JP5229480B2 - 高出力充電式リチウム電池用ケース - Google Patents
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Description
より具体的に、本発明は、柔軟性を有する多数のリチウムポリマーユニットセルを保護する構造を有するとともに、体積を縮小するためにコンパクトな構造を有し、組立て工程が簡単であり、高出力充放電の際に発生する熱を最小化することができるケース構造に関するものである。
前記陽極及び陰極タブ13、14それぞれの外面の接続部の周囲には、密閉面12bと接触する部分において、前記ケース12と電極タブ13、14との間で電気的短絡を防止するために、密閉テープ15が巻き付けられている。
同図に示すように、前記ケース12は、中間層と、内側層及び外側層とからなる複合フィルムである。中間層は、金属ホイル、例えばアルミニウムホイルからなる。内側層及び外側層は、前記中間層の内面及び外面に付着されて、前記中間層を保護する絶縁性フィルムからなる。
このようなパウチ型リチウムポリマー電池は、容易に撓むか曲げることができる壊れやすいアルミニウムのパウチで構成され、そのパウチは堅固なケース装置で保護することにより長期間使用することができる。従来技術によれば、このような直列接続のために、各パウチの陽極タブ及び陰極タブを回路パターンの形成されたPCB(プリント基板)によって接続される。この接続されたパウチが、ケースに入れられる。
また、本発明の他の目的は、多数のリチウム電池ユニットセルを、別途の接続素子(device)なしに、積層と同時に接続させることができる積層構造を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、多数のリチウム電池ユニットセルを別途の固定装置なしに、容易に積層することができる積層構造を提供することにある。
前記電極タブは、前記折曲げ部をそれぞれ有する陽極タブと陰極タブからなり、前記ユニットセルが複数個積層されるとき、前記陽極タブと前記陰極タブの各折曲げ部が直接接続されることを特徴とする。
前記電極タブは、前記折曲げ部をそれぞれ有する陽極タブと陰極タブからなり、前記ユニットセルが複数個積層されるとき、前記陽極タブと前記陰極タブの各折曲げ部が直接接続されることを特徴とする。
また、本発明によれば、別途の接続装置なしに、多数のリチウム電池ユニットセルを積層するとともに、接続させることができる。
また、本発明によれば、別途の固定装置なしに、多数のリチウム電池ユニットセルを容易に積層することができる。
図3は、本発明によるリチウム電池ユニットセル31の斜視図である。
本発明によれば、リチウム電池ユニットセル31は、パウチ34と、一対の陽極タブ32及び陰極タブ33とを含む。パウチ34は、内部にリチウム2次電池構造を含む。それぞれ棚形状を有する陽極タブ32及び陰極タブ33は、パウチ34の一面に形成される。
陽極タブ32及び陰極タブ33は、それぞれ前記パウチ34内部の陽極板及び陰極板(図示せず)に接続されている。それらの端部は、それぞれ前記パウチ34に対し反対方向に折り曲げられている。
また、好ましくは、前記陽極タブ32はアルミニウムで、かつ前記陰極タブ33はニッケル又は銅で形成できる。
図4に示す第1ユニットセル31a及び第2ユニットセル31bは、同一形状を有する。それぞれの陽極タブの端部は、互いに反対方向に折り曲げられている。同様に、陰極タブの端部は、互いに反対方向に折り曲げられている。
一つのユニットセルが、同一形態の他のユニットセルに重ねられる時、後者のユニットセルは、裏返しにされる。すなわち、図4に示すようにユニットセルが重ねられる。それぞれの陽極タブ及び陰極タブが互いに交互に接続され、結局二つのユニットセルが直列で接続された形態になる。
第1ユニットセル31aの陽極タブ32aは、第2ユニットセル31bの陰極タブ32bに接続されている。
図4に示す積層構造には、必要に応じて、追加のユニットセルが積層できる。追加のユニットセルも、陽極タブと陰極タブが交互に接続されて直列接続される形態になるように積層される。
メインフレーム41は、パウチ支持フレーム47、放熱部46、及びタブ支持部42から構成される。パウチ支持フレーム47は、ユニットセルのパウチを支持する。放熱部46は、前記パウチ支持フレーム47の一側面に棚型に取り付けられている。タブ支持部42は、前記放熱部46の側壁に壁の形状に取り付けられ、ユニットセルの電極タブを支持する
パウチ支持フレーム47は、パウチを収容し、その外部面によってパウチを支持する役目をする。放熱部46は、パウチ内で発生する熱を放出させる役目をする。
