JP6743312B2 - 保護回路モジュールを備えたパウチ型二次電池パック - Google Patents

保護回路モジュールを備えたパウチ型二次電池パック Download PDF

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Description

本発明は、保護回路モジュールを備えたパウチ型二次電池パックに関し、より詳しくは、部品数を減らして製造工程を簡素化したパウチ型二次電池パックに関する。
本出願は、２０１７年９月２８日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−０１２６５３１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、すべて本出願に組み込まれる。
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、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の二次電池が商用化しているが、中でも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効果が殆ど起きず充放電が自在であり、自己放電率が非常に低くて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。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに密封収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。
一方、リチウム二次電池は、外装材の形状によって、電極組立体が金属缶に収納されている缶型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに収納されているパウチ型二次電池とに分けられる。そして、缶型二次電池は、金属缶の形態によって円筒型電池と角形電池とにさらに分けられる。
ここで、パウチ型二次電池のパウチは、下部シートとそれを覆う上部シートとに大きく区分され、前記パウチには正極、負極及びセパレータを積層し巻き取って形成した電極組立体が収納される。そして、前記電極組立体を収納した後、上部シートと下部シートとの縁部を熱融着などによってシーリングする。また、それぞれの電極から引き出された電極タブが電極リードに結合され、前記電極リードにはシーリング部と接触した部分に絶縁フィルムがさらに備えられ得る。
このように、パウチ型二次電池は、多様な形態で自在に構成でき、同じ容量の二次電池をより小さい体積と重量で具現できるという長所がある。しかし、缶型と異なってパウチ型二次電池は、軟質のパウチを容器として使用するため、機械的強度が低く、水分浸透の恐れがあり、内部ショート、許容された電流及び電圧を超過した過充電、高温への露出、落下などによる衝撃のような電池の非正常な作動状態で生じ得る電池内部の高温及び高圧によって爆発の恐れがあるという安全性問題を有している。
そして、このようなパウチ型二次電池には各種の可燃性物質が含まれており、過充電、過電流、その他の物理的外部衝撃などによって発熱、爆発などの危険性があるため、安全性に脆弱である。そのため、二次電池には過充電などの非正常なの状態を効果的に制御可能な保護回路モジュール（ＰＣＭ）が電池セルに電気的に連結された状態で設けられている。
図１は、従来技術のパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した分離斜視図である。
図１を参照すれば、従来技術の二次電池パック１０では、保護回路モジュール１２と電池セル１１とを電気的に連結するために接続部材１３を使用する。前記接続部材１３は、電池セル１１に形成された電極リード１４、１５と保護回路モジュール１２の接続端子（図示せず）とにそれぞれ溶接結合されている。
より具体的に、このような接続部材１３は、一部分１３Ａが保護回路モジュール１２の接続端子と接合され、他部分１３Ｂが電池セル１１の電極リード１４、１５と接合されるように、一部分１３Ａから折り曲げられて外部に突出するように構成されている。
しかし、このような接続部材は、従来技術の保護回路モジュールを電池セルに取り付ける過程で、電極リードと接合された折曲部位をさらに折り曲げなければならない。これによって、保護回路モジュールの取り付け作業が複雑になって、作業時間が長くなる。
さらに、このような接続部材は、印刷回路基板に形成された接続端子と接合される一部分及びこのような一部分から折り曲げられて延びた他部分を形成させた複雑な形態で製造されるため、製造にコストと時間がかかる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、部品数を減らして製造工程を簡素化したパウチ型二次電池パックを提供することを目的にする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の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。
