JP2015505144A - 薄膜電池モジュール、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、薄膜電池モジュールを提供する。前記薄膜電池モジュールは、各単位セルが互いに積層されて形成される電池モジュールと、前記各単位セル間の空間及び前記電池モジュールを取り囲む衝撃吸収部とを含む。本発明は、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法も提供する。【選択図】 図１

Description

本発明は、薄膜電池パッケージ製造装置に関し、より詳細には、耐衝撃性を有する薄膜電池モジュール、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法に関する。

近来、電子機器及び素子の小型化と関連技術が急激に発展するにつれて、これら素子を駆動させるための超小型電源として薄膜電池に対する関心が集中している。

薄膜電池は、カソード、アノード及び電解質などの電池の各構成要素を全て薄膜形態に蒸着し、電池の全体厚さを数十μｍ程度にした電池である。

前記薄膜電池はパッケージハウジングを有する。

前記パッケージハウジングの内部には積層空間が形成される。前記積層空間には、各単位セルが多段に積層される。前記の積層される各単位セルは電池モジュールを形成する。

前記電池モジュールには、積層空間で両側部に一定の離隔空間が形成される。また、前記電池モジュールの上面部とパッケージハウジングの上端に設置されるカバーとの間には一定の離隔空間が形成される。

前記離隔空間をなす電池モジュールは、外部の衝撃によって配置位置がずれたり、各単位セルの整列位置がずれるという問題を有する。

また、前記離隔空間をなす電池モジュールは、前記外部の衝撃によって破損されるという問題も有する。

本発明と関連する先行文献としては、大韓民国登録特許公報第１０―０５３５７３９号（２００５．１２．０９．公告）があり、前記先行文献には、保護回路を単一パッケージでモールディングする技術が開示されている。

本発明の目的は、パッケージハウジングの内部に積層される各単位セルを外部の衝撃から保護できるように耐衝撃性を有する薄膜電池モジュール、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、充填材を使用して各単位セルの周囲に衝撃吸収層を形成することによって、耐衝撃性を与えることができる薄膜電池モジュール、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、各単位セルを取り囲む衝撃吸収層の多重衝撃吸収を可能にする薄膜電池モジュール、薄膜電池パッケージ、薄膜電池パッケージ製造装置及び薄膜電池パッケージ製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池モジュールは、各単位セルが互いに積層されて形成される電池モジュール；及び前記各単位セル間の空間及び前記電池モジュールを取り囲む衝撃吸収部；を含むことを特徴とする。

前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池パッケージは、内部に各単位セルが積層される電池モジュールを有するパッケージハウジング；及び前記パッケージハウジングの内部に充填され、前記電池モジュールを取り囲む衝撃吸収部；を含むことを特徴とする。

前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池パッケージ製造装置は、上端が開口され、内部に電池モジュールが配置されるパッケージハウジングが載せられる載置部；及び外部から電気的信号を受け、前記電池の周囲を取り囲むように前記パッケージハウジングの内部に充填材を充填する充填ユニット；を含むことを特徴とする。

前記の目的を達成するための本発明の実施例に係る薄膜電池パッケージ製造方法は、上部が開口され、内部に電池モジュールを有するパッケージハウジングを準備する第１のステップ；及び前記電池モジュールを取り囲むように前記パッケージハウジングの内部に充填材を充填する第２のステップ；を含むことを特徴とする。

本発明は、パッケージハウジングの内部に積層される各単位セルを外部の衝撃から保護することができる。

また、本発明は、充填材を使用して各単位セルの周囲に衝撃吸収層を形成することによって、耐衝撃性を与えることができる。

また、本発明は、各単位セルを取り囲む衝撃吸収層の多重衝撃吸収を可能にする。

また、本発明は、各単位セル間の空間に液相または固相をなす充填材を浸透させて電池モジュールをモールディングし、各単位セル間の衝撃及び電池モジュール自体の衝撃の緩和を具現することができる。

本発明の薄膜電池パッケージの一例を示す断面図である。 本発明の薄膜電池パッケージの他の例を示す断面図である。 本発明の薄膜電池パッケージ製造装置を示す図である。 充填領域が設定される一例を示す平面図である。 充填材が充填される前のパッケージハウジングを示す断面図である。 充填材が充填された後のパッケージハウジングを示す断面図である。 カバーと結合されたパッケージハウジングを示す断面図である。 本発明に係る充填材吐出器の他の例が採択されたことを示す図である。 充填領域が設定される他の例を示す平面図である。 充填材が充填される前のパッケージハウジングを示す断面図である。 充填材が充填された後のパッケージハウジングを示す断面図である。 カバーと結合されたパッケージハウジングを示す断面図である。 本発明の薄膜電池パッケージ製造方法を示すフローチャートである。 本発明に係る粘度値形成過程を示すフローチャートである。 本発明の薄膜電池モジュールを示す断面図である。 本発明の薄膜電池モジュールの他の例を示す断面図である。

