JP5190489B2 - バッテリーパック及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパック及びその製造方法に関する。
一般的に、バッテリーパックは、再充電可能なバッテリーセルと、バッテリーセルの過充電や過放電を防止する保護回路モジュールを含む。最近のバッテリーセルは、主にリチウムイオン二次電池またはリチウムイオンポリマー電池である。また、保護回路モジュールは、過充電や過放電を防止するための多数の回路素子を有する。
リチウムイオンポリマー電池は、有機電解液が全く含まれていない完全固体型リチウムイオンポリマー電池と、有機電解液を含んでいるゲル（ｇｅｌ）型高分子電解質を使うリチウムイオンポリマー電池に分類することができる。
リチウムイオンポリマー電池の場合、液体電解質を使うリチウムイオン電池と比べて、電解液の漏れ現象が小さいか、発生しない。従って、リチウムイオンポリマー電池では、金属缶の代わりに金属箔と絶縁層からなるパウチを外装材として用いることができる。
本発明の目的とするところは、保護回路モジュールの厚さを最小化することができる、新規かつ改良されたバッテリーパック及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的とするところは、電極タブによる外装材の損傷現象を防止することができる、新規かつ改良されたバッテリーパック及びその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の目的とするところは、電極タブとセルタブ間の接続が容易に行われる、新規かつ改良されたバッテリーパック及びその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、テラスを有する外装材、及び上記テラスを介して突出した少なくとも一つのセルタブを含むバッテリーセルと、上記テラス上に位置する回路基板、上記回路基板に形成された少なくとも一つの電極タブ、及び上記回路基板に形成された少なくとも一つの回路素子からなる保護回路モジュールと、を含み、上記セルタブは、上記電極タブに接続されることを特徴とするバッテリーパックが提供される。
ここで、上記回路基板には、少なくとも一つのホールが形成され、上記電極タブは、上記ホール上に形成されていてもよい。上記電極タブの幅は、上記ホールの幅よりも大きくてもよい。上記電極タブ及び上記回路素子は、上記回路基板の一の面に形成されていてもよい。上記電極タブの幅は、上記回路基板の幅と等しいか、または小さくてもよい。上記電極タブは、平板の形態を有してもよい。
また、上記電極タブは、上記回路基板に接続された第１領域と、上記第１領域に垂直方向に連結された第２領域と、上記第２領域に連結されると共に、上記第１領域と平行する第３領域と、を含まれてもよい。上記セルタブは、上記電極タブの第１領域と第３領域の間に挟まれていてもよい。上記回路基板には、上記セルタブが通過する領域と対応する領域に切り欠き部が形成されていてもよい。
さらに、上記テラスの一の面は、上記外装材の一の面と同一面を成し、上記テラスの他の面は、上記外装材の他の面よりも低くてもよい。上記テラスと上記回路基板との間には、第１絶縁テープが介在してもよい。上記バッテリーセルと上記保護回路モジュールの両端が第２絶縁テープにより覆われていてもよい。上記保護回路モジュールが位置する上記バッテリーセルの一端が第３絶縁テープにより覆われていてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、テラスを有する外装材、及び上記テラスを介して突出した少なくとも一つのセルタブを含むバッテリーセルと、少なくとも一つのホールが形成された回路基板、及び上記ホールの上部に形成された電極タブからなる保護回路モジュールとをそれぞれ提供する段階と、上記電極タブと上記セルタブを互いに接続する段階と、上記保護回路モジュールが上記テラス上に位置するように、上記セルタブを折曲する段階と、を含むことを特徴とする、バッテリーパックの製造方法が提供される。
ここで、上記接続段階は、上記ホールを介して露出した上記電極タブに第１溶接棒を接触させると同時に、上記セルタブに第２溶接棒を接触させる段階と、上記第１溶接棒及び上記第２溶接棒に互いに異なる極性の電圧を提供する段階と、を含んでもよい。上記バッテリーセルと上記保護回路モジュールとをそれぞれ提供する段階では、上記バッテリーセルのテラス上に予め第１絶縁テープが付着していてもよい。
以上説明したように本発明によれば、保護回路モジュールの回路素子が形成された面と同一面に電極タブとセルタブが接続されることで、保護回路モジュールの厚さを最小化することができる。
また、本発明によれば、電極タブに形成される可能性があるバリ（ｂｕｒｒ）が保護回路モジュールの上面に位置することで、バリによる外装材の損傷現象を防止することができる。