上記の課題を達成するため、本発明によるパウチ型二次電池パックは、電極組立体が電解液とともにパウチ外装材の内部に密封され、一側に電極リードが形成された電池セルと、保護回路が形成された印刷回路基板、及び前記印刷回路基板を電池セルの電極リードと電気的に接続するように前記印刷回路基板の一面に形成されたリード接続板を備え、前記印刷回路基板の他面に前記リード接続板の少なくとも一部を露出させるように露出部が形成された保護回路モジュールと、を含むことができる。
ここで、前記リード接続板は、単一の扁平なシート状であり得る。
また、前記リード接続板は、一面の少なくとも一部が前記印刷回路基板の一面に接合され、他面の少なくとも一部が前記電極リードと接合され得る。
さらに、前記露出部は、前記印刷回路基板の一面から他面まで貫通した貫通口、または、前記印刷回路基板の外周から内側に凹んだ湾入溝であり得る。
そして、前記保護回路モジュールは、電気絶縁性材質で構成されて前記印刷回路基板の他面に位置したＰＣＭ絶縁パッドをさらに含み得る。
また、前記パウチ外装材は、前記電極組立体及び電解液が収容された収納部、及び前記収納部の周辺に形成されたシーリング部を含み得る。
さらに、前記保護回路モジュールは、前記ＰＣＭ絶縁パッドの他面が前記シーリング部のうち前記電極リードが突出した部分であるテラス部の上面と接するように、前記テラス部上に載置され得る。
そして、前記ＰＣＭ絶縁パッドには、前記露出部と連通されて前記リード接続板の一部が外部に露出するように、連通部が形成され得る。
さらに、前記連通部は、前記貫通口と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッドの一面から他面まで貫通した連通口、または、前記湾入溝と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッドの外周から内側に凹んだ凹溝であり得る。
また、前記印刷回路基板には、前記ＰＣＭ絶縁パッドの一部が内部に埋め込まれた埋込部が形成され得る。
さらに、前記埋込部は、前記印刷回路基板の外周の一部が内側に凹んだ形態で構成された固定溝、及び前記印刷回路基板の他面から内側に所定の深さだけ凹んだ形態で構成された固定孔のうち少なくとも１つであり得る。
そして、前記固定孔は、前記印刷回路基板の中央を基準にして両側に形成され得る。
また、前記ＰＣＭ絶縁パッドは、前記印刷回路基板の他面に供給された熱溶融性樹脂が硬化して形成され得る。
さらに、前記ＰＣＭ絶縁パッドは、少なくとも一部分の一面から他面まで透明素材で構成され得る。
そして、前記保護回路モジュールは、前記印刷回路基板に形成された外部入出力端子と結合された他の印刷回路基板をさらに備え、前記他の印刷回路基板が前記印刷回路基板の一面に結合された位置と対応する前記印刷回路基板の他面の位置に傾斜部が形成され得る。
本発明の一側面によれば、パウチ型二次電池パックは、印刷回路基板に形成された露出部を通じて前記リード接続板と電極リードとを溶接し易くさせ、従来技術と比べて、リード接続板の大きさを減らすことができ、保護回路モジュールを前記電池セルのテラス部に載置する過程でリード接続板を折り曲げる工程が不要である。
したがって、本発明のパウチ型二次電池パックは、部材の大きさを減らして製造工程を簡素化することができ、結果的に製造費用を節減することができる。
また、本発明の一側面によれば、ホットメルト樹脂で形成されたＰＣＭ絶縁パッドは、有害成分を含む溶剤を含まないため、前記ＰＣＭ絶縁パッドを製造する作業者やユーザの安全性を高めることができる。
さらに、本発明の一側面によれば、本発明のＰＣＭ絶縁パッドは、前記印刷回路基板に取り付けられた素子及び部品を安定的に保護するだけでなく、外部衝撃による損傷または離脱を効果的に防止することができる。
そして、本発明の一側面によれば、本発明のＰＣＭ絶縁パッドは、前記テラス部と前記印刷回路基板との間に介在されることで、前記保護回路モジュールと電池セルとの意図しない短絡や破損を防止することができる。
また、本発明の一側面によれば、本発明のＰＣＭ絶縁パッドに前記印刷回路基板の貫通口または湾入溝と連通される連通部を形成することで、前記ＰＣＭ絶縁パッドに溶接棒が接触することを防止し、溶接のため照射されたレーザーと干渉しないため、溶接工程を円滑に行うことができ、製造効率を高めることができる。
さらに、本発明の一側面によれば、本発明の印刷回路基板に前記ＰＣＭ絶縁パッドが外部衝撃によって容易に脱離しないように埋込部を形成することで、前記ＰＣＭ絶縁パッドを前記印刷回路基板の他面に堅固に固定することができ、二次電池パックの耐久性を効果的に向上させることができる。
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。