以下では、添付の各図面を参照して、本発明に係る薄膜電池パッケージ、薄膜電池の製造装置及び薄膜電池の製造方法を説明する。

図１は、本発明の薄膜電池パッケージの一例を示す断面図である。

図１を参照すると、前記薄膜電池パッケージは、パッケージハウジング１００及び衝撃吸収部２００を含んで構成される。

前記パッケージハウジング１００は、上部が開口をなし、内部が積層空間１０１をなす。

前記積層空間１０１には電池モジュール１０が配置される。前記電池モジュール１０は、多段に積層される各単位セルで構成される。

前記各単位セルは、互いに電気的に接続され、下端の単位セルは、積層空間の底面に形成された電極１１０と電気的に接続される。

前記電池モジュール１０の側方枠は、積層空間１０１の内壁と一定の間隔を有する。

また、前記電池モジュール１０の上面部とパッケージハウジング１００の上端部は、互いに一定の高さ差を有する。

ここで、前記パッケージハウジング１００の上端部は、カバー１３０が配置される領域である。前記カバーは、前記パッケージハウジング１００の上端部に溶接されて設置される。

ここで、前記カバー１３０と溶接される部分は、実質的にコバール金属で形成される隔壁１２０の上端である。下記では、前記の溶接される部分をパッケージハウジング１００と併せて説明する。

また、パッケージハウジング１００は、セラミック材質で形成されることが好ましい。

したがって、前記カバー１３０は、前記積層空間１０１を外部から密閉する役割をする。

前記衝撃吸収部２００は、前記積層空間１０１の内部に充填材２０１が充填されることによって形成される。

前記充填材２０１は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つである。

前記充填材２０１の粘度値は４００ｃｐｓ以下にすることが好ましい。前記充填材２０１の粘度値を４００ｃｐｓ以下にする場合、前記充填材２０１は、重力方向に沿って流れ得る流動性を有する。

ここで、図４に示すように、前記電池モジュール１０の上面部には第１の領域ａが形成される。前記電池モジュール１０の枠と積層空間１０１の内壁との間には第２の領域ｂが形成される。

前記充填材２０１は、前記第１の領域ａと第２の領域ｂに充填される。‘ｃ'は、パッケージハウジングの上端部である。

前記充填材２０１は、電池モジュール１０の周囲を取り囲むように形成される。

すなわち、前記衝撃吸収部２００は、電池モジュール１０に外部から加えられる衝撃を緩和する役割をする。

本発明は、前記衝撃を緩和することによって、互いに積層された各単位セル間の破損を効率的に防止することができる。

図２は、本発明の薄膜電池パッケージの他の例を示す断面図である。

図２を参照すると、本発明に係る衝撃吸収部３００は、第１及び第２の衝撃吸収領域３１０、３２０で構成することができる。

前記第１の衝撃吸収領域３１０は、電池モジュール１０の周囲を一定厚さで取り囲むように形成される。

前記第１の衝撃吸収領域３１０は、固相の充填材３１１が充填されることによって形成される。

ここで、前記第１の衝撃吸収領域３１０は、一定粘度の液相をなす充填材を充填し、前記液相の充填材を外部から伝達された一定温度の熱によって硬化させることによって固相に形成することができる。

前記固体の硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれる。

前記５００ｇｆないし１５００ｇｆの硬度範囲は、ソフトであって一定の衝撃を吸収できる範囲であり、前記１５００ｇｆないし４０００ｇｆの硬度範囲は、ハードであって動かない状態の範囲である。

