々は、電池セル３２の各々の厚さの約８％に相当する厚さを有する。
図２は、スペーサが電池セルアレイの上端部に装着される構造を典型的に示す斜視図である。
図２を参照すると、上部スペーサ５２は、電池セル３２の各々の幅Ｗの約２０％に相当する幅ｗを各々が有する第１の上部スペーサ５２３および５２４と、電池セル３２の各々の幅Ｗの約１０％に相当する幅ｗを各々が有する第２の上部スペーサ５２１および５２２と、を含む。
したがって、電池セル３２の充電および放電中に増大される電池セル３２の厚さは、第１の上部スペーサ５２３および５２４、ならびに、第２の上部スペーサ５２１および５２２の間に画定される空間Ｓで相殺される。
さらに、第１の上部スペーサ５２３および５２４、ならびに、第２の上部スペーサ５２１および５２２は、対応する電池セル３２の頂部に、その２つの縁部で装着される。第１の上部スペーサ５２３および５２４、ならびに、第２の上部スペーサ５２１および５２２は、細長のストリップの形状で形成される。
図３は、本発明の別の実施形態による電池パックを典型的に示す分解図であり、図４は、図３のスペーサを典型的に示す拡大図である。
これらの図面を参照すると、スペーサ５０ａおよび５２ａが、電池セル３２の頂部および底部に、その４つの縁部で装着される。スペーサ５０ａおよび５２ａは、電池セル３２の頂部または底部が露出される状態で、スペーサ５０ａおよび５２ａが電池セル３２に同時に装着される格子構造を有するように構成される。
図５は、図２の領域Ａを典型的に示す拡大図であり、図６は、図２の領域Ｂを典型的に示す拡大図である。
これらの図面を図２とともに参照すると、下部ケース１０は、電池セル３２が配設される電池セル装着部１２と、保護回路モジュール４０が配設される保護回路モジュール装着部１４とに仕切られている。
仕切り壁１６が、電池セル装着部１２と保護回路モジュール装着部１４との間の境界面に形成される。開口部１８ｃであって、その開口部１８ｃを通して、電池セル３２のアノード端子３４が保護回路モジュール４０に向けて露出される開口部１８ｃは、電池セル３２のアノード端子３４と保護回路モジュール４０との間の電気的接続領域に対応する、仕切り壁１６の一部分に形成される。
仕切り壁１６は、電池セル装着部１２および保護回路モジュール４０を相互から完全に分離するのに十分な高さｈを有する。状況によっては、上部ケースに対応する仕切り壁（図示せず）が、上述の分離を実現するように形成され得る。
保護回路モジュール４０は、抵抗溶接により電池セル３２のカソード端子３３に接続される接続端子４２と、接続端子４２を相互に電気的に接続するための金属板（図示せず）と、電池パックの動作を制御するための保護回路（図示せず）と、を含む。
電池セル３２の各々のカソード端子３３と保護回路モジュール４０との間の電気的接続領域Ｂは、保護回路モジュール４０の接続端子４２の対応する１つに取り付けられる導電板４１が、電池セル３２の各々のカソード端子３３を包囲する構造を有するように構成される。
さらに、ニッケル板とされ得る導電板４１は、保護回路モジュール４０の対応する接続端子４２の頂部に取り付けられる第１の接続部４３と、アルミニウム端子とされ得る、対応する電池セル３２のカソード端子の頂部に取り付けられる第２の接続部４４と、を含む。
具体的には、導電板４１は、保護回路モジュール４０の対応する接続端子４２の頂部に、Ｌ形に取り付けられる。導電板４１は、対応する電池セル３２のカソード端子３３が導電板４１の第１の接続部４３の頂部に配置される状態で、ブラケットの形状に屈曲され、その後、抵抗溶接が、導電板４１の屈曲部分である第２の接続部４４の上方から実行される。
一方で、電池パックに電流を入力し、電池パックから電流を出力し、電池パックを往来する情報を送受信する外部入出力端子、すなわちコネクタ４６が、陥凹した形態で保護回路モジュール４０の前部に装着される。
図７は、下部ケースを典型的に示す斜視図であり、図８は、図７の領域Ｃを典型的に示す拡大図である。
これらの図面を図２および図６とともに参照すると、電池パックに電流を入力し、電池パックから電流を出力し、電池パックを往来する情報を送受信する外部入出力端子４６が装着される外部入出力端子装着部１５は、下部ケース１０の保護回路モジュール装着部１４に形成される。
さらに、電池セル３２の各々のカソード端子３３と保護回路モジュール４０との間の電気的接続領域を支持するための支持部１３が、支持部１３が仕切り壁１６に接続される状態で、上向きの十字型の突起の形状で下部ケース１０上に形成される。支持部１３は、抵抗溶接中に電池セル３２の各々のカソード端子３３の上方に位置することになる溶接チップ（図示せず）により加えられた下向きの圧力を適切に支持し、それによって、高い溶接力を提供する。