さらに、本発明によれば、電極タブに接続器具が容易に近付くようにホールが形成されることで、電極タブとセルタブ間の接続が容易に行われる。
本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックを示す斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックを示す分解斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックのバッテリーセルを示す断面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックを示す部分斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックを示す正面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックを示す部分切開斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックを示す部分切開側面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの保護回路モジュールを示す平面斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの保護回路モジュールを示す底面斜視図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの製造方法を示す順序図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの主要製造工程を示す断面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの主要製造工程を示す断面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの主要製造工程を示す断面図である。 同実施形態にかかるバッテリーパックの別の主要製造工程を示す断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックを示す斜視図である。また、図２は、同実施形態にかかるバッテリーパックを示す分解斜視図である。
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００は、バッテリーセル１１０、第１絶縁テープ１２０、保護回路モジュール１３０、第２絶縁テープ１４０及び第３絶縁テープ１５０を含む。
上記バッテリーセル１１０は、通常のリチウムイオンポリマー電池であってもよい。即ち、上記バッテリーセル１１０は、パウチ形態の外装材１１１と、上記外装材１１１を介して外部に一定長さ延長された正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３を含む。ここで、上記外装材１１１は、外側に一定長さ延長されたテラス１１４と、両側に一定長さ延長されてから折曲された折曲部１１５を含む。また、上記正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３は、それぞれ上記テラス１１４を介して外部に一定長さ延長されている。さらに、上記正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３は、それぞれ絶縁テープ１１２ａ、１１３ａで包まれ、上記テラス１１４と電気的にショートしないようになっている。また、上記正極セルタブ１１２はアルミニウムからなり、上記負極セルタブ１１３はニッケルからなってもよいが、このような材質に限定されるものではない。
上記第１絶縁テープ１２０は、上記テラス１１４上に位置する。上記第１絶縁テープ１２０は、絶縁層を中心に、上記テラス１１４に向かう面及び上記保護回路モジュール１３０に向かう面の一方または両方に接着層が形成されてもよい。このような第１絶縁テープ１２０は、上記保護回路モジュール１３０と上記外装材１１１の間の電気的ショートを防止する。勿論、このような第１絶縁テープ１２０は、上記保護回路モジュール１３０を安定的に上記テラス１１４上に接着することもできる。
上記保護回路モジュール１３０は、回路基板１３１、正極電極タブ１３３、負極電極タブ１３４、回路素子１３５、正極端子１３６ａ、負極端子１３６ｂ及び電源線１３７を含む。上記回路基板１３１は、略長方形板の形態を有し、上記第１絶縁テープ１２０上に位置する。上記回路基板１３１は、正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４が通過する領域（折曲領域）と対応する領域に、一定の深さの切り欠き部１３１ａ、１３１ｂを形成してもよい。上記切り欠き部１３１ａ、１３１ｂは、上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４が上記回路基板１３１から過度に突出しないようにする。
