JP6425215B2 - 二次電池フレーム及びそれを含むバッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池フレーム及びそれを含むバッテリーパックに関し、より詳しくは、パウチ型二次電池をパッケージするために使用される二次電池フレーム及びそれを含むバッテリーパックに関する。
本出願は、２０１３年９月１０日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１０８４１８号及び２０１４年９月４日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−０１１７８７３号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能二次電池に対する研究が活発に行われている。
現在、商用化されている二次電池としてはニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などが挙げられるが、そのうちリチウム二次電池は、ニッケル系列の二次電池に比べてメモリー効果が殆ど起きないため充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
一方、近年、炭素エネルギーが徐々に枯渇し、環境に対する関心が高まるとともに、米国、欧州、日本、韓国を含めて全世界的にハイブリッド自動車と電気自動車に対する需要が徐々に伸びている。ハイブリッド自動車や電気自動車は、バッテリーパックの充放電エネルギーを使用して車両駆動力を得るため、エンジンのみを使用する自動車に比べて燃費に優れ、公害物質を排出しないか又は減少できるという点で多くの消費者に良い反応を得ている。したがって、ハイブリッド自動車や電気自動車の核心的部品である車両用バッテリーにより多くの関心と研究が集中されている。
図１は従来技術によるバッテリーパックの構成を概略的に示した分解斜視図である。図１を参照すれば、従来技術によるバッテリーパック１０はパウチ型二次電池１２、保護回路１３、ラベルフィルム１４及びフレーム１１を含む。
パウチ型二次電池１２は、正極板、分離膜及び負極板を含む単位セルが少なくとも２個以上積層されたセルアセンブリが上部及び下部パウチフィルムの間に介在され、上部及び下部パウチフィルムが熱融着されて製造される。このとき、一般的なパウチフィルムは軟性が高くて薄いアルミニウム金属から製造されるため、パウチ型二次電池１２は円筒形や角形に比べて外部衝撃などによりその形状が変形され易いという短所がある。
したがって、パウチ型二次電池１２を用いてバッテリーパック１０を製造する場合、パウチ型二次電池１２の形態を維持して外部の衝撃などから内部のセルアセンブリを保護することを目的に、パウチ型二次電池１２をフレーム１１に取り付けてバッテリーパック１０を製造する。
保護回路１３は、パウチ型二次電池１２の運用上生じ得る事故などからパウチ型二次電池１２の破損を防止するか、又は、バッテリーパック１０のユーザを保護する役割をする。
フレーム１１は、パウチ型二次電池１２の外形を維持し、外力による衝撃などから二次電池及び二次電池に必要な多様な回路素子などを保護する役割をする。すなわち、上述したように、パウチ型二次電池１２は円筒形や角形二次電池より外部形状が変形され易いため、パウチ型二次電池１２の外面を囲むフレーム１１が使用される。
ラベルフィルム１４は、パウチ型二次電池１２とフレーム１１との間の結合力を高め、外部の異物がパウチ型二次電池１２とフレーム１１との結合部位またはフレーム内部に入ることを防止する役割をする。
一方、バッテリーパック１０は主に携帯用電子機器などに使用されるため、バッテリーパック１０の大きさは制限されてしまう。すなわち、バッテリーパック１０の大きさが携帯用電子機器の筐体空間より大きければ、バッテリーパック１０を携帯用電子機器に装着できない状況が生じ得る。
ここで、バッテリーパック１０の大きさは主にパウチ型二次電池１２の大きさとフレーム１１の大きさにより決定される。ところが、フレーム１１の規格は一定に管理することが容易である一方、フレーム１１がラベルフィルム１４によって包まれた後はバッテリーパックの規格を一定に管理することが容易ではない。すなわち、ラベルフィルム１４の厚さの相違、または、ラベルフィルム１４とフレーム１１との密着程度によってバッテリーパックの大きさが変わり得る。それにより、バッテリーパックの寸法を管理し難い状況が生じる恐れがある。
さらに、非正常的な状況により、二次電池１２の翼折り畳み部ｗが広がる現象が生じれば、二次電池１２の外面を囲むフレーム１１が変形する恐れがある。このようなフレーム１１の変形によってバッテリーパック全体が大きくなり、バッテリーパックの寸法を管理し難い状況が生じ得る。図２を参照してより詳しく説明する。
図２は従来技術による二次電池の翼折り畳み部が変形した様子を示した図である。すなわち、図２は、図１の二次電池を図１の背面（矢印Ａ方向）から眺めた図であると言える。
図２を参照すれば、パウチ型二次電池１２の翼折り畳み部ｗが外側に広がった様子が示されている。フレーム１１の内部に収納されたパウチ型二次電池１２がこのように変形する場合、フレーム１１の側面には外側へと圧力が加えられるようになる。したがって、フレーム１１が外側に膨張する恐れがある。したがって、バッテリーパックが全体的に大きくなり、寸法管理が困難になる恐れがある。
外にも、膨潤現象などによってパウチ型二次電池１２が膨張し、フレーム１１が変形することもある。これについては図３を参照して説明する。
図３は従来技術によるバッテリーパックが変形した状態を概略的に示した正断面図である。