従来技術のパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した分離斜視図である。 本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した斜視図である。 本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。 本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックのリード接続板を概略的に示した平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。 本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。 図５の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部を概略的に示した側面図である。 本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの保護回路モジュールがテラス部に載置された様子を概略的に示した側面図である。 本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。 図５のＣ’点線に沿って切断した断面図である。 本発明のさらに他の実施例によるパウチ型二次電池パックの印刷回路基板の一部分を概略的に示した断面図である。 本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの保護回路モジュールを概略的に示した部分平面図である。
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、本明細書及び請求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。
図２は、本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した斜視図である。そして、図３は、本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。
図２及び図３を参照すれば、パウチ型二次電池パック１００は、電池セル１１０及び保護回路モジュール１２０を含む。
ここで、前記電池セル１１０は、パウチ型電池セルであり得る。特に、ここでパウチ型電池セル１１０は、電極組立体（図示せず）、電解質（図示せず）及びパウチ外装材１１５を備える。また、前記電極組立体が電解液とともにパウチ外装材の内部に密封され、一側に電極リード１１１、１１２が形成され得る。
そして、前記電極組立体（図示せず）は、１つ以上の正極板及び１つ以上の負極板がセパレータを介在して配置された形態で構成される。より具体的に、前記電極組立体は、１つの正極板と１つの負極板とがセパレータと一緒に巻き取られた巻取型、及び多数の正極板と多数の負極板がセパレータを介在して交互に積層された積層型などに分けられる。
さらに、前記パウチ外装材１１５は、外部絶縁層、金属層及び内部接着層を備える形態で構成され得る。このようなパウチ外装材１１５は、電極組立体と電解液など内部構成要素とを保護し、電極組立体及び電解液による電気化学的性質に対する補完及び放熱性などを向上させるため、金属薄膜、例えばアルミニウム薄膜が含まれた形態で構成され得る。
さらに、このようなアルミニウム薄膜は、電極組立体及び電解液のような電池セル１１０内部の構成要素又は電池セル１１０外部の他の構成要素との電気絶縁性を確保するため、絶縁物質から形成された絶縁層の間に介在され得る。
また、前記パウチ外装材１１５は、２つのパウチで構成され、そのうち少なくとも１つには凹んだ形態の内部空間が形成され得る。そして、このようなパウチ外装材１１５は、電極組立体及び電解液が収容された収納部１１６が形成され得る。
さらに、前記パウチ外装材１１５は、電極組立体が収容された収納部１１６の内部空間が密閉されるように２つのパウチが互いに融着されて、前記収納部１１６の周辺にシーリング部１１７が形成され得る。例えば、図２に示されたように、前記パウチ外装材１１５の前方の外周にシーリング処理されたテラス部１１７Ｓが形成され得る。
さらに、それぞれのパウチ型電池セル１１０は、電極リード１１１、１１２を備え、このような電極リード１１１、１１２は、正極リード１１１及び負極リード１１２を含む。ここで、電極リード１１１、１１２は、それぞれ、図３に示したＦ方向から眺めたとき、プレート状で構成され、２つの広い面が上下にそれぞれ位置している。
ここで、前、後、左、右、上、下のような方向を表す用語は、観測者の位置や対象が置かれた形態によって変わり得る。ただし、本明細書では、説明の便宜上、Ｆ方向から眺めたときを基準にして、前、後、左、右、上、下などの方向を区分して示すことにする。