上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４は、それぞれ上記回路基板１３１に形成されている。さらに、上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４の幅は、それぞれ上記回路基板１３１の幅より小さいか、または等しい。また、上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４は、略四角平板の形態を有してもよいが、このような形態に限定されるものではない。また、上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４は、両方ともニッケルからなってもよいが、このような材質に限定されるものではない。また、上記回路素子１３５は、上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４の側部にそれぞれ形成されてもよいが、このような形成位置に限定されるものではない。
上記回路素子１３５は、バッテリーセル１１０の過充電、過放電または過電流を防止する。また、上記正極端子１３６ａ及び上記負極端子１３６ｂは、上記負極電極タブ１３４の一側に形成されてもよいが、このような形成位置に限定されるものではない。また、上記電源線１３７は、上記正極端子１３６ａ及び上記負極端子１３６ｂにそれぞれ接続されている。このような電源線１３７は、外部セット（例えば、携帯電話、ＰＭＰ、ＤＭＢ）または充電器に連結されてもよい。
上記第２絶縁テープ１４０は、上記保護回路モジュール１３０及び上記外装材１１１の対向する両側面を覆う。上記第２絶縁テープ１４０は、上記外装材１１１の両側面よりも広く形成されている。よって、上記第２絶縁テープ１４０は、上記外装材１１１の両側面に加えて、相対的に広い面である外装材１１１の前面及び後面の一定領域をさらに覆う。これによって、上記第２絶縁テープ１４０は、バッテリーパック１００をよりコンパクトにするだけでなく、バッテリーパック１００を外部衝撃から保護する。
上記第３絶縁テープ１５０は、上記保護回路モジュール１３０及び上記外装材１１１の上面を覆う。上記第３絶縁テープ１５０は、上記外装材１１１の上面よりも広く形成されている。よって、上記第３絶縁テープ１５０は、上記保護回路モジュール１３０及び上記外装材１１１の上面を含めて、相対的に広い面である外装材１１１の前面及び後面の一定領域をさらに包む。これによって、上記第３絶縁テープ１５０は、バッテリーパック１００をよりコンパクトにするだけでなく、バッテリーパック１００を外部衝撃から保護する。さらに、上記第３絶縁テープ１５０は、上記第２絶縁テープ１４０の一定領域をも覆う。また、上記第３絶縁テープ１５０は、上記電源線１３７を除いた上記保護回路モジュール１３０を完全に覆うことで、上記保護回路モジュール１３０と外部装置のショートを防止する。ここで、上記第３絶縁テープ１５０には、上記電源線１３７が外部に引き出されるように、ホール１５１が形成されてもよい。
図３は、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックのバッテリーセルを示す断面図である。
図３に示すように、バッテリーセル１１０は、外装材１１１によって取り囲まれる電極組立体１１６をさらに含む。上記電極組立体１１６はエネルギーを保存または放出する。上記電極組立体１１６は、正極電極板１１６ａ、セパレータ１１６ｂ及び負極電極板１１６ｃを含む。上記正極電極板１１６ａは、例えばアルミニウム箔を中心にその両面に正極活物質（リチウム金属酸化物）をコーティングして形成することができ、上記負極電極板１１６ｃは、例えば銅箔を中心にその両面に負極活物質（炭素）をコーティングして形成することができる。しかし、上記正極電極板１１６ａ及び負極電極板１１６ｃはこのような材質に限定されるものではない。さらに、上記セパレータ１１６ｂは、リチウムイオンが良好に正極電極板１１６ａと負極電極板１１６ｃとの間を移動できるように、多孔性ポリプロピレン（ＰＰ）または多孔性ポリエチレン（ＰＥ）材質からなってもよい。しかし、上記セパレータ１１６ｂはこのような材質に限定されるものではない。上記外装材１１１には、上記電極組立体１１６と共に電解液（図示せず）が収容される。
一方、上記正極電極板１１６ａ及び上記負極電極板１１６ｃには、それぞれ正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３が接続される。図３には、説明の便宜上、負極セルタブ１１３のみ図示されている。図３に示すように、負極セルタブ１１３は、外装材１１１に設けられたテラス１１４を介して外部に一定長さ延長されている。また、上記負極セルタブ１１３は、絶縁テープ１１３ａで覆われている。上記絶縁テープ１１３ａも、上記テラス１１４を介して外部に一定長さ延長されている。従って、上記絶縁テープ１１３ａにより、上記負極セルタブ１１３と外装材１１１との間の電気的ショートが防止される。