図３を参照すれば、フレーム１１に収納されたパウチ型二次電池１２の側面が膨張し、フレーム１１の側面が変形した状態である。ここで、フレーム１１を囲む点線Ｌは従来技術によるバッテリーパック１０の最大公差を示す。すなわち、図示されたように点線Ｌ範囲内はフレーム１１が変形しても許容される寸法範囲内であるが、点線Ｌの範囲を超える場合は許容寸法範囲から外れてバッテリーパック１０を携帯用電子機器に装着し難く、電子機器に装着した場合はバッテリーパックが離脱する恐れがあり、外部衝撃によって二次電池が損傷され易い状況になり得る。
しかし、従来は二次電池の保護機能を中心にフレーム１１に対する研究が行われてきただけで、寸法管理機能に関する研究は不充分であった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パウチ型二次電池の大きさなどの差異に係わらず、寸法安定性が向上して二次電池保護効果に優れた二次電池フレームを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明による二次電池フレームは、パウチ型二次電池をパッケージするために使用される二次電池フレームであって、前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体；及び前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成されて、前記フレーム本体の外側に突出する突出部を含むことを特徴とする。
望ましくは、前記突出部は、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角のうち少なくとも１つの角に形成される。
より望ましくは、前記突出部は、前記左側プレートの上端と下端及び前記右側プレートの上端と下端に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記上側プレートの左端と右端及び前記下側プレートの左端と右端に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記左側プレートの上端と下端、前記右側プレートの上端と下端、前記上側プレートの左端と右端、及び前記下側プレートの左端と右端に形成される。
より望ましくは、前記左側プレートの上端に形成された突出部と前記上側プレートの左端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第１突出部を形成し、前記右側プレートの上端に形成された突出部と前記上側プレートの右端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第２突出部を形成し、前記左側プレートの下端に形成された突出部と前記下側プレートの左端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第３突出部を形成し、前記右側プレートの下端に形成された突出部と前記下側プレートの右端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第４突出部を形成する。
より望ましくは、前記第１突出部、第２突出部、第３突出部及び第４突出部のうち少なくとも１つの突出部の角の少なくとも一部分はラウンド形状を有する。
また望ましくは、前記突出部は、前記フレーム本体と一体的に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記フレーム本体の厚さより厚い。
また望ましくは、前記フレーム本体及び前記突出部はプラスチック材質からなる。
本発明によるバッテリーパックは、パウチ型二次電池；前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体と、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成されて、前記フレーム本体の外側に突出する突出部とを含む二次電池フレーム；及び前記電極リードと電気的に連結される保護回路を含むことを特徴とする。
望ましくは、前記突出部は、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角のうち少なくとも１つの角に形成される。
より望ましくは、前記突出部は、前記左側プレートの上端と下端及び前記右側プレートの上端と下端に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記上側プレートの左端と右端及び前記下側プレートの左端と右端に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記左側プレートの上端と下端、前記右側プレートの上端と下端、前記上側プレートの左端と右端、及び前記下側プレートの左端と右端に形成される。
より望ましくは、前記左側プレートの上端に形成された突出部と前記上側プレートの左端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第１突出部を形成し、前記右側プレートの上端に形成された突出部と前記上側プレートの右端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第２突出部を形成し、前記左側プレートの下端に形成された突出部と前記下側プレートの左端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第３突出部を形成し、前記右側プレートの下端に形成された突出部と前記下側プレートの右端に形成された突出部とが相互連結されて１つの第４突出部を形成する。
より望ましくは、前記第１突出部、第２突出部、第３突出部及び第４突出部のうち少なくとも１つの突出部の角の少なくとも一部分はラウンド形状を有する。
また望ましくは、前記突出部は、前記フレーム本体と一体的に形成される。
また望ましくは、前記突出部は、前記フレーム本体の厚さより厚い。
また望ましくは、前記フレーム本体及び前記突出部はプラスチック材質からなる。
