JP2015056401A - バッテリパック - Google Patents

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Abstract

【課題】バッテリパックを提供する。【解決手段】複数の単位電池と、複数の単位電池が載置されるバッテリホルダーと、バッテリホルダー上に配置される電極タブと、電極タブ上に一側部が配置されるバスバーと、を含み、バッテリホルダーは、電極タブと接触する溶接部を含むバッテリパックである。【選択図】図1

Description

本発明は、バッテリパックに関する。
ノート型パソコン、タブレットコンピュータ、スマートフォンなどの携帯用電子機器が広く使われている。かかる携帯用電子機器は、外部の電源と分離された状態でも一定の時間の間使用できるように電力を保存するバッテリパックを備える。かかるバッテリパックは、反復的に使用できるように充放電が可能な二次電池からなる複数のバッテリセルを備える。
一方、複数のバッテリセルを含むバッテリパックを製造する場合、電極タブとバスバーとを結合するための工程が要求される。
本発明の目的は、工程を単純化して、工程コストを低減し、バッテリパックのサイズを縮小させるバッテリパックを提供するところにある。
本発明の一側面によれば、複数の単位電池と、前記複数の単位電池が載置されるバッテリホルダーと、前記バッテリホルダー上に配置される電極タブと、前記電極タブ上に一側部が配置されるバスバーと、を含み、前記バッテリホルダーは、前記電極タブと接触する溶接部を含むバッテリパックを提供する。
本発明の一特徴によれば、前記単位電池は、円筒状電池である。
本発明の他の特徴によれば、前記バッテリホルダーは、前記単位電池が載置される載置面と、前記載置面と離隔されており、前記バッテリホルダーの上部または下部に、前記溶接部が挿入されるように、所定の深さを有する挿入部と、を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部は、前記バッテリホルダーの上部の中心部、または前記バッテリホルダーの下部の中心部に配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部の上面と、前記バッテリホルダーの上面は、互いに同一平面上に位置する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部は、銅またはニッケルで形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部の上面は、前記単位電池の露出された端子と同一平面上に位置する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極タブは、前記単位電池の露出された端子と、前記溶接部とを覆うように配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極タブは、前記溶接部の上面と接触する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極タブは、前記単位電池の端子と溶接される接点部を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極タブは、ニッケル、アルミニウム、銅または銀のうち選択される少なくとも一つの材質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バスバーは、前記溶接部とオーバーラップされるように配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バスバーは、前記電極タブを挟んで、前記溶接部と溶接工程により結合される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接工程は、レーザー溶接工程である。
本発明の他の側面によれば、複数の単位電池が載置され、互いに隣接して配置される複数のバッテリホルダーと、前記バッテリホルダー上に配置される電極タブと、前記電極タブ上に一側部が配置されるバスバーと、を含み、前記バッテリホルダーは、前記単位電池が載置される載置面と、前記載置面と離隔されており、前記バッテリホルダーの上部または下部に、所定の深さを有するように形成された挿入部と、前記挿入部に挿入され、前記電極タブと結合する溶接部と、を含むバッテリパックを提供する。
本発明の一特徴によれば、前記電極タブは、前記単位電池の端子及び前記溶接部と結合される。
本発明の他の特徴によれば、前記バスバーと結合される前記電極タブの領域の下部に、前記溶接部が配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記載置面は、少なくとも二面以上である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部の上部は、前記バッテリホルダーに載置された前記単位電池の端子と同一平面上に位置する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記溶接部は、銅またはニッケルで形成される。
本発明によれば、バッテリホルダーに溶接部を形成することによって、電極タブとバスバーとを容易に結合させることができる。
本発明の一実施形態によるバッテリパックの外観斜視図である。 本発明の一実施形態によるバッテリパックの分解斜視図である。 図1のA−A′線に沿って切断した断面を概略的に示す断面図である。 図1のB−B′線に沿って切断した断面を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリホルダーを概略的に示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリホルダーを概略的に示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるバッテリホルダーを概略的に示す平面図である。