前記固相の充填材３１１で形成される第１の衝撃吸収領域３１０は、電池モジュール１０での各単位セル間のずれを防止する役割をすることができる。

前記第２の衝撃吸収領域３２０は、液相の充填材３２１が充填されることによって形成される。

前記第２の衝撃吸収領域３２０は、一定の厚さを有して前記第１の衝撃吸収領域３１０の周囲を取り囲むように形成される。

前記液相の充填材３２１は、一定の粘度値を有するエポキシであり得る。前記充填材３２１の粘度は４００ｃｐｓ以下にすることが好ましい。

前記充填材３２１の粘度を４００ｃｐｓ以下にする場合、前記充填材３２１は、重力方向に沿って流れ得る流動性を有する。

前記第２の衝撃吸収領域３２０は、第１の衝撃吸収領域３１０の周囲と積層空間１０１の内壁との間に形成される。

したがって、前記衝撃吸収部３００は、電池モジュール１０の周囲から多層をなし、多重に衝撃を吸収できる領域を提供する。

本発明に係る実施例において、パッケージハウジングに衝撃が加えられる場合、前記衝撃は、第１及び第２の衝撃吸収領域によって多重に吸収または緩和させることができる。

そして、電池モジュール１０は、固相に形成される第１の衝撃吸収領域３１０によって配置位置のずれなどの現象を未然に防止することができる。

次に、本発明の薄膜電池パッケージ製造装置を説明する。

図３は、本発明の薄膜電池パッケージ製造装置を示す。

図３を参照すると、前記薄膜電池パッケージ製造装置は、大きく分けて、載置部７００及び充填ユニット５００を含んで構成される。

前記載置部７００は、載置ステージ７１０及び真空提供部７２０を含んで構成される。

前記載置ステージ７１０は、パッケージハウジング１００が載せられる領域を提供する。

前記載置ステージ７１０には多数の真空ホール７１１が形成される。

前記多数の真空ホール７１１は、前記真空提供部７２０とチューブなどの手段で連結される。

前記真空提供部７２０は、外部から電気的信号を受け、前記多数の真空ホール７１１に一定の真空吸入力を提供する。

前記多数の真空ホール７１１は、載置ステージ７１０に載せられるパッケージハウジング１００の下面に露出する。

前記多数の真空ホール７１１に真空吸入力が提供されると、前記パッケージハウジング１００は、載置ステージ７１０の上面に真空吸着によって固定される。

したがって、前記パッケージハウジング１００は、載置ステージ７１０に安定的に載せることができる。

前記充填ユニット５００は、大きく分けて、充填材吐出器５１０、充填領域設定部（図示せず）及び制御器５６０を含んで構成される。

前記充填材吐出器５１０は、液相の充填材２０１（図６参照）を吐出できる装置である。

前記充填材吐出器５１０は、液相の充填材２０１を供給する充填材供給部５５０を含む。

前記充填材吐出器５１０は、前記載置ステージ７１０の上部に配置される。

前記載置ステージ７１０の上部にはＸＹガントリー５３０が配置される。前記充填材吐出器５１０は前記ＸＹガントリー５３０に連結される。

前記ＸＹガントリー５３０は駆動部５４０と連結される。前記駆動部５４０は、制御器５６０から電気的信号を受け、前記充填材吐出器５１０を一定のＸＹ座標位置に移動させることができる。

これに加えて、ＸＹガントリー５３０と充填材吐出器５１０との間にはＺ軸昇降部５２０がさらに設置される。

前記Ｚ軸昇降部５２０は、制御器５６０から電気的信号を受け、前記充填材吐出器５１０を昇降させるシリンダーの役割をする装置であり得る。

これによって、制御器５６０は、駆動部５４０及びＺ軸昇降部５２０を用いて充填材吐出器５１０を一定のＸＹＺ座標位置に移動させることができる。

前記充填領域設定部（図示せず）は、充填材２０１が吐出される領域を設定する役割をする。

図４は、充填領域が設定される一例を示す。

図４を参照すると、前記充填領域は、電池モジュール１０の上面部に形成される第１の領域ａと、電池モジュール１０の周囲と積層空間１０１の内壁との間に形成される第２の領域ｂとを含む。

前記第１の領域ａと第２の領域ｂの充填厚さは、互いに同一に設定されることが好ましい。

前記充填領域設定部は、座標系を使用することができる。

前記座標系は、前記電池モジュール１０の上部で、前記電池モジュール１０の周囲をなす各座標値を測定し、これら各座標値を線形的に連結する。前記連結によって第１の境界Ｂ１が形成される。

前記座標系は、前記の連結される第１の境界Ｂ１の内側領域を第１の領域（ａ）として設定する。

前記座標系は、積層空間１０１の内壁をなす各座標値を測定し、これら各座標値を線形的に連結する。前記連結によって第２の境界Ｂ２が形成される。

前記座標系は、前記第１の境界Ｂ１と前記第２の境界Ｂ２との間の領域を第２の領域ｂとして設定する。

前記第１の領域ａと前記第２の領域ｂは、充填材が一定の厚さに充填される領域である。

‘ｃ'は、パッケージハウジングの上端部の領域である。

図３及び図４を参照すると、前記制御器５６０は、設定される第１及び第２の領域ａ、ｂに一定量の液相の充填材２０１が充填されるように充填材吐出器５１０の駆動を制御する。

ここで、前記充填材２０１は、一定の粘度値を有するエポキシであり得る。前記粘度は４００ｃｐｓ以下にすることが好ましい。

前記充填材２０１の粘度を４００ｃｐｓ以下にする場合、前記充填材２０１は、重力方向に沿って流れ得る流動性を有する。

図３を参照すると、本発明に係る充填ユニット５００は、制御器５６０と電気的に連結される粘度形成部５７０をさらに備える。

前記粘度形成部５７０は、粘度測定機５７１、温度センサー５７２及び加熱手段５７３を含んで構成される。

前記粘度測定機５７１は、前記充填材２０１の粘度値を測定する。前記粘度測定機５７１は、前記の測定した粘度値を制御器５６０に伝送する。

前記制御器５６０は、前記の測定した粘度値が既に設定された粘度値の範囲に含まれるか否かを判断する。前記の既に設定された粘度値の範囲は、４００ｃｐｓ以下の範囲であることが好ましい。

前記制御器５６０には、前記の既に設定された粘度値をなし得る温度値が既に設定されている。

前記温度センサー５７２は、前記液相の充填材２０１の温度値を測定する。前記温度センサー５７２は、前記の測定した温度値を制御器５６０に伝送する。

前記加熱手段５７３は、前記制御器５６０から電気的信号を受けて充填材２０１を加熱する。前記加熱手段５７３はヒーティングコイルであり得る。

したがって、前記制御器５６０は、前記充填材２０１の粘度値を４００ｃｐｓ以下にし得る温度値で前記加熱手段５７３を使用して充填材２０１を加熱処理する。

前記充填ユニット５００は、充填深さ設定部（図示せず）を備える。

図３を参照すると、前記充填深さ設定部は、距離センサー６００及び設定器（図示せず）を備える。

前記距離センサー６００は、充填材吐出器５１０に設置されることが好ましい。

前記距離センサー６００は、前記積層空間の深さ値（Ｄｐ）と、前記電池モジュール１０の上面部までの距離値（Ｄｃｅｌｌ）とを測定し、これらを前記設定器に伝送する。

前記設定器は、積層空間１０１の底面から電池モジュール１０の上面までの深さ値（Ｄｃｅｌｌ）と積層空間１０１の深さ値（Ｄｐ）との間の距離を充填深さの上限線として決定する。