図３に図示されてはいないが、正極セルタブ１１２も、外装材１１１に具備されたテラス１１４を介して外部に一定長さ延長されている。また、上記正極セルタブ１１２も、絶縁テープ１１２ａで覆われている。上記絶縁テープ１１２ａも、上記テラス１１４を介して外部に一定長さ延長されている。従って、上記絶縁テープ１１２ａにより、上記正極セルタブ１１２と外装材１１１の間の電気的ショートが防止される。
上記パウチ形の外装材１１１は、金属箔１１１ａと、上記金属箔１１１ａの両面にそれぞれ形成された絶縁層１１１ｂ、１１１ｃからなってもよい。上記金属箔１１１ａは、通常、アルミニウム、ステンレス鋼またはその等価物からなることができる。また、上記金属箔１１１ａの一の面に形成された絶縁層１１１ｂは、変性ポリプロピレン（ＣＰＰ）またはその等価物からなることができ、上記金属箔１１１ａの他の面に形成された絶縁層１１１ｃは、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはその等価物からなることができる。しかし、上記金属箔１１１ａ及び絶縁層１１１ｂ、１１１ｃはこのような材質に限定されるものではない。
上記テラス１１４の下面１１４ａは、上記電極組立体１１６を取り囲んでいる外装材１１１の下面１１１ｄと略同一面であってもよい。また、上記テラス１１４の上面１１４ｂは、上記電極組立体１１６を取り囲んでいる外装材１１１の上面１１１ｅより低い面であってもよい。このようにして、上記テラス１１４上には、保護回路モジュール１３０を収容できる十分な空間が具備される。
図３において、負極セルタブ１１３は、説明の便宜上、折曲された形態を有するように図示したが、このような形態に限定されるものではない。
図４ａ及び図４ｂは、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックを示す部分斜視図及び正面図である。
図４ａ及び図４ｂに示すように、保護回路モジュール１３０は、外装材１１１に設けられたテラス１１４上に設置される。ここで、上記保護回路モジュール１３０とテラス１１４の間には、第１絶縁テープ１２０が介在される。また、上記保護回路モジュール１３０と第１絶縁テープ１２０の幅は、上記テラス１１４の幅より大きくてもよい。
一方、回路基板１３１に形成された負極電極タブ１３４は、上述したように、略四角平板の形態でありうる。また、上記負極電極タブ１３４の上面には、負極セルタブ１１３を接続することができる。即ち、上記負極セルタブ１１３は、上記テラス１１４から略「コ」字形態に折曲された後、端部を上記負極電極タブ１３４に接続することができる。
同様に、正極電極タブ１３３も、略四角平板の形態でありうる。また、上記正極電極タブ１３３は、上記回路基板１３１に接着した第１領域１３３ａと、上記第１領域１３３ａに略垂直方向に連結された第２領域（１３３ｂ、図５ａ参照）と、上記第２領域１３３ｂに連結され、上記第１領域１３３ａと略平行する第３領域１３３ｃとからなることができる。また、上記正極電極タブ１３３には、正極セルタブ１１２を接続することができる。即ち、上記正極セルタブ１１２は、上記テラス１１４から略「コ」の字型に折曲された後、端部が上記正極電極タブ１３３の第１領域１３３ａと第３領域１３３ｃの間に挟まれると同時に、上記第１領域１３３ａ及び上記第３領域１３３ｃに接続することができる。
さらに、上述したように、上記正極セルタブ１１２及び上記負極セルタブ１１３が折曲されて通過する上記回路基板１３１には、それぞれ一定の深さの切り欠き部１３１ａ、１３１ｂを形成することができる。上記切り欠き部１３１ａ、１３１ｂの深さは、上記正極セルタブ１１２または上記負極セルタブ１１３の厚さより大きいものでありうるが、このような深さに限定されるものではない。このような切り欠き部１３１ａ、１３１ｂによって、上記正極セルタブ１１２及び上記負極セルタブ１１３が、上記保護回路基板１３１の外側に過度に突出することがなくなる。