本発明によれば、寸法管理能力が向上した二次電池フレーム及びそれを含むバッテリーパックを提供することができる。
より具体的に、本発明によれば、二次電池フレームに突出部が形成され、このような突出部の大きさほどの寸法管理範囲を確保することができる。一例として、本発明によれば、ラベルフィルムが包まれる前とラベルフィルムが包まれた後のバッテリーパックの大きさが同一であるため、バッテリーパックの製造者はラベルフィルムの規格などによる寸法変化を考慮する必要がない。
また、パウチ型二次電池の寸法管理のための付加的な後続工程が不要であるため、パウチ型二次電池の製造工程が簡素化できる。例えば、寸法管理のためにパウチ型二次電池を切り取る工程を繰り返すか、または、パウチ型二次電池のシール部を折り曲げる工程を繰り返す必要がなくなる。
さらに、寸法安定性の増加によってバッテリーパックの生産性が増大される。すなわち、パウチ型二次電池の寸法公差が増加するため、従来技術によれば不良品として取り扱われるパウチ型二次電池も本発明によれば不良品ではなく正常品として取り扱われることになる。
また、バッテリーパックの使用中に二次電池の内部でガスが発生して二次電池の体積が増加する場合にも、突出部による剰余空間によって寸法安定性を確保することができる。
そして、このように寸法安定性が確保された二次電池フレームによって、二次電池の離脱や外部露出を抑制して二次電池を保護することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
従来技術によるバッテリーパックの構成を概略的に示した分解斜視図である。 従来技術による二次電池の翼折り畳み部が変形した様子を示した図である。 従来技術によるバッテリーパックが変形した状態を概略的に示した正断面図である。 本発明の一実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明の一実施例による二次電池フレームをラベルフィルムで包む様子を示した図である。 図５の二次電池フレームがラベルフィルムによって包まれた後の様子を示した図である。 図６のＤ部分の断面図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーパックが変形した状態を概略的に示した正断面図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームをラベルフィルムで包む様子を示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームをラベルフィルムで包む様子を示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。 図１６の側面図である。 本発明のさらに他の実施例によるフレーム一部の拡大図である。 本発明のさらに他の実施例によるフレームを概略的に示した図である。 本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックを概略的に示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明に関連する公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。本発明の実施形態は通常の技術者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであるため、図面における構成要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張され得る。
図４は本発明の一実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。
図４を参照すれば、本発明の一実施例による二次電池フレーム１１０は、フレーム本体１１１及び突出部１１２を含む。二次電池フレーム１１０は、パウチ型二次電池をパッケージするために使用される。ここで、パウチ型二次電池は、電極リードが一端に取り付けられたセルアセンブリを内蔵し、電極リードが外部に露出するようにパウチ包装材でセルアセンブリを包んだ後、セルアセンブリの周辺に沿ってパウチ包装材を熱融着して製造することができる。
フレーム本体１１１は、パウチ型二次電池の外面を囲んでパウチ型二次電池を保護する。このようなフレーム本体１１１は、上側プレート１１１ａ、左側プレート１１１ｃ、右側プレート１１１ｄ及び下側プレート１１１ｂを含む。ここで、上側プレート１１１ａは、パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出する周縁領域を囲む部分になり得る。左側プレート１１１ｃは上側プレート１１１ａの左側端に連結され、右側プレート１１１ｄは上側プレート１１１ａの右側端に連結される。下側プレート１１１ｂは左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄの下端に連結される。したがって、フレーム本体１１１は基本的にパウチ型二次電池の４つの面を囲むことができる。このとき、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち少なくとも１つに保護回路１３０が備えられても良い。
ただし、このような構成は一例に過ぎないため、パウチ型二次電池の５面または６面を囲む構成にすることもできる。
特に、本発明の一実施例によれば、突出部１１２は、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃまたは右側プレート１１１ｄでフレーム本体１１１の外部方向に突き出されるように形成されることができる。