したがって、前記充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）は、積層空間１０１の底面から前記上限線までの深さ値である。

特に、前記充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）の上限線は、前記パッケージハウジング１００の上端面と同一であるか、これをオーバーするレベルでないことが好ましい。

前記設定器は、前記の設定した充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）を制御器５６０に伝送する。

前記制御器５６０は、前記の設定した充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）を有するように充填材吐出器５１０の駆動を制御する。

以下では、前記の構成を有する薄膜電池パッケージ製造装置の作用を説明する。

図３及び図４を参照すると、載置ステージ７１０の上面にパッケージハウジング１００が載せられる。

真空提供部７２０は、制御器５６０から電気的信号を受け、載置ステージ７１０に形成される真空ホール７１１に真空吸入力を提供する。

前記パッケージハウジング１００は、載置ステージ７１０の上面で真空吸着される。

したがって、前記パッケージハウジング１００は、前記のように真空吸着されることによって、載置ステージ７１０の上面に安定的に載せられる。

充填領域設定部は、充填材２０１が充填される領域を設定する。

図４を参照すると、上述したように、充填領域設定部は、座標系を使用して電池モジュール１０の上面部に形成される第１の領域ａ及び電池モジュール１０の周囲と積層空間１０１の内壁との間に形成される第２の領域ｂを充填領域として設定する。

前記充填領域設定部は、前記の設定した充填領域に対する情報を制御器５６０に伝送する。

充填深さ設定部は、充填材２０１が充填される充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）を設定する。

図３を参照すると、上述したように、充填深さ設定部は、積層空間１０１の底面から電池モジュール１０の上面までの深さ値（Ｄｃｅｌｌ）と積層空間１０１の深さ値（Ｄｐ）との間の距離を充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）として設定する。

前記充填深さ設定部は、前記の設定した充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）に対する情報を制御器５６０に伝送する。

前記充填深さ設定部は、充填材２０１の上限線を決定する。前記充填材２０１の上限線は、パッケージハウジング１００の上端と同一であるか、これを超えないレベルにすることが好ましい。

すなわち、前記パッケージハウジング１００の上端は、カバー１３０（図７参照）と接触して溶接される領域である。前記溶接領域には、パッケージハウジング１００の上端に充填材２０１などの他の異物が含まれないことが好ましい。

粘度形成部５７０は、充填材２０１の粘度値を設定された粘度値にする。

粘度測定機５７１は、充填材２０１の粘度値を測定し、これを制御器５６０に伝送する。

前記制御器５６０は、前記の伝送された粘度値が既に設定された粘度値の範囲に含まれるか否かを判断する。前記の設定された粘度値の範囲は４００ｃｐｓ以下にする。

前記の測定された粘度値を４００ｃｐｓ以上にすると、前記制御器５６０は、加熱手段５７３を使用して４００ｃｐｓ以下になり得る温度値に至るように充填材２０１を加熱処理する。

したがって、充填材２０１は、常に４００ｃｐｓ以下にすることができる。

そして、充填材吐出器５１０は充填材吐出位置に移動する。

図５は、充填材が充填される前のパッケージハウジングを示す。

以下の説明において、他の構成については図３を参照して説明する。

図５を参照すると、制御器５６０は、駆動部５４０及びＺ軸昇降部５２０を使用して前記充填材吐出器５１０を充填領域Ａの上部に移動させる。

図６は、充填材が充填された後のパッケージハウジングを示す。

図６を参照すると、制御器５６０は、充填領域Ａで上述した充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）を有するように液相の充填材２０１を充填する。

したがって、前記パッケージハウジング１００の内部の電池モジュール１０は、充填材２０１によって取り囲むことができる。

図７は、カバーと結合されたパッケージハウジングを示す。

図７を参照すると、パッケージハウジング１００の上端にはカバー１３０が配置される。前記カバー１３０は、前記パッケージハウジング１００の上端と溶接方式を通じて結合される。

本発明に係る実施例は、パッケージハウジングの内部に積層される各単位セルを外部の衝撃から保護することができる。

本発明に係る実施例は、充填材を使用して各単位セルの周囲に衝撃吸収層を形成することによって、耐衝撃性を与えることができる。

本発明に係る実施例は、各単位セル間の空間に充填材を浸透させて電池モジュールをモールディングし、各単位セル間の衝撃及び電池モジュール自体の衝撃の緩和を具現することができる。

次に、本発明に係る充填材吐出器の他の例を説明する。

図８は、本発明に係る充填材吐出器の他の例が採択されたことを示す。

図８を参照すると、本発明に係る充填材吐出器５１０は、液体充填材吐出器５１１及び固体充填材吐出器５１２を含んで構成される。

前記液体充填材吐出器５１１は、液相の充填材３２１（図１１参照）を吐出する。

前記液相の充填材３２１は、４００ｃｐｓの粘度を有するエポキシであることが好ましい。

前記固体充填材吐出器５１２は、固相の充填材３１１を吐出する。

前記固相の充填材３１１は、吐出後、硬化が直ちに進行される物質であることが好ましい。

前記固相の充填材３１１の硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれる。

前記５００ｇｆないし１５００ｇｆの硬度範囲は、ソフトであって一定の衝撃を吸収できる範囲であり、前記１５００ｇｆないし４０００ｇｆの硬度範囲は、ハードであって動かない状態の範囲である。