本発明は、添付される図面と共に詳細に説明している実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではなく、多様な形態で具現され、ただ、本実施形態は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、特許請求の範囲により定義されるのである。一方、本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文言で特に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる“含む(comprises)”及び/または“含んだ(comprising)”は、言及した構成要素、段階、動作及び/または素子が、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び/または素子の存在または追加を排除するものではない。第1、第2などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、一つの構成要素を、他の構成要素から区別する目的のみで使われる。
図1は、本発明の一実施形態によるバッテリパックの外観斜視図であり、図2は、本発明の一実施形態によるバッテリパックの分解斜視図である。
図1及び図2を共に参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリパック100は、複数の単位電池110と、前記複数の単位電池110が実装されるバッテリホルダー120と、前記複数の単位電池110を直列または並列に接続する電極タブ130と、前記電極タブ130上に電気的に接続されるバスバー140とを含む。
前記複数の単位電池110は、円筒状電池である。図示した例において、前記単位電池110は、一側の第1端子112と、他側の第2端子114とを含む。前記単位電池110は、リチウムイオン電池であり、前記バッテリホルダー120に互いに隣接する単位電池の極性が互いに同一な極性を有するように配置される。すなわち、正極(+)が一端に位置する単位電池と隣接する単位電池も、正極(+)が一端に位置するように配置される。しかし、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではなく、直列連結であるか並列連結であるかということによって、互いに隣接する前記単位電池110の極性は、異なる極性を有するように配置してもよい。
また、前記複数の単位電池110は、前記バッテリホルダー120の内側に配置されて固定される。
バッテリホルダー120は、前記単位電池110が載置される載置面122と、前記載置面122と離隔されており、前記バッテリホルダー120の上部または下部に、所定の深さを有するように形成された挿入部124と、前記挿入部124に形成される溶接部126とを含む。
前記バッテリホルダー120は、前記溶接部126を除いて、プラスチックまたは任意の適切な材料を利用して形成する。
前記載置面122は、前記円筒状の単位電池110の外周面と一致するように、円形を有する。しかし、それに限定されるものではなく、前記単位電池110の形状によって、前記載置面122の形状は変わりうる。また、前記バッテリホルダー120は、8面の載置面122を有するものと示した。しかし、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではなく、要求される充電及び放電の容量によって、前記バッテリホルダー120に形成される載置面122の面数は変わりうる。
また、前記バッテリホルダー120の前記一つの載置面122には、一つの単位電池110が載置されるものと示したが、それに限定されるものではなく、複数の単位電池110が前記載置面122に上下に載置してもよい。
前記挿入部124は、前記バスバー140と一定の領域でオーバーラップされるように、前記バッテリホルダー120に形成される。例えば、前記挿入部124は、前記バッテリホルダー120の中心部に形成され、前記溶接部126が形成されるように、所定の深さを有する。しかし、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではなく、工程によって、前記複数の載置面122のうち、任意の載置面122に近接するように形成してもよい。
前記溶接部126は、前記挿入部124に形成され、導電性物質で形成される。例えば、前記溶接部126は、銅またはニッケルのような金属で形成されるが、本発明の技術的思想は、それらに限定されるものではない。また、前記溶接部126は、前記載置面122に載置される単位電池110の最上部または最下部と同一平面をなすように配置される。ここで、前記単位電池110の最上部は、前記第1端子112の上端であり、最下部は、前記第2端子114の下端である。または、前記単位電池110の最上部が、前記第2端子114の上端であり、最下部が、前記第1端子112の下端であってもよい。
前記溶接部126、前記電極タブ130及び前記バスバー140は、一定の領域で互いにオーバーラップされるように配置され、溶接工程、例えば、レーザー溶接工程により互いに結合される。
前記電極タブ130は、前記バッテリホルダー120の上面または下面に配置され、前記バッテリホルダー120に載置されて、互いに隣接して位置する複数の単位電池110と電気的に連結される。前記電極タブ130は、コーナー部位及び前記コーナーの間に、前記単位電池110の第1端子112または第2端子114と溶接される接点部132を含む。また、前記電極タブ130は、前記バッテリホルダー120の溶接部126を覆うように、前記バッテリホルダー120上に配置される。