また、上述したように、正極電極タブ１３３、負極電極タブ１３４、回路素子１３５、正極端子１３６ａ及び負極端子１３６ｂは、全て回路基板１３１の一の面に形成される。特に、正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４が回路基板１３１の一の面に形成されることで、保護回路モジュール１３０の全体の厚さを抑えることができる。もし、上記正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４が保護回路基板１３１の他の面に形成されたならば、上記正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４が別途の厚さを有するようになって、保護回路モジュール１３０の厚さが厚くなる可能性がある。しかし、本発明では、上記正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４が回路基板１３１の一の面に形成され、上記正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４の一の面に直接正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３が接続されることで、保護回路モジュール１３０の全体的な厚さを抑えることができる。従って、本発明によれば、薄型のバッテリーパック１００を実現することができる。
図５ａ及び図５ｂは、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックを示す部分切開斜視図及び部分切開側面図である。また、図６ａ及び図６ｂは、同実施形態にかかるバッテリーパックの保護回路モジュールを示す平面斜視図及び底面斜視図である。
図５ａ、図５ｂ、図６ａ及び図６ｂに示すように、回路基板１３１には正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４と対応する位置に、略円形のホール１３２ａ、１３２ｂを形成することができる。なお、上記ホール１３２ａ、１３２ｂの形状は略円形に限定されるものではない。また、上記ホール１３２ａ、１３２ｂ上に正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４をそれぞれ形成することができる。上記正極電極タブ１３３及び上記負極電極タブ１３４の幅は、上記ホール１３２ａ、１３２ｂの直径よりも大きい。従って、上記回路基板１３１のホール１３２ａ、１３２ｂは、上記正極電極タブ１３３または上記負極電極タブ１３４によって完全に覆われる。上記のような回路基板１３１のホール１３２ａ、１３２ｂは、上記正極電極タブ１３３と正極セルタブ１１２、上記負極電極タブ１３４と負極セルタブ１１３の相互接続時、接続器具（例えば、溶接棒）が位置する領域である。
正極電極タブ１３３の場合、第１領域１３３ａが上記ホール１３２ａを完全に覆う。上記第１領域１３３ａには第２領域１３３ｂが連結され、上記第２領域１３３ｂには上記第１領域１３３ａと対応する形状の第３領域１３３ｃが連結されている。さらに、上記第１領域１３３ａと第３領域１３３ｃの間には正極セルタブ１１２が挟まれる。上記正極電極タブ１３３と上記正極セルタブ１１２は、互いに電気的に接続されている。
このようにして、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００は、電極タブ１３３、１３４が形成されている方向が、回路素子１３５が形成されている方向と同一なので、上記電極タブ１３３、１３４またはセルタブ１１２、１１３によって保護回路モジュール１３０の厚さが増加しない。即ち、回路素子１３５の厚さは上記電極タブ１３３、１３４及びセルタブ１１２、１１３の厚さよりも厚いので、上記回路素子１３５の厚さによって上記電極タブ１３３、１３４及びセルタブ１１２、１１３の厚さは相殺される。
さらに、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００は、電極タブ１３３、１３４の製造工程中、鋭くて尖っているバリが形成されたとしても、上記バリが回路基板１３１の一の面にだけ位置するので、上記バリによる外装材１１１の損傷現象が防止される。即ち、上記電極タブ１３３、１３４が回路基板１３１の他の面に形成されれば、上記電極タブ１３３、１３４のバリが第１絶縁テープ１２０を貫通して外装材１１１を損傷させる可能性がある。
図７は、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックの製造方法を示す順序図である。
図７に示すように、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００の製造方法は、バッテリーセル及び保護回路モジュール提供段階Ｓ１、電極タブとセルタブ接続段階Ｓ２及びセルタブ折曲段階Ｓ３を含む。勿論、この他にも第２絶縁テープ付着段階及び第３絶縁テープ付着段階がさらに行われてもよい。
図８ａ〜図８ｃは、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックの主要製造工程を順に示す断面図である。
図８ａに示すように、上記バッテリーセル及び保護回路モジュール提供段階Ｓ１では、充放電可能なバッテリーセル１１０及び充放電保護機能を有する保護回路モジュール１３０がそれぞれ提供される。