例えば、図２に示されたように、１つの電極リード１１１が電池セル１１０のテラス部１１７Ｓの一辺の一側に突出して延びた形態で構成され、他の１つの電極リード１１２が１つの電極リード１１１から離隔してテラス部１１７Ｓの一辺の他側に突出して延びた形態で構成され得る。
上述したパウチ型電池セル１１０の構成については、本発明が属する技術分野の当業者に自明な事項であるため、詳細な説明は省略する。そして、本発明によるパウチ型二次電池パック１００としては、本願の出願時点に周知された多様な電池セルが採用され得る。
また、前記保護回路モジュール１２０は、保護回路が形成された印刷回路基板１２１を備えることができる。具体的に、前記保護回路モジュール１２０は、印刷回路基板１２１及び前記印刷回路基板１２１の外部入出力端子１２２に結合された他の印刷回路基板１５０を含むことができる。
このとき、前記他の印刷回路基板１５０には、他の外部機器と接続するために一端部にコネクタ（図示せず）が形成され得る。さらに、前記他の印刷回路基板１５０は、フレキシブル基板が備えられたフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣＢ）であり得る。
さらに、前記保護回路モジュール１２０は、前記印刷回路基板１２１が電池セル１１０の電極リード１１１、１１２と電気的に接続するように、前記印刷回路基板１２１の一面に形成されたリード接続板１３０を備えることができる。
図４は、本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックのリード接続板を概略的に示した平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。
図２とともに図４を参照すれば、前記リード接続板１３０は、単一の扁平なシート状であり得る。また、前記リード接続板１３０は、前記印刷回路基板１２１の一面と平行面を有するように取り付けられる。さらに、前記リード接続板１３０の一面１３１は印刷回路基板１２１に形成された接続端子（図示せず）と接合され、前記リード接続板１３０の他面１３２は電池セル１１０の電極リード１１１、１１２と接合される。
例えば、図２に示されたように、保護回路モジュール１２０は、２つの電極リード１１１、１１２と連結された２つのリード接続板１３０を備え、前記リード接続板１３０は前記印刷回路基板１２１の一面と平行面を有するように取り付けられ得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、リード接続板が従来技術と異なって、単一のシートから形成されるため、前記保護回路モジュールを前記電池セルのテラス部に載置する過程でリード接続板を折り曲げる工程を必要とせず、従来の部材と比べて形状が複雑ではなく、より小さく形成されることで製造コストを節減することができる。
図２及び図３を参照すれば、前記印刷回路基板１２１の他面には、前記リード接続板１３０の少なくとも一部を露出させる露出部１２３が形成される。
具体的に、前記露出部１２３は、前記リード接続板１３０の一面を加熱して、前記リード接続板１３０の他面を電池セル１１０の電極リード１１１、１１２と溶融接合するように開口された形態で構成され得る。したがって、前記露出部１２３は、前記リード接続板１３０が前記電極リード１１１、１１２と溶接結合できるように適切な大きさで形成され得る。
例えば、図３に示されたように、前記露出部１２３は、前記印刷回路基板１２１の一面から他面まで貫通した貫通口１２４であり得る。また、前記印刷回路基板１２１の中央を基準にして両側に２つの貫通口１２４が形成され得る。このような貫通口１２４は、平面から見たとき、前記印刷回路基板１２１の両側にそれぞれ長方形状で形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記露出部１２３を通じて前記リード接続板１３０と電極リード１１１、１１２とを容易に溶接し結合できるため、前記リード接続板１３０と前記電極リード１１１、１１２との間の溶接などの接合工程を容易に行うことができる。
図５は、本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。そして、図６は、図５の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部を概略的に示した一部側面図である。
図５及び図６を参照すれば、前記露出部１２３は、前記保護回路モジュール１２０Ａの印刷回路基板１２１Ａの外周から内側に凹んだ湾入溝１２５であり得る。具体的に、前記湾入溝１２５は、前記印刷回路基板１２１Ａの後側の外周から内側に凹んだ構造であり得る。