図９は、充填領域が設定される他の例を示す。

図９を参照すると、本発明に係る充填領域設定部（図示せず）は、第１の充填領域ｂ１と第２の充填領域ｂ２を設定する。

前記第１の充填領域ｂ１は、電池モジュール１０の周囲の上面部及び電池モジュール１０の周囲を取り囲むように形成される。

前記第２の充填領域ｂ２は、第１の充填領域ｂ１を取り囲むように形成される。すなわち、前記第２の充填領域ｂ２は、第１の充填領域ｂ１の周囲と積層空間１０１の内壁との間に形成される。

したがって、前記第１の充填領域ｂ１と第２の充填領域ｂ２は境界をなす。

次に、前記のように構成される充填材吐出器の他の例による製造装置の作用を説明する。

図１０は、充填材が充填される前のパッケージハウジングを示し、図１１は、充填材が充填された後のパッケージハウジングを示す。

以下では、製造装置の構成を図８を参照して説明する。

図１０及び図１１を参照すると、制御器５６０は、駆動部５４０及びＺ軸昇降部５２０を使用して前記固体充填材吐出器５１２を第１の充填領域ｂ１の上部に位置させる。

前記固体充填材吐出器５１２は、制御器５６０から電気的信号を受け、固相の充填材３１１を第１の充填領域ｂ１に吐出する。

したがって、前記第１の充填領域ｂ１には固相の充填材３１１が充填される。前記固相の充填材３１１は、一定時間が経過した後で固体に固まる。

より詳細には、前記固相の充填材３１１は、液相をなして前記固体充填材吐出器５１２を介して吐出され、外部から伝達された一定温度の熱によって硬化される。

前記固相の充填材３１１の硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれる。

前記５００ｇｆないし１５００ｇｆの硬度範囲は、ソフトであって一定の衝撃を吸収できる範囲であり、前記１５００ｇｆないし４０００ｇｆの硬度範囲は、ハードであって動かない状態の範囲である。

これによって、前記電池モジュール１０の周囲の上面部及び電池モジュール１０の周囲には、一定の厚さを有する第１の衝撃吸収領域３１０が形成される。

前記第１の衝撃吸収領域３１０は、固体をなすことによって、電池モジュール１０の周囲を取り囲んで固定する役割をすることができる。

続いて、前記液体充填材吐出器５１１は、制御器５６０から電気的信号を受け、液相の充填材３２１を第２の充填領域ｂ２に吐出する。

したがって、前記第２の充填領域ｂ２には液相の充填材３２１が充填される。

これによって、前記第１の充填領域ｂ１の周囲には、一定の厚さを有する第２の衝撃吸収領域３２０が形成される。

前記第２の衝撃吸収領域３２０は、液体をなすことによって、第１の衝撃吸収領域３１０で取り囲まれた電池モジュール１０を外部の衝撃から保護する役割をする。

ここで、前記第１の衝撃吸収領域３１０及び第２の衝撃吸収領域３２０は、上述したように設定される衝撃深さ（Ｄｆｉｌｌ）を有するように形成される。

図１２は、カバーと結合されたパッケージハウジングを示す。

図１２を参照すると、パッケージハウジング１００の上端にはカバー１３０が配置される。前記カバー１３０は、前記パッケージハウジング１００の上端と溶接方式を通じて結合される。

本発明に係る実施例は、各単位セルを取り囲む衝撃吸収層の多重衝撃吸収を可能にする。

本発明に係る実施例は、各単位セル間の空間に固相の充填材を浸透させて電池モジュールをモールディングし、各単位セル間の衝撃及び電池モジュール自体の衝撃の緩和を具現することができる。

次に、本発明の薄膜電池パッケージ製造方法を説明する。

図１３は、本発明の薄膜電池パッケージ製造方法を示す。

以下では、前記製造装置に関する構成を図３〜図７を参照して説明する。

第１のステップ

図１３を参照すると、パッケージハウジング１００を載置ステージ７１０に載せる。前記パッケージハウジング１００は、上部が開口され、内部に積層空間１０１が形成される。

前記積層空間１０１には、多段に積層された各単位セルで形成される電池モジュール１０が配置される。

ここで、真空提供部７２０を使用して、前記パッケージハウジング１００を載置ステージ７１０に真空吸着によって固定させることが好ましい。

第２のステップ

電池モジュール１０を取り囲むように、充填材をパッケージハウジングの内部に充填する。

以下では、前記第２のステップをより具体的に説明する。

充填領域を形成する。

前記充填領域の形成は、上述した充填領域設定部を使用して行うことができる。

電池モジュール１０の上面部に第１の領域ａを形成し、電池モジュール１０の周囲と積層空間１０１の内壁との間の空間に第２の領域ｂを形成する。

充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）を形成する。

前記充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）は、上述した充填深さ設定部を使用して形成することができる。

ここで、積層空間１０１の底面から電池モジュール１０の上面までの深さ値（Ｄｃｅｌｌ）と積層空間１０１の深さ値（Ｄｐ）との間の距離を充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）の上限線として決定する。

したがって、前記充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）は、積層空間１０１の底面から前記上限線までの深さ値である。