図９は、本発明の抵抗溶接構造を示す典型的な図である。
図９を参照すると、保護回路基板４１０の頂部に位置するニッケル板４３０とアルミニウム端子４２０との間における抵抗溶接中に抵抗溶接棒４４０から発生した電流は、抵抗値が高いニッケル板４３０から抵抗値が低いアルミニウム端子４２０に流れ、その後、ニッケル板４３０に戻るように流れる。このとき、熱が、アルミニウム端子４２０とニッケル板４３０の間の抵抗値の差に起因してアルミニウム端子４２０とニッケル板４３０との間の境界面から発生し、その結果、ニッケル板４３０とアルミニウム端子４２０との間の抵抗溶接が容易に実現される。
図１０は、本発明の別の実施形態による複数のパウチ型電池セルが相互に電気的に接続される構造を典型的に示す部分斜視図であり、図１１は、図１０の保護回路モジュール（ＰＣＭ）を典型的に示す拡大平面図である。
これらの図面を参照すると、電池セル３２、３４および３６を相互に電気的に接続するための金属板４０２が、第１の電池セル３２のアノード端子３２４が第２の電池セル３４のカソード端子３４２に直列に接続される構造で、保護回路モジュール４０ａの頂部に形成される。
さらに、保護回路モジュール４０ａは、過充電、過放電および過電流を制御するための保護回路を有するＰＣＭ本体４０１と、電池セル３２、３４および３６を相互に直接電気的に接続するために、電池セル３２、３４および３６の電極端子に対応するＰＣＭ本体４０１の位置に形成される接続端子４０４および４０７と、接続端子４０４および４０７を相互に電気的に接続するために、ＰＣＭ本体４０１の頂部に形成される金属板４０５と、電池パックに電流を入力し、電池パックから電流を出力し、電池パックを往来する情報を送受信するために、陥凹した形態でＰＣＭ本体４０１の前部に装着される外部入出力端子４０３と、を含む。
本発明の一例としての実施形態を例示目的で開示したが、様々な修正、追加および置換が、添付の特許請求の範囲で開示するような、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく可能であることを、当業者であれば理解するであろう。
上記の説明から明らかなように、本発明による電池パックは、高電力および大容量を提供するために特定の構造を有するように構成される２つ以上の電池セルと、パックケースと電池セルアレイとの間に装着されるスペーサと、を含む。したがって、電池パックの充電および放電中の電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を確保することが可能である。
さらに、電池セルの各々のカソード端子と保護回路モジュールとの間の電気的接続領域は、保護回路モジュールの対応する接続端子に取り付けられる導電板が、電池セルの各々のカソード端子を包囲する構造を有するように溶接される。したがって、コンパクト構造および高溶接性の電池パックを製造することが可能である。
１０ パックケース、下部ケース
１２ 電池セル装着部
１３ 支持部
１４ 保護回路モジュール装着部
１５ 外部入出力端子装着部
１６ 仕切り壁
１８ｃ 開口部
２０ パックケース、上部ケース
３０ 電池セルアレイ
３２ 電池セル、第１の電池セル
３３ カソード端子
３４ アノード端子、電池セル、第２の電池セル
３６ 電池セル
４０、４０ａ 保護回路モジュール
４１ 導電板
４２ 接続端子
４３ 第１の接続部
４４ 第２の接続部
４６ コネクタ、外部入出力端子
５０ スペーサ、下部スペーサ
５０ａ スペーサ
５２ スペーサ、上部スペーサ
５２ａ スペーサ
１００ 電池パック
３２４ アノード端子
３４２ カソード端子
４０１ ＰＣＭ本体
４０２ 金属板
４０３ 外部入出力端子
４０４ 接続端子
４０５ 金属板
４０７ 接続端子
４１０ 保護回路基板
４２０ アルミニウム端子
４３０ ニッケル板
４４０ 抵抗溶接棒
５２１、５２２ 第２の上部スペーサ
５２３、５２４ 第１の上部スペーサ

Claims (21)

  1. 電池パックであって、
    （ａ）２つ以上の電池セルを備える電池セルアレイであって、前記電池セルの各々が、カソード／セパレータ／アノード構造の電極組立体が密封状態で電解質とともに電池ケースに配設され、横方向に配列される、電池セルアレイと、
    （ｂ）前記電池パックの動作を制御するために、前記電池セルアレイの上端部に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、