図４には、左側プレート１１１ｃの上端と下端にそれぞれ１個ずつ突出部１１２が形成され、右側プレート１１１ｄの上端と下端にそれぞれ１個ずつ突出部１１２が形成された実施例が示されている。突出部１１２は、フレーム本体１１１の外部に突出して一定空間を占めるようになり、突出部１１２の最外郭の接線が作る仮想の延長線Ｃは寸法管理のための剰余空間を提供する。寸法管理のための剰余空間は、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０を囲むか、又は、二次電池フレーム１１０が多様な原因で膨張しても寸法管理できるようにする。ここで、二次電池フレーム１１０が膨張する例としては、二次電池フレーム１１０に収納されるパウチ型二次電池が製造過程でやや大きく製造された場合、パウチ型二次電池の翼折り畳み部が広がった場合、パウチ型二次電池がパウチ型二次電池内部の化学作用によって膨れ上がる場合などがあり得る。
図５は本発明の一実施例による二次電池フレームをラベルフィルムで包む様子を示した図であり、図６は図５の二次電池フレームがラベルフィルムによって包まれた後の様子を示した図であり、図７は図６のＤ部分の断面図である。
まず、図５を参照すれば、二次電池フレーム１１０の外部を包むためのラベルフィルム１４０が用意されている。ラベルフィルム１４０には接着剤が塗布されており、前記ラベルフィルム１４０が図５の矢印方向に折り畳まれれば、ラベルフィルム１４０は二次電池フレーム１１０と二次電池１２０を包みながら二次電池フレーム１１０と二次電池１２０に接着される。
図６及び図７を参照すれば、このようなラベルフィルム１４０によって二次電池フレーム１１０及び二次電池１２０が包まれた様子が示されている。特に、図７を参照すれば、寸法管理のための剰余空間の存在によって、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０を包んだ後にも側面方向の寸法管理が可能な様子が示されている。すなわち、突出部１１２によって形成された剰余空間の幅Ｄ１ほど予め確保されているため、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０を包んだ後にもバッテリーパックの側面方向の大きさが変化しない。換言すれば、剰余空間の幅Ｄ１がラベルフィルム１４０の厚さＤ２より大きいため、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０を包んだ後にもバッテリーパックの側面方向の大きさが変化しない。
図８は、本発明の他の実施例によるバッテリーパックが変形した状態を概略的に示した正断面図である。
図８を参照すれば、二次電池１２０が膨張しても突出部１１２によってどのように寸法管理が可能であるかが明確に理解でき、図３と比べればさらに理解し易い。図３の場合、フレーム本体１１１を基準に最大公差の範囲が決定されるが、図８の場合は突出部１１２の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定される。したがって、本発明による二次電池フレーム１１０が適用されたバッテリーパック１００は二次電池フレーム１１０が膨張しても突出部１１２によって膨張の影響を低減させることができる。それにより、膨張したバッテリーパック１００が最大公差の範囲を外れないようになるため、寸法安定性を増大させることができる。
一方、上記の実施例では左側プレート１１１ｃの上端と下端、右側プレート１１１ｄの上端と下端に突出部１１２が形成された構成になっているが、これは一例に過ぎず、他にも多様な位置及び／または個数及び／または形態の突出部１１２が形成され得る。
望ましくは、突出部１１２は、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角のうち少なくとも１つの角に設けることができる。
ここで、隣接する２つのプレートとは、上側プレート１１１ａと左側プレート１１１ｃ、上側プレート１１１ａと右側プレート１１１ｄ、下側プレート１１１ｂと左側プレート１１１ｃ、及び下側プレート１１１ｂと右側プレート１１１ｄを意味する。
したがって、隣接する２つのプレートによって形成される４つの角とは、上側プレート１１１ａと左側プレート１１１ｃによって形成される角、上側プレート１１１ａと右側プレート１１１ｄによって形成される角、下側プレート１１１ｂと左側プレート１１１ｃによって形成される角、及び下側プレート１１１ｂと右側プレート１１１ｄによって形成される角を意味する。
図４の実施例によれば、上側プレート１１１ａと左側プレート１１１ｃによって形成される角に１つの突出部１１２が形成され、上側プレート１１１ａと右側プレート１１１ｄによって形成される角に１つの突出部１１２が形成され、下側プレート１１１ｂと左側プレート１１１ｃによって形成される角に１つの突出部１１２が形成され、下側プレート１１１ｂと右側プレート１１１ｄによって形成される角に１つの突出部１１２が形成される。すなわち、結果的に４つの角に突出部１１２が１つずつ形成される。
ただし、これは一例に過ぎず、４つの角のうちいずれか１つの角のみに突出部１１２が形成される場合、２つの角に突出部１１２が形成される場合など多様な実施例が存在し得る。
より望ましくは、突出部１１２は、左側プレート１１１ｃの上端と下端及び右側プレート１１１ｄの上端と下端に設けることができる。すなわち、図４に示されたように突出部１１２が形成される。このような実施例によれば、左側プレート１１１ｃの上端に形成される突出部１１２の接線と下端に形成される突出部１１２の接線との共通接線に沿って左側プレート１１１ｃの左側に寸法管理のための剰余空間が形成される。同様に、右側プレート１１１ｄの右側にも寸法管理のための剰余空間が形成される。したがって、このような実施例によれば、左右側面方向の寸法管理が容易であるという長所がある。
図９は本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図であり、図１０は本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームをラベルフィルムで包む様子を示した図である。