前記電極タブ130は、伝導性が良好な金属材質で形成される。例えば、前記電極タブ130は、ニッケル、アルミニウム、銅または銀のうち選択される少なくとも一つの材質で形成される。しかし、本発明の技術的思想は、それらに限定されるものではない。また、図面では、一つの電極タブ130が8個の単位電池110を互いに電気的に連結するものと示したが、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではなく、一つの電極タブ130と互いに電気的に連結される単位電池110の個数が変わりうる。
バスバー140は、一側部が前記電極タブ130の上面上に配置され、前記溶接部126と所定の領域で互いにオーバーラップされるように形成される。前記バスバー140は、溶接工程により、前記電極タブ130と電気的及び機械的に互いに連結される。
前記バスバー140の一側部は、前記電極タブ130の上面に配置されるが、前記バスバー140の他側部は、他の電極タブ130上に配置される。それによって、前記バスバー140は、互いに隣接して配置された二つのバッテリホルダー120間を互いに電気的に連結する媒介体として機能する。前記バスバー140を利用して、前記複数の電極タブ130を連続的に連結すれば、大容量のバッテリパック100を製造することができる。図面では、8個の単位電池110を収容するバッテリホルダー120が三つ配置されて、バッテリパック100を形成するものと示したが、前記バッテリパック100に含まれる前記バッテリホルダー120の個数は、要求される充電及び放電の容量を考慮して決定される。
また、前記バスバー140の他側部は、他の電極タブ130の上面に配置されるものではなく、バッテリパック100の第1端子または第2端子として、外部端子(図示せず)と電気的に連結することもできる。
本発明の技術的思想によれば、前記バッテリホルダー120は、前記溶接部126を含むことによって、溶接工程のみで、前記電極タブ130を前記バスバー140と結合させることができる。
前記バッテリホルダー120上に配置され、複数の単位電池110を互いに電気的に連結する電極タブ130の厚さは、前記バスバー140の厚さに比べて相対的に薄い。したがって、前記電極タブ130と前記バスバー140とを溶接により結合するのに限界があるが、前記電極タブ130の下部に、前記溶接部126が配置され、溶接工程により、前記電極タブ130と前記バスバー140とを結合することができる。前記溶接工程は、例えば、レーザー溶接工程であるが、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではない。
また、ボルトのような締結手段によらず、溶接工程により、前記バスバー140と前記電極タブ130とを結合させることができるので、工程の単純化及び工程コストの低減はいうまでもなく、バッテリパック100のサイズも縮小させることができる。
図3は、図1のA−A′線に沿って切断した断面を概略的に示す断面図であり、図4は、図1のB−B′線に沿って切断した断面を概略的に示す断面図である。
図3を参照すれば、バッテリホルダー120の載置面122に載置された複数の単位電池110は、互いに離隔されて配置され、前記バッテリホルダー120の中心部に、所定の深さを有する挿入部124を形成することによって、溶接部126を前記挿入部124に載置させる。
前記溶接部126の上面は、前記バッテリホルダー120の上面と同一平面上に配置され、単位電池110の第1端子112と接触する電極タブ130の下面は、前記溶接部126の上面と結合される。
より具体的には、前記電極タブ130を挟んで、前記バスバー140及び前記溶接部126は、一部の領域で互いにオーバーラップされるように配置され、前記バスバー140と連結される前記電極タブ130の下部には、所定の厚さを有する前記溶接部126が配置される。
したがって、前記バスバー140の厚さに比べて、相対的に薄い厚さを有する電極タブ130は、溶接工程により、前記バスバー140と容易に結合される。
また、前記溶接部126の上面は、前記単位電池110の第1端子112の最上部と同一平面をなすように配置される。
前記単位電池110の第1端子112、前記溶接部126の上面、及び前記バッテリホルダー120の上面が同一平面上に位置するので、前記バッテリホルダー120は、前記電極タブとより強く結合される。
図4を参照すれば、前記溶接部126の下面は、前記バッテリホルダー120の下面と同一平面上に配置され、単位電池110の第2端子114と接触する前記電極タブ130の上面は、前記溶接部126の下面と結合される。
より具体的には、前記電極タブ130を挟んで、前記バスバー140及び前記溶接部126は、一部の領域で互いにオーバーラップされるように配置され、前記バスバー140と連結される前記電極タブ130の上部には、所定の厚さを有する前記溶接部126が配置される。
また、前記溶接部126の下面は、前記単位電池110の第2端子114の最下部と同一平面をなすように配置される。
図5ないし図7は、本発明の他の実施形態によるバッテリホルダーを概略的に示す平面図である。
図5を参照すれば、バッテリホルダー220は、二つの単位電池(図示せず)が載置される複数の載置面222と、前記載置面222と離隔されて形成される挿入部224と、前記挿入部224に載置される溶接部226とを含む。
図1及び図2に示したバッテリホルダー120とは異なり、前記バッテリホルダー220は、二つの単位電池が載置される二面の載置面222を有し、前記二面の載置面222間の空間に溶接部226を形成する。
図6を参照すれば、バッテリホルダー320は、三つの単位電池(図示せず)が載置される複数の載置面322と、前記載置面322と離隔されて形成される挿入部324と、前記挿入部324に載置される溶接部326とを含む。
図1及び図2に示したバッテリホルダー120とは異なり、前記バッテリホルダー320は、三つの単位電池が載置される三面の載置面322を有し、前記三面の載置面322間の空間、すなわち、前記バッテリホルダー320の中心部に溶接部326を形成する。
図7を参照すれば、バッテリホルダー420は、四つの単位電池(図示せず)が載置される複数の載置面422と、前記載置面422と離隔されて形成される挿入部424と、前記挿入部424に載置される溶接部426とを含む。