例えば、図５に示されたように、前記印刷回路基板１２１Ａには、２つの湾入溝１２５が中央を基準にして両側に形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記湾入溝１２５は、前記貫通口（図３の１２４）と比べて、一側が外側に開放された形態であることから、前記露出部１２３と他の物体との干渉を減らすことができるため、溶接工程で溶接具を前記リード接続板１３０に接触させるか、または、一定距離離隔してレーザーを照射するなどの加熱するターゲットを設定することがより容易である。
さらに、前記印刷回路基板１２１Ａには多数の素子１２７や部品１２８が取り付けられ得る。ここで、前記素子１２７及び部品１２８は二次電池パック１００Ａに使われる一般的な素子及び部品であるため、説明を省略する。
一方、図３を再び参考すれば、前記保護回路モジュール１２０は、電気絶縁性材質で構成されたＰＣＭ絶縁パッド１４０をさらに含むことができる。また、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、前記露出部１２３を覆わないように前記印刷回路基板１２１の他面に取り付けられる。例えば、図３に示されたように、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は２つの貫通口１２４の間に位置し得る。
ここで、前記電気絶縁性材質は、電気伝導性の低い高分子化合物であり得る。例えば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、高分子樹脂、シリコーン、またはゴムなどであり得る。
さらに、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、熱溶融性高分子樹脂が硬化した形態で構成され得る。
より具体的に、前記熱溶融性樹脂はホットメルト（ｈｏｔ−ｍｅｌｔ）樹脂であり得る。前記ホットメルト樹脂は、無溶剤型樹脂であって、常温では固体であるが、加熱すれば融点以上で溶融した後冷却によって固化して接着性を有する熱可塑性樹脂である。
したがって、本発明のこのような構成によれば、ホットメルト樹脂で形成されたＰＣＭ絶縁パッド１４０は、有害成分を含む溶剤を含まないため、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０を製造する作業者やユーザの安全性を高めることができる。
また、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、前記印刷回路基板１２１の素子１２７及び部品１２８が取り付けられた他面に取り付けられ得る。すなわち、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、前記印刷回路基板１２１の他面に素子１２７又は部品１２８が取り付けられた後、上面に溶融された高温の樹脂が塗布され、塗布された樹脂が冷却しながら硬化した構成であり得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、前記印刷回路基板１２１に取り付けられた素子１２７及び部品１２８を安定的に保護することができる。これによって、本発明は、前記印刷回路基板１２１の素子１２７及び部品１２８が外部衝撃によって損傷されるか又は離脱することを効果的に防止することができる。
そして、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、少なくとも一部の一面から他面まで透明素材で構成される。具体的に、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、前記印刷回路基板１２１に取り付けられた素子及び部品を目視で確認できるように透明素材を含み得る。
例えば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は、図３に示されたように、前記印刷回路基板１２１の他面が全て見えるように全体的に透明素材で構成され得る。
図７は、本発明の一実施例によるパウチ型二次電池パックの保護回路モジュールがテラス部に載置された様子を概略的に示した側面図である。
図６及び図７を参照すれば、前記保護回路モジュール１２０は、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０の他面が前記電池セル１１０のシーリング部１１７のうち前記電極リード１１１、１１２が突出した部分であるテラス部１１７Ｓの上面と接するように、前記テラス部１１７Ｓ上に載置される。
換言すれば、前記保護回路モジュール１２０が前記電池セル１１０のテラス部１１７Ｓ上に載置される場合、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０は前記印刷回路基板１２１の他面と前記テラス部１１７Ｓとの間に介在されて位置され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０が前記テラス部１１７Ｓと前記印刷回路基板１２１との間に介在されることで、前記保護回路モジュール１２０と電池セル１１０との意図しない短絡や破損を防止することができる。