図９及び図１０を参照すれば、突出部１１２は、上側プレート１１１ａの左端と右端及び下側プレート１１１ｂの左端と右端に設けることができる。この場合、上側プレート１１１ａの左端と右端及び下側プレート１１１ｂの左端と右端に形成された突出部１１２によって上側及び下側に剰余空間が形成される。すなわち、上側プレート１１１ａの左端に形成される突出部１１２の接線と右端に形成される突出部１１２の接線との共通接線に沿って上側プレート１１１ａの上側に寸法管理のための剰余空間が形成される。同様に、下側プレート１１１ｂの下側にも寸法管理のための剰余空間が形成される。したがって、このような実施例によれば、上下側面（図１０の矢印参照）でラベルフィルム１４０を包む場合にも寸法管理が可能であり、二次電池フレーム１１０が上下側に膨張しても寸法管理の容易であるという長所がある。一方、図示していないが、ラベルフィルムの一部は電極タブまたは電極リードが外部に露出できるように空きスペースが形成されるか又は切開され得る。
図１１は本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図であり、図１２は本発明のさらに他の実施例によるフレームをラベルフィルムで包む様子を示した図である。
図１１及び図１２を参照すれば、突出部１１２は、左側プレート１１１ｃの上端と下端、右側プレート１１１ｄの上端と下端、上側プレート１１１ａの左端と右端、及び下側プレート１１１ｂの左端と右端に設けることができる。このような実施例によれば、左側プレート１１１ｃの左側、右側プレート１１１ｄの右側、上側プレート１１１ａの上側、及び下側プレート１１１ｂの下側にそれぞれ寸法管理のための剰余空間が形成される。
このとき、ラベルフィルム１４０は、図１２に示されたように、左右側から折り畳まれて二次電池フレーム１１０を包み、上下側から折り畳まれて二次電池フレーム１１０を包むことで、二次電池フレーム１１０を囲むことができる。
したがって、このような実施例によれば、二次電池フレーム１１０が左右側及び上下側からラベルフィルム１４０で包まれる場合にも寸法管理が可能であり、左右側に膨張する場合も上下側に膨張する場合も全て寸法管理が可能である。一方、図示していないが、ラベルフィルムの一部は電極タブが外部に露出できるように空きスペースが形成されるか又は切開され得る。
図１３は、本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。
図１３を参照すれば、左側プレート１１１ｃの上端に形成された突出部１１２と上側プレート１１１ａの左端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第１突出部を形成し、右側プレート１１１ｄの上端に形成された突出部１１２と上側プレート１１１ａの右端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第２突出部を形成し、左側プレート１１１ｃの下端に形成された突出部１１２と下側プレート１１１ｂの左端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第３突出部を形成し、右側プレート１１１ｄの下端に形成された突出部１１２と下側プレート１１１ｂの右端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第４突出部を形成することができる。
このような実施例によれば、４つの突出部１１２のみで８つの突出部１１２が形成された図１２の実施例と同じ効果を奏し得る。
一方、ここで、第１突出部、第２突出部、第３突出部または第４突出部の角の少なくとも一部分はラウンド形状を有し得る。
図１４は、本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。
図１４を参照すれば、第１突出部、第２突出部、第３突出部及び第４突出部の角の一部はラウンド形状を有している。角の一部がラウンド形状になっていることで、外部の他の構成要素、例えば電子機器との摩擦による損傷を防止することができる。
一方、図１４の実施例では、４つの突出部１１２全部の角の一部がラウンド形状を有しているが、これは一例に過ぎず、角にラウンド形状を有しない突出部１１２が含まれ得ることは勿論である。
また望ましくは、突出部１１２は、フレーム本体１１１と一体的に設けることができる。図１５を参照して詳しく説明する。
図１５は、本発明のさらに他の実施例による二次電池のフレームを概略的に示した図である。
図１５を参照すれば、第１突出部、第２突出部、第３突出部及び第４突出部はフレーム本体１１１と一体的に形成される。このような実施例によれば、突出部１１２がフレームと同時に製造されて製造工程が簡素化でき、フレーム本体１１１と突出部１１２との結合力が増大して耐久性が強化するという長所がある。
ただし、図１５では突出部１１２全てがフレーム本体１１１と一体的に形成されているが、これは一例に過ぎず、フレーム本体１１１と一体的に形成されない突出部１１２が含まれ得ることは勿論である。
一方、図１５の実施例において、突出部１１２には空隙部Ｈが形成されている。このような空隙部Ｈは、突出部１１２の内部に空いた空間を形成する。このような空隙部Ｈは、二次電池の膨張による二次電池フレーム１１０の変形に対する緩衝役割をするだけでなく、二次電池フレーム１１０の落下などの原因によって二次電池フレーム１１０に加えられ得る衝撃を緩和する役割をする。
図１６は本発明のさらに他の実施例による二次電池のフレームを概略的に示した図であり、図１７は図１６の側面図である。