    （ｃ）前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが配設されるパックケースと、
    （ｄ）前記電池パックの充電および放電中の前記電池セルアレイの厚さの増大を受容する空間を提供するために、前記パックケースと前記電池セルアレイとの間に装着されるスペーサと、
    を備える電池パック。
  2. 前記スペーサが、前記電池セルアレイの厚さの５から１０％に相当する厚さを有する、請求項１に記載の電池パック。
  3. 前記パックケースがプラスチック材料で形成され、前記スペーサがシート部材またはプラスチック材料で形成される、請求項１に記載の電池パック。
  4. 前記シート部材が、ノーメックス材料で形成される、請求項３に記載の電池パック。
  5. 前記スペーサには、その頂部および／または底部に接着剤が設けられ、それによって、前記スペーサが、前記電池セルアレイの外側部に位置決めされる、請求項１に記載の電池パック。
  6. 前記スペーサが、前記スペーサが所定の幅を有する状態で、その２つ以上の縁部で前記電池セルの頂部および底部に装着される、請求項１に記載の電池パック。
  7. 前記スペーサが、前記電池セルの各々の幅の５から２０％に相当する幅を有する、請求項６に記載の電池パック。
  8. 前記スペーサが、ストリップ部材である、請求項１に記載の電池パック。
  9. 前記スペーサが、前記電池セルの頂部または底部が露出される状態で、前記スペーサが前記電池セルに同時に装着される格子構造を有するように構成される、請求項１に記載の電池パック。
  10. 前記保護回路モジュールが、抵抗溶接により前記電池セルの電極端子に接続される接続端子と、前記電池セルを相互に電気的に接続するための金属板と、前記電池パックの前記動作を制御するための保護回路と、を備える、請求項１に記載の電池パック。
  11. 前記電池セルを相互に電気的に接続するための前記金属板が、前記保護回路モジュールの頂部に形成される、請求項１０に記載の電池パック。
  12. 前記電池セルのカソード端子と前記保護回路モジュールとの間の電気的接続領域は、前記保護回路モジュールの前記それぞれの接続端子の頂部に取り付けられる導電板が溶接され、それによって前記導電板が前記電池セルの前記それぞれのカソード端子を包囲する構造を有するように構成される、請求項１０に記載の電池パック。
  13. 前記導電板の各々が、前記保護回路モジュールの前記接続端子の対応する１つの前記頂部に取り付けられる第１の接続部と、前記電池セルの対応する１つの前記カソード端子の頂部に取り付けられる第２の接続部と、を備える、請求項１２に記載の電池パック。
  14. 前記導電板の各々がニッケル板であり、前記電池セルの前記カソード端子の各々がアルミニウム端子である、請求項１２に記載の電池パック。
  15. 前記パックケースが、前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが配設される下部ケースと、前記電池セルアレイおよび前記保護回路モジュールが定位置に固定されるように、前記下部ケースを覆うための上部ケースと、を備える、請求項１に記載の電池パック。
  16. 前記下部ケースが、前記電池セルが配設される電池セル装着部と、前記保護回路モジュールが配設される保護回路モジュール装着部とに仕切られ、
    仕切り壁が、前記電池セル装着部と前記保護回路モジュール装着部との間の境界面に形成され、開口部であって、前記開口部を通して、前記電池セルの電極端子が前記保護回路モジュールに向けて露出される開口部が、前記電池セルの前記電極端子と前記保護回路モジュールとの間の電気的接続領域に対応する前記仕切り壁の一部分に形成される、
    請求項１５に記載の電池パック。
  17. 前記保護回路モジュール装着部が、前記電池セルの前記電極端子と前記保護回路モジュールとの間の前記電気的接続領域を支持するための支持部を備える、請求項１６に記載の電池パック。
  18. 前記電池セルアレイが、３つの電池セルを備える、請求項１に記載の電池パック。
  19. 前記電池セルの各々が、パウチ型二次電池である、請求項１に記載の電池パック。
  20. 前記電池パックに電流を入力し、前記電池パックから電流を出力し、前記電池パックを往来する情報を送受信する外部入出力端子が、陥凹した形態で前記保護回路モジュールの前部に装着される、請求項１に記載の電池パック。
  21. 電源として請求項１に記載の電池パックを備えるラップトップコンピュータ。
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