特に、前記充填深さ（Ｄｆｉｌｌ）の上限線は、前記パッケージハウジング１００の上端面と同一であるか、これをオーバーするレベルでないことが好ましい。

充填材の粘度値を形成する。

ここで、前記充填材は、液相の充填材２０１であることが好ましい。

前記充填材２０１は、４００ｃｐｓ以下の粘度値を有するエポキシである。

図１４は、粘度値を形成する過程を示す。

図１４を参照すると、粘度測定機５７１は、充填材２０１の粘度値を測定する。

前記粘度測定機５７１は、前記の測定した粘度値を設定器に伝送する。

前記設定器は、前記の測定した粘度値が既に設定された基準粘度値の範囲に含まれるか否かを判断する。

前記の測定した粘度値が既に設定された基準粘度値の範囲に含まれると、前記設定器は、粘度値形成過程を終了する。

その一方、前記の測定した粘度値が既に設定された基準粘度値の範囲に含まれなければ、前記設定器は、加熱手段５７３を使用して前記充填材２０１を加熱する。

このとき、温度センサー５７２は、加熱される充填材２０１の温度値を測定し、これを設定器に伝送する。

前記設定器は、伝送される温度値が既に設定された基準温度値に至るように充填材２０１を加熱する。

ここで、前記基準温度値は、充填材２０１の粘度値が基準粘度値の範囲に含まれるようにする温度値である。

続いて、前記設定器は、粘度値形成過程を終了する。

図１３を参照すると、前記のように充填材２０１の粘度値形成過程が終了すると、制御器５６０は、単一充填または多重充填を選択する。

まず、単一充填が選択される場合について説明する。

制御器は、充填材吐出器５１０を使用して第１及び第２の領域ａ、ｂを含む充填領域に充填材２０１を充填する。

ここで、前記第１の領域ａ及び第２の領域ｂに充填材２０１が一定の厚さに充填されることによって、衝撃吸収部２００が形成される。

そして、カバー１３０は、パッケージハウジング１００の上端に溶接・結合させる。

本発明に係る実施例は、パッケージハウジングの内部に積層される各単位セルを外部の衝撃から保護することができる。

本発明に係る実施例は、充填材を使用して各単位セルの周囲に衝撃吸収層を形成することによって、耐衝撃性を与えることができる。

次に、多重充填が選択される場合について説明する。

以下では、前記製造装置に関する構成を図８ないし図１２を参照して説明する。

充填領域設定部は、充填領域を再設定することができる。

すなわち、前記充填領域設定部は、図１０に示したような第１及び第２の充填領域ｂ１、ｂ２を設定する。

第１及び第２の充填領域ｂ１、ｂ２は、電池モジュール１０の周囲から外側に沿って一定の厚さを有して互いに境界をなす。

すなわち、前記充填領域は多層に形成される。

制御器５６０は、固相の充填材吐出器５１１を使用して固相の充填材５１１を前記第１の充填領域ｂ１に充填する。

前記固相の充填材３１１は、一定時間が経過した後で硬化される。

より詳細には、一定粘度の液相に形成される充填材を第１の充填領域ｂ１に充填し、前記充填材に外部から一定温度の熱を加えて硬化させることによって固相に形成する。

前記固体の硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれる。

前記５００ｇｆないし１５００ｇｆの硬度範囲は、ソフトであって一定の衝撃を吸収できる範囲であり、前記１５００ｇｆないし４０００ｇｆの硬度範囲は、ハードであって動かない状態の範囲である。

したがって、電池モジュール１０の上面部及び周囲には、一定厚さの第１の衝撃吸収領域３１０が形成される。

続いて、前記制御器５６０は、液体充填材吐出器５１２を使用して液相の充填材３２１を前記第２の充填領域ｂ２に充填する。

前記液相の充填材３２１は、第１の充填領域ｂ１の周囲と積層空間１０１の内壁との間に充填される。

したがって、前記第２の充填領域ｂ２には、第２の衝撃吸収領域３２０が形成される。

そして、カバー１３０は、パッケージハウジング１００の上端に溶接・結合させる。

本発明に係る実施例は、パッケージハウジングに衝撃が加えられる場合、前記衝撃を第１及び第２の衝撃吸収領域によって多重に吸収または緩和させることができる。

本発明に係る実施例は、固相に形成される第１の衝撃吸収領域を使用して電池モジュールの配置位置のずれを未然に防止することができる。

図１５は、本発明の薄膜電池モジュールを示す断面図である。

図１５を参照すると、前記薄膜電池モジュールは、電池モジュール１０及び衝撃吸収部２００を含んで構成される。

前記電池モジュール１０は、多数の単位セル１が上下に積層されて形成される。

ここで、前記各単位セル１間には空間が形成される。

前記衝撃吸収部２００は、前記各単位セル１間の空間及び前記電池モジュール１０を取り囲む。

前記衝撃吸収部２００は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つであり得る。

前記粘度は、４００ｃｐｓ以下にすることが好ましい。

本発明に係る実施例において、液相の充填材２０１であるエポキシは、各単位セル１間の空間に浸透されると同時に、電池モジュール１０の周囲を取り囲むように形成される。

これによって、本発明に係る実施例は、外部から電池モジュールに衝撃が加えられる場合、各単位セル間の衝撃の緩和はもちろん、電池モジュール自体の衝撃の緩和を実現することができる。