図5に示すように、パウチ支持フレーム47は、その内部にパウチを収容するように、所定の深さを有することが望ましい。
好ましくは、パウチ支持フレーム47は、その内部に支持格子43を含み、支持格子43は、メインフレーム41に収容されるパウチを安定的に支える役目をする。
タブ支持部42は、ユニットセルの陽極タブ及び陰極タブを支持する役目をする。好ましくは、陽極タブ及び陰極タブをネジで固定するように、タブ固定部45を含むことができる。
また、タブ支持部42の両端部には、他のフレームとの接続の際、他のフレームのフレーム接続(連結)部と接続固定されるように、フレーム接続(連結)部48a、48bが形成される。好ましくは、メインフレーム41は、他のフレームとの接続のために、他のフレーム固定部44cを含むことができる。
カバーフレーム51は、メインフレーム41と同様に、パウチ支持フレーム57、放熱部56、及びタブ支持部52から構成される。パウチ支持フレーム57は、ユニットセルのパウチを支持する。放熱部56は、前記パウチ支持フレーム57の一側面に棚型に取り付けられる。タブ支持部52は、前記放熱部56の側壁に壁の形状に取り付けられ、ユニットセルの電極タブを支持する。
すなわち、メインフレーム41にユニットセルを収容し、カバーフレーム51はその上を覆って、ユニットセルを安定的にケーシングすることになる。
このような積層構造によって、メインフレーム41とカバーフレーム51間は、別途の固定装置や接続装置なしに安定的に接続固定できる。その構造内に柔軟性を有するユニットセルが挿入できる。
図8は、このような積層方式によって積層した複数のメインフレーム及びカバーフレーム、およびそれらの間に挿入されたユニットセルを含むリチウムバッテリーシステムの積層構造を示す斜視図である。
また、本発明によれば、多数のリチウム電池ユニットセルを別途の接続装置なしに、積層するとともに接続させることができる。
また、本発明によれば、多数のリチウム電池ユニットセルを別途の固定装置なしに、容易に積層することができる。
Claims (6)
- パウチと、該パウチの側面から突出し、一端部に折曲げ部を有する電極タブとを含むユニットセルの前記パウチを収容して支持するパウチ支持フレーム、
前記パウチ支持フレームの一面に形成され、前記パウチから発生する熱を排出する空間を定める棚型の放熱部、及び、
前記放熱部の一側に壁部を形成して、該壁部を前記電極タブの折曲げ部に接続し、前記ユニットセルの電極タブを支持するとともに、前記ユニットセルの電極タブのそれぞれをタブ固定部を用いて固定する壁型のタブ支持部、を含み、
前記電極タブは、前記折曲げ部をそれぞれ有する陽極タブと陰極タブからなり、前記ユニットセルが複数個積層されるとき、前記陽極タブと前記陰極タブの各折曲げ部が直接接続されることを特徴とするバッテリーケース。 - 前記ユニットセルの前記パウチ支持フレームは、その内部に、前記パウチを支持する支持格子を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーケース。
- 前記タブ支持部は、他のフレームのフレーム連結部に接続固定されるフレーム連結部を含むことを特徴とする請求項1に記載のバッテリーケース。
- それぞれが、
パウチと、該パウチの側面から突出し、一端部に折曲げ部を有する電極タブとを含むユニットセルの前記パウチを収容して支持するパウチ支持フレーム、
前記パウチ支持フレームの一面に形成され、前記パウチから発生する熱を排出する空間を定める棚型の放熱部、及び、
前記放熱部の一側に壁部を形成して、該壁部を前記電極タブの折曲げ部に接続し、前記ユニットセルの電極タブを支持するとともに、前記ユニットセルの電極タブのそれぞれをタブ固定部を用いて固定する壁型のタブ支持部を、含む一対のケース、から構成され、
前記一対のケースは、それぞれの前記パウチ支持フレーム及び前記タブ支持部に形成されたフレーム連結部によって互いに固定され、
前記電極タブは、前記折曲げ部をそれぞれ有する陽極タブと陰極タブからなり、前記ユニットセルが複数個積層されるとき、前記陽極タブと前記陰極タブの各折曲げ部が直接接続されることを特徴とするバッテリーケース。 - 前記パウチ支持フレームは、その内部に支持格子を含むことを特徴とする請求項4に記載のバッテリーケース。
- 前記タブ支持部は、他のケースのフレーム連結部に接続固定されるフレーム連結部を含むことを特徴とする請求項4に記載のバッテリーケース
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