より詳しくは、テラス１１４を有する外装材１１１、電極組立体１１６及び上記電極組立体１１６に電気的に連結され、上記テラス１１４を介して外部に延長された正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３からなるバッテリーセル１１０が提供される。ここで、上記正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３は、略平らな状態で、まだ折曲されない状態である。図８ａには、説明の便宜上、負極セルタブ１１３のみ図示されている。上記負極セルタブ１１３は、絶縁テープ１１３ａにより覆われたまま、上記テラス１１４を通過する。また、上記テラス１１４上には、保護回路モジュール１３０と外装材１１１の間の電気的ショートを防止するための第１絶縁テープ１２０が予め位置することができる。このような第１絶縁テープ１２０は、電極タブとセルタブ接続段階Ｓ２の後またはセルタブ折曲段階Ｓ３の後に、上記テラス１１４上に設置することもできる。
また、少なくとも一つのホール１３２ａ、１３２ｂが形成された回路基板１３１と、上記ホール１３２ａ、１３２ｂの一の面に形成された正極電極タブ１３３及び負極電極タブ１３４と、少なくとも一つの回路素子１３５とからなる保護回路モジュール１３０が提供される。図８ａには、説明の便宜上、ホール１３２ｂ及び負極電極タブ１３４のみ図示されている。さらに、上記回路基板１３１には、正極端子１３６ａ、負極端子１３６ｂ及び電源線１３７をさらに形成することができるが、これは説明の便宜上図示されていない。また、上記回路基板１３１には、上記負極セルタブ１１３が折曲された後通過する切り欠き部１３１ｂが形成されることができる。
図８ｂに示すように、上記電極タブとセルタブ接続段階Ｓ２では、上記電極タブと上記セルタブを互いに接続する。例えば、上記負極電極タブ１３４と上記負極セルタブ１１３を互いに溶接する。このために、まず第１溶接棒２０１が上記回路基板１３１のホール１３２ｂを介して上部に露出した負極電極タブ１３４に接触するようにする。同時に、第２溶接棒２０２が上記負極セルタブ１１３に接触するようにする。続いて、上記第１溶接棒２０１及び上記第２溶接棒２０２に反対極性の電圧が印加されるようにすると同時に、上記第１溶接棒２０１及び上記第２溶接棒２０２に加圧することで、上記負極電極タブ１３４及び上記負極セルタブ１１３が互いに抵抗溶接されるようにする。即ち、上記第１溶接棒２０１と上記第２溶接棒２０２の間に瞬間的に大きい電流を流すことで、互いに接触した負極電極タブ１３４及び負極セルタブ１１３が半溶融状態になって溶接されるようにする。上記抵抗溶接は、二つの物質の材質が同一である場合に行われやすい。通常の場合、上記負極電極タブ１３４及び負極セルタブ１１３は両方ともニッケルからなるので、上記抵抗溶接は行われやすい。
図８ｃに示すように、上記セルタブ折曲段階Ｓ３では、保護回路モジュール１３０が上記テラス１１４上に位置するように上記セルタブを折曲する。即ち、上記負極セルタブ１１３が略「コ」字形態に折曲されるようにすることで、上記保護回路モジュール１３０が上記テラス１１４上に予め形成された第１絶縁テープ１２０上に位置するようにする。この時、上記負極セルタブ１１３は、回路基板１３１に形成された切り欠き部１３１ｂに沿って通過するので、上記負極セルタブ１１３が上記回路基板１３１の外側に過度に突出しない。さらに、このようなセルタブ折曲段階Ｓ３によって、保護回路モジュール１３０は回路基板１３１の一の面に負極電極タブ１３４及び回路素子１３５が位置した形態になる。さらに、上記負極電極タブ１３４の一の面には負極セルタブ１１３が溶接された形態になる。
さらに、このような段階の後に、第２絶縁テープ１４０で外装材１１１及び保護回路モジュール１３０の両側面を覆い、また第３絶縁テープ１５０で保護回路モジュール１３０及びテラス１１４を覆うことができる。上記保護回路モジュール１３０に形成された電源線１３７は、上記第３絶縁テープ１５０のホール１５１を介して外部に延長されてもよい。
上述のように、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００の製造方法によると、回路基板１３１にホールが形成されることで、セルタブと対向する電極タブに溶接棒が容易に近付くことができる。従って、電極タブを回路基板の外側まで延長したり突出させたりしなくても、回路基板上で電極タブとセルタブを容易に溶接することができる。
また、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００の製造方法によると、セルタブの端部が回路基板の一の面に形成された電極タブに溶接されるので、上記セルタブ及び電極タブが保護回路モジュール１３０の厚さを増加させなくなる。即ち、上記回路基板１３１の一の面には、上記セルタブ及び電極タブよりも厚い回路素子１３５が形成されているので、上記セルタブ及び電極タブによって保護回路モジュール１３０の厚さが増加しなくなる。