図1及び図2に示したバッテリホルダー120とは異なり、前記バッテリホルダー420は、四つの単位電池が載置される四面の載置面422を有し、前記四面の載置面422間の空間、すなわち、前記バッテリホルダー420の中心部に溶接部426を形成する。
また、図5ないし図7では、前記溶接部226,326,426の形状を円形に示したが、本発明の技術的思想は、それに限定されるものではなく、多様な形状を有してもよい。
以上、本発明の望ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は、上述の特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当業者によって多様な変形実施が可能であることはいうまでもなく、かかる変形実施は、本発明の技術的思想や範疇から個別的に理解されてはならない。
本発明は、例えば、電源コンパクト化関連の技術分野に適用可能である。
100 バッテリパック
110 単位電池
112 第1端子
114 第2端子
120,220,320,420 バッテリホルダー
122,222,322,422 載置面
124,224,324,424 挿入部
126,226,326,426 溶接部
130 電極タブ
132 接点部
140 バスバー

Claims (20)

  1. 複数の単位電池と、
    前記複数の単位電池が載置されるバッテリホルダーと、
    前記バッテリホルダー上に配置される電極タブと、
    前記電極タブ上に一側部が配置されるバスバーと、を含み、
    前記バッテリホルダーは、前記電極タブと接触する溶接部を含むことを特徴とするバッテリパック。
  2. 前記単位電池は、円筒状電池であることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  3. 前記バッテリホルダーは、
    前記単位電池が載置される載置面と、
    前記載置面と離隔されており、前記バッテリホルダーの上部または下部に、前記溶接部が挿入されるように、所定の深さを有する挿入部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  4. 前記溶接部は、前記バッテリホルダーの上部の中心部、または前記バッテリホルダーの下部の中心部に配置されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  5. 前記溶接部の上面と、前記バッテリホルダーの上面は、互いに同一平面上に位置することを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  6. 前記溶接部は、銅またはニッケルで形成されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  7. 前記溶接部の上面は、前記単位電池の露出された端子と同一平面上に位置することを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  8. 前記電極タブは、前記単位電池の露出された端子と、前記溶接部とを覆うように配置されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  9. 前記電極タブは、前記溶接部の上面と接触していることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  10. 前記電極タブは、前記単位電池の端子と溶接される接点部を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  11. 前記電極タブは、ニッケル、アルミニウム、銅または銀のうち選択される少なくとも一つの材質で形成されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  12. 前記バスバーは、前記溶接部とオーバーラップされるように配置されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  13. 前記バスバーは、前記電極タブを挟んで、前記溶接部と溶接工程により結合されることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  14. 前記溶接工程は、レーザー溶接工程であることを特徴とする請求項13に記載のバッテリパック。
  15. 複数の単位電池が載置され、互いに隣接して配置される複数のバッテリホルダーと、
    前記バッテリホルダー上に配置される電極タブと、
    前記電極タブ上に一側部が配置されるバスバーと、を含み、
    前記バッテリホルダーは、
    前記単位電池が載置される載置面と、
    前記載置面と離隔されており、前記バッテリホルダーの上部または下部に、所定の深さを有するように形成された挿入部と、
    前記挿入部に挿入され、前記電極タブと結合する溶接部と、を含むことを特徴とするバッテリパック。
  16. 前記電極タブは、前記単位電池の端子及び前記溶接部と結合されることを特徴とする請求項15に記載のバッテリパック。
  17. 前記バスバーと結合される前記電極タブの領域の下部に、前記溶接部が配置されることを特徴とする請求項15に記載のバッテリパック。
  18. 前記載置面は、少なくとも二面以上であることを特徴とする請求項15に記載のバッテリパック。
  19. 前記溶接部の上部は、前記バッテリホルダーに載置された前記単位電池の端子と同一平面上に位置することを特徴とする請求項15に記載のバッテリパック。
  20. 前記溶接部は、銅またはニッケルで形成されることを特徴とする請求項15に記載のバッテリパック。
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