図１６は、本発明の薄膜電池モジュールの他の例を示す断面図である。

衝撃吸収部３００は、前記電池モジュール１０の周囲から互いに異なる物質の状態を有して互いに境界をなす各衝撃吸収領域を含む。

これに加えて、前記各衝撃吸収領域は、第１の衝撃吸収領域３１０及び第２の衝撃吸収領域３２０を含んで構成することができる。

前記第１の衝撃吸収領域３１０は、前記電池モジュール１０の周囲を一定の厚さで取り囲み、固相をなす。

前記第２の衝撃吸収領域３２０は、前記第１の衝撃吸収領域３１０の周囲を取り囲み、一定の粘度を有するエポキシで形成される。

前記第１の衝撃吸収領域３１０は、一定粘度の液相をなし、外部から伝達された一定温度の熱によって硬化することによって固相に形成することができる。

前記固体の硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれる。

前記５００ｇｆないし１５００ｇｆの硬度範囲は、ソフトであって一定の衝撃を吸収できる範囲であり、前記１５００ｇｆないし４０００ｇｆの硬度範囲は、ハードであって動かない状態の範囲である。

ここで、前記液相をなして充填されるとき、前記充填材は、各単位セル１間の空間に浸透され、熱を受けて固相に硬化される。

本発明に係る実施例において、液相の充填材３１２及び固相の充填材３１１は、各単位セル間の空間に浸透されると同時に、電池モジュールの周囲を取り囲むように形成される。

これによって、本発明に係る実施例は、外部から電池モジュールに衝撃が加えられる場合、各単位セル間の衝撃の緩和はもちろん、電池モジュール自体の衝撃の緩和を実現することができる。

制御器５６０は、固相の充填材吐出器５１２を使用して固相の充填材３１１を前記第１の充填領域ｂ１に充填する。

続いて、前記制御器５６０は、液体充填材吐出器５１１を使用して液相の充填材３２１を前記第２の充填領域ｂ２に充填する。

Claims (36)