さらに、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００の製造方法によると、セルタブの端部にバリが形成されても、上記バリが回路基板１３１の一の面に位置するので、上記バリによって外装材１１１が損傷されない。
図９は、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパックの別の主要製造工程を示す断面図である。
図９に示すように、正極電極タブ１３３は、回路基板１３１に接続した第１領域１３３ａ、上記第１領域１３３ａの端部に略垂直方向に連結された第２領域１３３ｂ、上記第２領域１３３ｂに連結され、上記第１領域１３３ａと略平行する第３領域１３３ｃを含む。ここで、上記第１領域１３３ａは、上記回路基板１３１に形成されたホール１３２ａを覆う。
上記電極タブとセルタブ接続段階Ｓ２の前に、上記正極セルタブ１１２の端部が上記第１領域１３３ａと上記第３領域１３３ｃの間に挟まれるようにする。続いて、第１溶接棒２０１が上記回路基板１３１のホール１３２ａを介して上部に露出した第１領域１３３ａに接触するようにする。同時に、第２溶接棒２０２が上記第３領域１３３ｃに接触するようにする。続いて、上記第１溶接棒２０１及び上記第２溶接棒２０２に反対極性の電圧が印加されるようにすることで、上記正極電極タブ１３３及び上記正極セルタブ１１２が互いに溶接されるようにする。即ち、正極電極タブ１３３の第１領域１３３ａ及び第３領域１３３ｃが半溶融されて、上記正極電極タブ１３３が上記正極セルタブ１１２に溶接されるようにする。
このような電極タブの構造及び溶接方式は、電極タブとセルタブの材質が異なる場合に非常に有効である。一例として、上記正極電極タブ１３３がニッケルからなり、上記正極セルタブ１１２がアルミニウムからなる場合、通常の方式では、溶接が容易に行われない。例えば、上述した負極電極タブ１３４と負極セルタブ１１３の溶接方式は、上記正極電極タブ１３３と上記正極セルタブ１１２の溶接工程に同様に適用できない。即ち、抵抗溶接の特性上、二つの物質の材質が異なると、互いに溶接されない。実際、上述した負極電極タブ１３４と負極セルタブ１１３の溶接方式を正極電極タブ１３３と正極セルタブ１１２の溶接工程に適用する場合、溶接棒によって上記アルミニウム材質の正極セルタブ１１２にホールが形成されるだけで、相互間の溶接は行われない。
従って、本実施形態では、上述したように、第１領域１３３ａ及び第３領域１３３ｃを有するニッケル材質の正極電極タブ１３３を具備し、上記第１領域１３３ａ及び第３領域１３３ｃの間に上記アルミニウム材質の正極セルタブ１１２を挟んだ後、溶接を行う。上記第１溶接棒２０１はニッケル材質の第１領域１３３ａに接触し、上記第２溶接棒２０２は、ニッケル材質の第３領域１３３ｃに接触する。よって、上記第１領域１３３ａ及び第３領域１３３ｃのみ半溶融されて、上記第１領域１３３ａ及び第３領域１３３ｃが上記正極セルタブ１１２に溶接される。
上記段階Ｓ２の後には、上述したように正極セルタブ１１２を折曲することで、上記保護回路モジュール１３０を上記テラス１１４上の第１絶縁テープ１２０上に位置させる。この時、上記負極セルタブ１１３も一緒に折曲される。即ち、上記正極セルタブ１１２及び負極セルタブ１１３が同時に折曲されることで、保護回路モジュール１３０がテラス１１４上の第１絶縁テープ１２０上に位置する。
このように、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリーパック１００の製造方法によると、アルミニウム材質の正極セルタブ１１２が、ニッケル材質の正極電極タブ１３３を成す第１領域１３３ａと第３領域１３３ｃの間に挟まれた後、溶接されることで、上記アルミニウム材質の正極セルタブ１１２と上記ニッケル材質の正極電極タブ１３３の溶接が可能になる。上述したように、一般的に、アルミニウム材質の正極セルタブ１１２とニッケル材質の正極電極タブ１３３は、溶接性が非常に良くない。よって、本発明は、第１領域１３３ａ、第２領域１３３ｂ及び第３領域１３３ｃを有する正極電極タブ１３３を具備し、上記第１領域１３３ａ及び上記第３領域１３３ｃが同時に正極セルタブ１１２に半溶融されて溶接されるようにすることで、アルミニウム材質の正極セルタブ１１２とニッケル材質の正極電極タブ１３３を互いに溶接可能にする。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１００ バッテリーパック
１１０ バッテリーセル
１１１ 外装材
１１１ａ 金属箔
１１１ｂ、１１１ｃ 絶縁層
１１２ 正極セルタブ
１１２ａ 絶縁テープ
１１３ 負極セルタブ
１１３ａ 絶縁テープ
１１４ テラス
１１５ 折曲部
１１６ 電極組立体
１１６ａ 正極電極板