図１６及び図１７を参照すれば、突出部１１２の厚さｔ２はフレーム本体１１１の厚さｔ１より厚い。このような実施例によれば、フレーム本体の厚さ方向を包むラベルフィルム１４０の厚さによりバッテリーパックの規格が変わることを防止することができる。また、このような実施例によれば、パウチ型二次電池１２０が厚さ方向に膨張する場合などにも寸法管理が可能である。突出部１１２の厚さとフレーム本体１１１の厚さとの差ほど厚さ方向に寸法管理のための剰余空間が形成されるためである。このように厚さ方向に対する寸法管理を効果的にするため、フレーム本体１１１の正面及び／または背面にプレートを形成する実施例も可能である。
また望ましくは、フレーム本体１１１及び突出部１１２はプラスチック材質からなり得る。このような実施例によれば、プラスチック成形によってフレーム本体１１１及び突出部１１２を製造できるため、製造が容易である。特に、フレーム本体１１１と突出部１１２とを一体的に形成する実施例の場合、一回のプラスチック成形工程で二次電池フレーム１１０を製造することができる。
また望ましくは、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち少なくとも１つの角の少なくとも一部分はラウンド形状を有し得る。
図１８は、本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームの一部の拡大図である。より具体的に、図１８は、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち１つである左側プレート１１１ｃの一部を拡大した図であって、図６のＤ部分に対応する部分であると言える。
図１８を参照すれば、左側プレート１１１ｃの角はラウンド形状を有している。このように、左側プレート１１１ｃの角がラウンド形状を有している場合、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０により容易に接着することができる。すなわち、左側プレート１１１ｃの角がラウンド形状を有している場合、ラベルフィルム１４０は左側プレート１１１ｃの角部分で折り曲げられる代わりにスムーズに曲がりながら接着することができる。したがって、このようなラウンド形状の角は、ラベルフィルム１４０が浮き上がることを防止することができる。ラベルフィルム１４０が浮き上がる場合、浮き上がる方向の寸法が変化し得るため、ラベルフィルム１４０は浮き上がらないことが望ましい。
また望ましくは、突出部１１２の少なくとも一面には突出部１１２から突出した係止突起１１２ｓを設けることができる。係止突起１１２ｓは、突出部１１２の少なくとも一面から突出してラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０の外部方向に浮き上がることを防止又は最小化することができる。
また図１８を参照すれば、左側プレート１１１ｃの下端に形成された突出部１１２に係止突起１１２ｓが形成されたことが確認できる。このような係止突起１１２ｓは、ラベルフィルム１４０が二次電池フレーム１１０から浮き上がっても、係止突起１１２ｓに引っ掛かって突出部１１２の剰余空間から外れることを防止できる。すなわち、ラベルフィルム１４０が浮き上がっても寸法変化を防止することができる。
また望ましくは、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち少なくとも１つには保護回路１３０を実装するための載置部を設けることができる。
図１９は、本発明のさらに他の実施例による二次電池フレームを概略的に示した図である。図１９を参照すれば、本発明のさらに他の実施例による二次電池フレーム１１０の上側プレート１１１ａには保護回路１３０を実装するための載置部１１１Ｒが設けられている。
図１９において、載置部１１１Ｒは、上側プレート１１１ａの一部が窪んで形成された空間に形成される。すなわち、上側プレート１１１ａが外部より窪んで形成された層上に保護回路１３０を実装することができる。このとき、保護回路１３０の一面には二次電池１２０の電極タブが取り付けられ、保護回路１３０は一面に電極タブが取り付けられた状態で１８０度回転して（図２０の矢印）上側プレート１１１ａの載置部１１１Ｒに載置される。
一方、図１９では、上側プレート１１１ａに載置部１１１Ｒが形成された実施例を示したが、載置部の位置が限定されることはない。すなわち、載置部は、上側プレート以外のプレートにも形成され得るが、図１９のように電極タブが露出する方向に位置するプレートに形成されることが望ましい。
図２０は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを概略的に示した図である。
図２０を参照すれば、本発明によるバッテリーパック１００はパウチ型二次電池１２０、二次電池フレーム１１０及び保護回路１３０を含む。
パウチ型二次電池１２０は、電極リードが一端に取り付けられたセルアセンブリを内蔵し、電極リードが外部に露出するようにパウチ包装材でセルアセンブリを包んだ後、セルアセンブリの周辺に沿ってパウチ包装材を熱融着して製造される。
保護回路１３０は、バッテリーパック１００を過充電、過放電などから保護するための回路であって、パウチ型二次電池１２０の電極リードと電気的に連結される。保護回路１３０には、バッテリーパック１００を保護するため、ヒューズ素子、電圧及び／または電流測定素子などが含まれ得る。このような保護回路１３０の機能及び構成は本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者であれば分かることであるため、詳しい説明は省略する。
本発明によるバッテリーパック１００に備えられた二次電池フレーム１１０の特徴については、上述した説明がそのまま適用され得るため、詳しい説明は省略する。