さらに、従来技術では保護回路モジュール１２０と電池セル１１０との短絡を防止するため別途の絶縁テープをテラス部１１７Ｓに設けているが、本発明では、このような絶縁テープをさらに設けなくても、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０がこれらを電気的に絶縁させることができる。
また、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０の前記印刷回路基板１２１と接している一面は、前記印刷回路基板１２１の素子１２７及び部品１２８の外面に沿って形成され得る。
図８は、本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの一部構成を概略的に示した部分斜視図である。
図６とともに図８を参照すれば、他の実施例によるＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｂには、前記露出部１２３と連通されて前記リード接続板１３０の一部が外部に露出するように、連通部１４３が形成される。
具体的に、前記連通部１４３は、前記貫通口１２４と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｂの一面から他面まで貫通した連通口１４４であり得る。例えば、図８に示されたように、前記印刷回路基板１２１に形成された貫通口１２４と連通されるように２つの連通口１４４が形成され、前記連通口１４４は前記印刷回路基板１２１の中心を基準にして両側にそれぞれ形成され得る。
図５を再度参照すれば、他の実施例によるＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａにおいて、前記連通部１４３は凹溝１４５であり得る。
具体的に、前記凹溝１４５は、前記湾入溝１２５と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの外周から内側に凹んだ形態であり得る。
例えば、図５に示されたように、前記印刷回路基板１２１Ａに形成された２つの湾入溝１２５と連通されるように２つの凹溝１４５が形成され、前記凹溝１４５は前記印刷回路基板１２１Ａの中心を基準にして両側にそれぞれ形成され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａに形成された連通部１４３を通じて前記リード接続板１３０の一面を加熱して、前記リード接続板１３０の他面を電池セル１１０の電極リード１１１、１１２に容易に接合することができる。すなわち、前記連通部１４３が前記貫通口１２４または前記湾入溝１２５と連通されるように形成されることで、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａに溶接棒が接触することを防止し、照射されたレーザーと干渉しないため溶接工程を円滑に行うことができる。
一方、図５を参照すれば、前記印刷回路基板１２１Ａには前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が内部に埋め込まれた埋込部１４６が形成される。
具体的に、前記埋込部１４６は、前記印刷回路基板１２１Ａの外周の一部が内側に凹んで構成された固定溝１４７を含む。例えば、図５に示されたように、前記印刷回路基板１２１Ａの右側には他の部分より内側に凹んだ固定溝１４７が形成され得る。また、前記固定溝１４７には、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が内部に埋め込まれるか又は挿入され得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０が外部衝撃により容易に脱離しないように、前記固定溝１４７によって前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａを前記印刷回路基板１２１Ａの他面に固定させることができる。これによって、本発明の製品の耐久性を効果的に向上させることができる。
再度図５を参照すれば、前記埋込部１４６は、前記印刷回路基板１２１Ａの他面から内側に所定の深さだけ凹んだ形態で構成された固定孔１４８を含む。また、前記固定孔１４８は、前記印刷回路基板１２１Ａの一面から他面まで貫通した形態であり得る。
図９は、図５の点線Ｃ’に沿って切断した断面図である。
図９を参照すれば、本発明の他の実施例による印刷回路基板１２１Ａは、前記埋込部１４６として前記印刷回路基板１２１Ａの他面から内側に所定の深さだけ凹んだ形態で構成された固定孔１４８を含む。