1. 内部に各単位セルが積層される電池モジュールを有するパッケージハウジング；及び
   前記パッケージハウジングの内部に充填され、前記電池モジュールを取り囲み、衝撃を緩和するための衝撃吸収部；を含むことを特徴とする薄膜電池パッケージ。
2. 前記衝撃吸収部は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池パッケージ。
3. 前記粘度は４００ｃｐｓ以下にすることを特徴とする、請求項２に記載の薄膜電池パッケージ。
4. 前記衝撃吸収部は、前記電池モジュールの周囲から互いに異なる物質の状態を有して互いに境界をなす各衝撃吸収領域を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜電池パッケージ。
5. 前記各衝撃吸収領域は、前記電池モジュールの周囲を一定の厚さで取り囲み、固相をなす第１の衝撃吸収領域と、
   前記第１の衝撃吸収領域の周囲を取り囲み、一定の粘度を有するエポキシで形成される第２の衝撃吸収領域と、を含むことを特徴とする、請求項４に記載の薄膜電池パッケージ。
6. 前記第１の衝撃吸収領域は、
   一定粘度の液相をなし、外部から伝達された一定温度の熱によって硬化され、固相に一定の硬度を有するように形成され、
   前記硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の薄膜電池パッケージ。
7. 上端が開口され、内部に電池モジュールが配置されるパッケージハウジングが載せられる載置部；及び
   外部から電気的信号を受け、前記電池周囲を取り囲むように前記パッケージハウジングの内部に衝撃を緩和するための充填材を充填する充填ユニット；を含むことを特徴とする薄膜電池パッケージ製造装置。
8. 前記充填ユニットは、
   前記充填材を吐出する充填材吐出器と、
   前記充填材の充填領域を設定する充填領域設定部と、
   前記充填材吐出器と電気的に連結され、前記の設定した充填領域に前記充填材が充填されるように前記充填材吐出器の駆動を制御する制御器と、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
9. 前記充填材は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項８に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
10. 前記粘度は４００ｃｐｓ以下にすることを特徴とする、請求項９に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
11. 前記充填領域は、前記電池モジュールの上面部に形成される第１の領域と、前記電池モジュールと前記パッケージハウジングの内壁との間の空間に形成される第２の領域と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
12. 前記充填領域設定部は、前記充填領域を前記電池モジュールの周囲から一定厚さを有して互いに境界をなす多数の充填領域として設定することを特徴とする、請求項８に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
13. 前記多数の充填領域は、
    前記電池モジュールの周囲から一定の厚さを形成する第１の充填領域と、
    前記第１の充填領域と前記パッケージハウジングの内壁との間に形成される第２の充填領域と、を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
14. 前記充填材吐出器は、
    一定の粘度を有する液相の充填材を吐出する液体充填材吐出器と、
    固相の充填材を吐出する固体充填材吐出器と、を備え、
    前記制御部は、
    前記固体充填材吐出器を使用して前記第１の充填領域に固相の充填材を充填し、
    前記液体充填材吐出器を使用して前記第２の充填領域に液相の充填材を充填し、
    前記固相の充填材は、液相をなして前記固体充填材吐出器を介して吐出され、外部から一定温度の熱を受けると一定の硬度に硬化され、
    前記硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれることを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
15. 前記液相の充填材は、４００ｃｐｓ以下の粘度を有することを特徴とする、請求項１４に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
16. 前記充填ユニットは、粘度形成部をさらに備え、
    前記粘度形成部は、前記粘度を有する充填材の温度値を測定する温度センサーと、
    前記粘度を有する充填材を加熱する加熱手段と、を備え、
    前記制御部は、前記加熱手段を使用して前記粘度を４００ｃｐｓ以下にするように前記液相の充填材を加熱することを特徴とする、請求項１０または１５に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
17. 前記充填ユニットは、
    前記充填材の充填深さを設定する充填深さ設定部をさらに備え、
    前記充填深さは、前記積層空間の底面から前記電池モジュールの上面までの深さと前記積層空間の深さとの間の距離を上限線として設定し、
    前記積層空間の底面から前記上限線までの深さとして設定されることを特徴とする、請求項８に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
18. 前記充填深さ設定部は、距離センサー及び設定器を含み、
    前記距離センサーは、前記充填材吐出器に設置され、前記積層空間の深さ値と、前記積層空間の底面から前記電池モジュールの上面までの距離値と、を測定し、
    前記設定器は、前記充填深さを設定し、
    前記制御器は、前記の設定した充填深さを有するように前記充填材吐出器の駆動を制御することを特徴とする、請求項１７に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
19. 前記載置部は、
    前記パッケージハウジングが載せられる載置ステージと、
    前記載置ステージに設置され、外部から真空を受けて前記パッケージハウジングを真空吸着する真空提供部と、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の薄膜電池パッケージ製造装置。
20. 上部が開口され、内部に電池モジュールを有するパッケージハウジングを準備する第１のステップ；及び
    前記電池モジュールを取り囲むように前記パッケージハウジングの内部に衝撃を緩和するための充填材を充填する第２のステップ；を含むことを特徴とする薄膜電池パッケージ製造方法。
21. 前記パッケージハウジングを載置ステージ上に載せ、
    真空提供部を使用して前記パッケージハウジングを真空吸着させることを特徴とする、請求項２０に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
22. 前記第２のステップは、
    前記充填材が充填される充填領域を設定し、
    前記充填領域に充填材を充填することを特徴とする、請求項２０に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
23. 前記充填領域は、前記電池モジュールの上面部に形成される第１の領域、及び前記電池モジュールの周囲と前記パッケージハウジングの内壁との間の第２の領域として設定することを特徴とする、請求項２２に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
24. 前記充填材は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
25. 前記充填領域は、
    前記電池モジュールの周囲から一定の厚さを形成する第１の充填領域、及び
    前記第１の充填領域と前記パッケージハウジングの内壁との間に形成される第２の充填領域として設定することを特徴とする、請求項２２に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
26. 前記第１の充填領域に固相の充填材を充填し、
    前記第２の充填領域に液相の充填材を充填することを特徴とする、請求項２５に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
27. 前記固相の充填材は、
    一定粘度の液相をなし、外部から一定温度の熱を加えて硬化させ、一定の硬度を有するように固相に形成し、
    前記硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれることを特徴とする、請求項２６に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
28. 前記粘度を４００ｃｐｓ以下にすることを特徴とする、請求項２４または２５に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
29. 加熱手段を使用して前記粘度を４００ｃｐｓ以下にするように前記粘度を有する充填材を一定時間にわたって加熱することを特徴とする、請求項２８に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
30. 前記第２のステップにおいて、
    前記積層空間の底面から前記電池モジュールの上面までの深さと前記積層空間の深さとの間までの距離を充填深さの上限線として設定し、
    前記充填深さを前記積層空間の底面から前記上限線までの深さとして設定することを特徴とする、請求項２２に記載の薄膜電池パッケージ製造方法。
31. 各単位セルが互いに積層されて形成される電池モジュール；及び
    前記各単位セル間の空間及び前記電池モジュールを取り囲み、衝撃を緩和する衝撃吸収部；を含むことを特徴とする薄膜電池モジュール。
32. 前記衝撃吸収部は、Ｓｉ系列の弾性エポキシ及び一定の粘度を有するエポキシのうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項３１に記載の薄膜電池モジュール。
33. 前記粘度は４００ｃｐｓ以下にすることを特徴とする、請求項３２に記載の薄膜電池モジュール。
34. 前記衝撃吸収部は、前記電池モジュールの周囲から互いに異なる物質の状態を有して互いに境界をなす各衝撃吸収領域を含むことを特徴とする、請求項３１に記載の薄膜電池モジュール。
35. 前記各衝撃吸収領域は、
    前記電池モジュールの周囲を一定の厚さで取り囲み、固相をなす第１の衝撃吸収領域と、
    前記第１の衝撃吸収領域の周囲を取り囲み、一定の粘度を有するエポキシで形成される第２の衝撃吸収領域と、を含むことを特徴とする、請求項３４に記載の薄膜電池モジュール。
36. 前記第１の衝撃吸収領域は、
    一定粘度の液相をなし、外部から伝達された一定温度の熱によって硬化され、一定の硬度を有するように固相に形成され、
    前記硬度は、５００ｇｆないし１５００ｇｆ及び１５００ｇｆないし４０００ｇｆの範囲のうちいずれか一つの範囲に含まれることを特徴とする、請求項３５に記載の薄膜電池モジュール。