二次電池フレーム１１０は、フレーム本体１１１及び突出部１１２を含む。フレーム本体１１１は、パウチ型二次電池１２０の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート１１１ａ、上側プレート１１１ａの左側端に連結される左側プレート１１１ｃ、上側プレート１１１ａの右側端に連結される右側プレート１１１ｄ、及び左側プレート１１１ｃの下端に連結され、右側プレート１１１ｄの下端に連結される下側プレート１１１ｂを含む。突出部１１２は、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち少なくとも１つからフレーム本体１１１の外側に突出するように形成される。
望ましくは、突出部１１２は、上側プレート１１１ａ、下側プレート１１１ｂ、左側プレート１１１ｃ及び右側プレート１１１ｄのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角のうち少なくとも１つの角に形成される。
より望ましくは、突出部１１２は、左側プレート１１１ｃの上端と下端及び右側プレート１１１ｄの上端と下端に形成される。
また望ましくは、突出部１１２は、上側プレート１１１ａの左端と右端及び下側プレート１１１ｂの左端と右端に形成される。
また望ましくは、突出部１１２は、左側プレート１１１ｃの上端と下端、右側プレート１１１ｄの上端と下端、上側プレート１１１ａの左端と右端、及び下側プレート１１１ｂの左端と右端に形成される。
より望ましくは、左側プレート１１１ｃの上端に形成された突出部１１２と上側プレート１１１ａの左端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第１突出部を形成し、右側プレート１１１ｄの上端に形成された突出部１１２と上側プレート１１１ａの右端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第２突出部を形成し、左側プレート１１１ｃの下端に形成された突出部１１２と下側プレート１１１ｂの左端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第３突出部を形成し、右側プレート１１１ｄの下端に形成された突出部１１２と下側プレート１１１ｂの右端に形成された突出部１１２とが相互連結されて１つの第４突出部を形成する。
より望ましくは、第１突出部、第２突出部、第３突出部及び第４突出部のうち少なくとも１つの突出部１１２の角の少なくとも一部分はラウンド形状を有する。
また望ましくは、突出部１１２は、フレーム本体１１１と一体的に形成される。
また望ましくは、突出部１１２は、フレーム本体１１１の厚さより厚い。
また望ましくは、フレーム本体１１１及び突出部１１２はプラスチック材質からなる。
本明細書の個別的な実施例で説明された特徴は、単一実施例として組み合わせられて具現され得る。逆に、本明細書において単一実施例で説明された多様な特徴は個別的に多様な実施例として具現されるか、又は、適切な副結合（サブコンビネーション）として具現され得る。
本発明に対する詳細な説明または図面において、上、下、左、右、内、外などのような用語の使用は１つの要素を他の要素と相対的に区分するために用いられ、説明の効率性を高めるための道具的な概念であるだけで、物理的な位置、先後関係などを絶対的な基準によって区分するために用いられた概念として解釈されてはならない。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
１０ バッテリーパック
１１ フレーム
１２ パウチ型二次電池
１３ 保護回路
１４ ラベルフィルム
１１０ 二次電池フレーム
１１１ フレーム本体
１１１ａ 上側プレート
１１１ｂ 下側プレート
１１１ｃ 左側プレート
１１１ｄ 右側プレート
１１１Ｒ 載置部
１１２ 突出部
１１２ｓ 係止突起
１２０ パウチ型二次電池
１３０ 保護回路
１４０ ラベルフィルム

Claims (12)

  1. パウチ型二次電池をパッケージするために使用される二次電池フレームであって、
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体；
    前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部；を含み、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記左側プレートの上端と下端及び前記右側プレートの上端と下端のみに形成されており、
    前記左側プレートの左側及び前記右側プレートの右側には、前記突出部によって寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記二次電池フレームの外部を包むためのラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とする二次電池フレーム。
  2. パウチ型二次電池をパッケージするために使用される二次電池フレームであって、
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体；
    前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部；を含み、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記上側プレートの左端と右端及び前記下側プレートの左端と右端のみに形成されており、
    前記上側プレートの上側及び前記下側プレートの下側には、前記突出部によって寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記二次電池フレームの外部を包むためのラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とする二次電池フレーム。
  3. パウチ型二次電池をパッケージするために使用される二次電池フレームであって、
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体；