例えば、図９に示されたように、前記固定孔１４８は前記印刷回路基板１２１Ａの一面１２１Ｃから他面１２１Ｄまで貫通した形態であり得る。このとき、前記固定孔１４８は、前記印刷回路基板１２１Ａの一面１２１Ｃから他面１２１Ｄまで段階的に直径が大きくなる段差構造Ｋを有し得る。また、前記固定孔１４８の内部空間の内壁に沿って前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が供給され得る。
そして、前記固定孔１４８は、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が内部に埋め込まれ、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａが外部衝撃によって容易に脱離しないように前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａを前記印刷回路基板１２１Ａの他面に固定することができる。
さらに、前記固定孔１４８は、前記印刷回路基板１２１Ａの中央を基準にして両側に形成される。例えば、図５に示されたように、前記印刷回路基板１２１Ａの中央を基準にして両側部には２つの固定孔１４８が形成され得る。これによって、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０の両側部の一部が前記固定孔１４８に埋め込まれるか又は挿入されることで、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａを前記印刷回路基板１２１Ａの他面に安定的に固定することができる。
図１０は、本発明のさらに他の実施例によるパウチ型二次電池パックの印刷回路基板の一部分を概略的に示した断面図である。
図１０を参照すれば、さらに他の実施例による固定孔１４８Ｂは、前記印刷回路基板１２１Ｂの一面から所定の深さＤだけ凹んだ形態であり得る。また、前記固定孔１４８Ｂの内部空間には前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が埋め込まれ得る。
したがって、本発明のこのような構成によれば、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの一部が前記固定孔１４８Ｂを通じて外部に流失されることを防止でき、溶融されたＰＣＭ絶縁パッド１４０Ａの汚染による製品不良を減らすことができる。
図１１は、本発明の他の実施例によるパウチ型二次電池パックの保護回路モジュール１２０Ｅを概略的に示した部分平面図である。
図１１を参照すれば、他の実施例による二次電池パック１０１は、前記印刷回路基板１２１Ｅに他の部分より厚さが内部から外側Ｓに徐々に薄くなる傾斜部１２９が形成される。
具体的に、前記傾斜部１２９は、前記他の印刷回路基板１５０が前記印刷回路基板１２１Ｅの一面に結合された位置と対応する前記印刷回路基板１２１の他面の位置に形成され得る。
また、前記傾斜部１２９は、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｅを形成するとき、塗布された溶融樹脂が前記傾斜部１２９に沿って流れ、前記他の印刷回路基板１５０の一部Ｅに塗布されるように形成され得る。
さらに、前記他の印刷回路基板１５０の一部Ｅに塗布された溶融樹脂は硬化した後、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｅの一部分として形成されて、前記ＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｅの接着力によって前記他の印刷回路基板１５０を前記印刷回路基板１２１上に固定させることができる。
したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明の傾斜部１２９に沿って前記他の印刷回路基板１５０上にＰＣＭ絶縁パッド１４０Ｅの一部分が形成されることで、他の印刷回路基板１５０が外部衝撃によって前記印刷回路基板１２１Ｅから脱離することを効果的に防止することができる。
一方、本明細書において、上、下、左、右、前、後のように方向を表す用語が使われたが、このような用語は説明の便宜上使用されたものであって、対象になる物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは本発明の当業者にとって自明である。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面と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。
本発明はパウチ型二次電池パックに関する。また、本発明のパウチ型二次電池パックは電子デバイスまたは自動車関連産業に利用可能である。
１００、１０１：パウチ型二次電池パック
１２０：保護回路モジュール
１１０：電池セル
１２１：印刷回路基板
１１５：パウチ外装材
１２２：外部入出力端子
１１１、１１２：電極リード
１２９：傾斜部
１１７：シーリング部
１３０：リード接続板
１１７Ｓ：テラス部
１２３：露出部