１１６ｂ セパレータ
１１６ｃ 負極電極板
１２０ 第１絶縁テープ
１３０ 保護回路モジュール
１３１ 回路基板
１３１ａ、１３１ｂ 切り欠き部
１３２ ホール
１３３ 正極電極タブ
１３３ａ 第１領域
１３３ｂ 第２領域
１３３ｃ 第３領域
１３４ 負極電極タブ
１３５ 回路素子
１３６ａ 正極端子
１３６ｂ 負極端子
１３７ 電源線
１４０ 第２絶縁テープ
１５０ 第３絶縁テープ
１５１ ホール

Claims (14)

  1. テラスを有する外装材、及び前記テラスを介して突出した少なくとも一つのセルタブを含むバッテリーセルと；
    前記テラスの上面側に位置する回路基板、前記回路基板に形成された少なくとも一つの電極タブ、及び前記回路基板に形成された少なくとも一つの回路素子からなる保護回路モジュールと；
    を含み、
    前記セルタブは、前記電極タブに接続され、
    前記回路基板には、少なくとも一つのホールが形成され、
    前記電極タブは、前記ホール上に形成され、
    前記電極タブ及び前記回路素子は、前記回路基板の上面に形成されることを特徴とするバッテリーパック。
  2. 前記電極タブの幅は、前記ホールの幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記電極タブの幅は、前記回路基板の幅と等しいか、または小さいことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  4. 前記電極タブは、平板の形態を有することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  5. 前記電極タブは、
    前記回路基板に接続された第１領域と；
    前記第１領域に垂直方向に連結された第２領域と；
    前記第２領域に連結されると共に、前記第１領域と平行する第３領域と；
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  6. 前記セルタブは、前記電極タブの第１領域と第３領域の間に挟まれることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
  7. 前記回路基板には、前記セルタブが通過する領域と対応する領域に切り欠き部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  8. 前記テラスの一の面は、前記外装材の一の面と同一面を成し、
    前記テラスの他の面は、前記外装材の他の面よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  9. 前記テラスと前記回路基板との間には、第１絶縁テープが介在することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  10. 前記バッテリーセルと前記保護回路モジュールの両端が第２絶縁テープにより覆われることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  11. 前記保護回路モジュールが位置する前記バッテリーセルの一端が第３絶縁テープにより覆われることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。
  12. テラスを有する外装材、及び前記テラスを介して突出した少なくとも一つのセルタブを含むバッテリーセルと、少なくとも一つのホールが形成された回路基板、前記ホールの上部に形成された電極タブ、及び前記回路基板に形成された少なくとも一つの回路素子からなる保護回路モジュールとをそれぞれ提供する段階と；
    前記電極タブと前記セルタブを互いに接続する段階と；
    前記保護回路モジュールが前記テラスの上面側に位置するように、前記セルタブを折曲する段階と；
    を含み、
    前記電極タブ及び前記回路素子は、前記回路基板の上面に形成されることを特徴とする、バッテリーパックの製造方法。
  13. 前記接続段階は、
    前記ホールを介して露出した前記電極タブに第１溶接棒を接触させると同時に、前記セルタブに第２溶接棒を接触させる段階と；
    前記第１溶接棒及び前記第２溶接棒に互いに異なる極性の電圧を提供する段階と；
    を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーパックの製造方法。
  14. 前記バッテリーセルと前記保護回路モジュールとをそれぞれ提供する段階では、
    前記バッテリーセルのテラス上に予め第１絶縁テープが付着することを特徴とする、請求項１２に記載のバッテリーパックの製造方法。
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