    前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部；を含み、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記左側プレートの上端と下端、前記右側プレートの上端と下端、前記上側プレートの左端と右端、及び前記下側プレートの左端と右端のみに形成されており、
    前記左側プレートの左側、前記右側プレートの右側、前記上側プレートの上側及び前記下側プレートの下側には、それぞれ、寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記二次電池フレームの外部を包むためのラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とする二次電池フレーム。
  4. 前記突出部が、前記フレーム本体と一体的に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二次電池フレーム。
  5. 前記突出部が、前記フレーム本体の厚さより厚いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二次電池フレーム。
  6. 前記フレーム本体及び前記突出部がプラスチック材質からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二次電池フレーム。
  7. パウチ型二次電池；
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体と、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部とを含む二次電池フレーム；
    前記二次電池フレームの外部を包むラベルフィルム；
    前記電極リードと電気的に連結される保護回路；を含むことを特徴とするバッテリーパックであって、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記左側プレートの上端と下端及び前記右側プレートの上端と下端のみに形成されており、
    前記左側プレートの左側及び前記右側プレートの右側には、前記突出部によって寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記ラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とするバッテリーパック。
  8. パウチ型二次電池；
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体と、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部とを含む二次電池フレーム；
    前記二次電池フレームの外部を包むラベルフィルム；
    前記電極リードと電気的に連結される保護回路；を含むことを特徴とするバッテリーパックであって、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記上側プレートの左端と右端及び前記下側プレートの左端と右端のみに形成されており、
    前記上側プレートの上側及び前記下側プレートの下側には、前記突出部によって寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記ラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とするバッテリーパック。
  9. パウチ型二次電池；
    前記パウチ型二次電池の周縁領域のうち電極リードが露出した周縁領域を囲む上側プレート、前記上側プレートの左側端に連結される左側プレート、前記上側プレートの右側端に連結される右側プレート、及び前記左側プレートの下端に連結され、前記右側プレートの下端に連結される下側プレートを含むフレーム本体と、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち少なくとも１つに形成され、前記フレーム本体の外側に突出する突出部とを含む二次電池フレーム；
    前記二次電池フレームの外部を包むラベルフィルム；
    前記電極リードと電気的に連結される保護回路；を含むことを特徴とするバッテリーパックであって、
    前記突出部が、前記上側プレート、前記下側プレート、前記左側プレート及び前記右側プレートのうち隣接する２つのプレートによって形成される４つの角に位置しており、かつ、前記左側プレートの上端と下端、前記右側プレートの上端と下端、前記上側プレートの左端と右端、及び前記下側プレートの左端と右端のみに形成されており、
    前記左側プレートの左側、前記右側プレートの右側、前記上側プレートの上側及び前記下側プレートの下側には、それぞれ、寸法管理のための剰余空間が形成され、
    前記突出部によって形成された前記剰余空間の幅が、前記ラベルフィルムの厚さより大きく形成され、
    前記突出部の最外郭の接線が作る仮想の延長線を基準に最大公差の範囲が決定されることを特徴とするバッテリーパック。
  10. 前記突出部が、前記フレーム本体と一体的に形成されることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  11. 前記突出部が、前記フレーム本体の厚さより厚いことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
  12. 前記フレーム本体及び前記突出部がプラスチック材質からなることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のバッテリーパック。
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