１１６：収納部
１２４：貫通口
１４０：ＰＣＭ絶縁パッド
１２５：湾入溝
１４３：連通部
１４６：埋込部
１４４：連通口
１４７：固定溝
１４５：凹溝
１４８：固定孔

Claims (14)

  1. 電極組立体が電解液とともにパウチ外装材の内部に密封され、一側に電極リードが形成された電池セルと、
    保護回路が形成された印刷回路基板、及び前記印刷回路基板を電池セルの電極リードと電気的に接続するように前記印刷回路基板の一面に形成されたリード接続板を備え、前記印刷回路基板の他面に前記リード接続板の少なくとも一部を露出させるように露出部が形成された保護回路モジュールと、
    を含むことを特徴とするパウチ型二次電池パック。
  2. 前記リード接続板は、単一の扁平なシート状であり、
    前記リード接続板の一面の少なくとも一部が前記印刷回路基板の一面に接合され、前記リード接続板の他面の少なくとも一部が前記電極リードと接合されたことを特徴とする請求項１に記載のパウチ型二次電池パック。
  3. 前記露出部が、前記印刷回路基板の一面から他面まで貫通した貫通口、または、前記印刷回路基板の外周から内側に凹んだ湾入溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパウチ型二次電池パック。
  4. 前記保護回路モジュールが、電気絶縁性材質で構成されて前記印刷回路基板の他面に位置したＰＣＭ絶縁パッドをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のパウチ型二次電池パック。
  5. 前記パウチ外装材は、前記電極組立体及び電解液が収容された収納部、及び前記収納部の周辺に形成されたシーリング部を含み、
    前記保護回路モジュールは、前記ＰＣＭ絶縁パッドの他面が前記シーリング部のうち前記電極リードが突出した部分であるテラス部の上面と接するように、前記テラス部上に載置されたことを特徴とする請求項４に記載のパウチ型二次電池パック。
  6. 前記ＰＣＭ絶縁パッドには、前記露出部と連通されて前記リード接続板の一部が外部に露出するように、連通部が形成されたことを特徴とする請求項４又は５に記載のパウチ型二次電池パック。
  7. 前記連通部が、前記貫通口と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッドの一面から他面まで貫通した連通口、または、前記湾入溝と連通されて前記ＰＣＭ絶縁パッドの外周から内側に凹んだ凹溝であることを特徴とする請求項６に記載のパウチ型二次電池パック。
  8. 前記印刷回路基板には、前記ＰＣＭ絶縁パッドの一部が内部に埋め込まれた埋込部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のパウチ型二次電池パック。
  9. 前記埋込部が、前記印刷回路基板の外周の一部が内側に凹んだ形態で構成された固定溝、及び前記印刷回路基板の他面から内側に所定の深さだけ凹んだ形態で構成された固定孔のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項８に記載のパウチ型二次電池パック。
  10. 前記固定孔が、前記印刷回路基板の中央を基準にして両側に形成されたことを特徴とする請求項９に記載のパウチ型二次電池パック。
  11. 前記ＰＣＭ絶縁パッドが、前記印刷回路基板の他面に供給された熱溶融性樹脂が硬化して形成されたものであることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一項に記載のパウチ型二次電池パック。
  12. 前記ＰＣＭ絶縁パッドが、少なくとも一部分の一面から他面まで透明素材で構成されたことを特徴とする請求項４〜１１のいずれか一項に記載のパウチ型二次電池パック。
  13. 前記保護回路モジュールが、前記印刷回路基板に形成された外部入出力端子と結合された他の印刷回路基板をさらに備え、前記他の印刷回路基板が前記印刷回路基板の一面に結合された位置と対応する前記印刷回路基板の他面の位置に傾斜部が形成されたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のパウチ型二次電池パック。
  14. 電極組立体が電解液とともにパウチ外装材の内部に密封され、一側に電極リードが形成された電池セルと、
    保護回路が形成された印刷回路基板、前記印刷回路基板を前記電池セルの電極リードと電気的に接続するように前記印刷回路基板の一面に形成されたリード接続板、及び前記印刷回路基板の他面に樹脂で形成されたＰＣＭ絶縁パッドを備える保護回路モジュールと、
    を含み、
    前記印刷回路基板の他面に前記リード接続板の少なくとも一部を露出させる露出部が形成されたことを特徴とするパウチ型二次電池パック。
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