KR100477754B1 - Battery pack - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전지 팩은, 소정의 전류를 발생시키는 전지와; 전지에 마련된 정극 단자부 및 부극 단자부와 전기적으로 연결되는 보호회로기판을 구비하는 안전장치와; 정극 및 부극 단자부와 보호회로기판의 단자부들 사이를 비용접 방식으로 접속시키는 접속수단과; 전지 및 안전장치를 수용하는 외장 케이스;를 포함하여, 제조 공정을 단순하게 할 수 있으며, 전지의 수명이 다한 경우에 전지 팩으로부터 전지만을 용이하게 교체할 수 있는 효과가 있다. A battery pack according to the present invention includes a battery for generating a predetermined current; A safety device having a protective circuit board electrically connected to the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion provided in the battery; Connecting means for connecting the positive and negative terminal portions and the terminal portions of the protective circuit board in a non-contact manner; Including an external case for accommodating the battery and the safety device, it is possible to simplify the manufacturing process, there is an effect that can easily replace only the battery from the battery pack when the life of the battery.
Description
본 발명은 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지와 안전장치 사이를 비용접식으로 접속시킬 수 있도록 구조가 개선된 전지 팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack having an improved structure to allow a non-contact connection between a battery and a safety device.
최근에는 휴대용 컴퓨터와 같이 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다. Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as portable computers have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전 지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬 이온(Li-ion)전지 등이 있다. In consideration of economic aspects, the battery pack has recently adopted a rechargeable battery capable of charging and discharging. Representative secondary batteries include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.
통상적으로, 이러한 이차전지는 정극판, 부극판 및, 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 이 캔 내부에 전해액을 주입하여 밀봉함으로써 형성된다. 또한, 전지의 상부에는 캔과 절연된 전극 단자를 구비하여, 이 전극 단자가 전지의 정극 또는 부극을 이루게 하고, 캔 자체는 전극 단자가 정극인 경우에 부극을, 전극 단자가 부극인 경우에 정극을 이루도록 한다. Typically, such a secondary battery is formed by accommodating an electrode assembly consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator in a can made of aluminum or an aluminum alloy, and injecting and sealing an electrolyte solution into the can. In addition, an upper portion of the battery is provided with an electrode terminal insulated from the can so that the electrode terminal forms a positive electrode or a negative electrode of the battery. To achieve.
한편, 상기와 같이 밀봉된 전지에는 PTC 소자(정특성 서미스터 소자), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및, 보호회로기판(PCM: Protecting Circuit Module) 등과 같은 안전장치가 연결되는데, 이들 안전장치는 전지의 정극과 부극에 각각 전기적으로 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 경우 전류를 차단하여 전지의 파열 등 위험을 방지하게 된다. 이렇게 안전장치가 연결된 상태의 전지는 외장 케이스에 수납되어 전지 팩을 이루게 된다.On the other hand, the sealed battery is connected to a safety device such as a PTC element (static thermistor element), a thermal fuse, and a protection circuit module (PCM). The battery is electrically connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, to prevent the risk of battery rupture by blocking the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or excessive charge / discharge. The battery in a state where the safety device is connected is housed in an outer case to form a battery pack.
그리고, 이 안전장치들은 리이드 플레이트에 의해 전지의 정극과 부극에 연결되며, 이 리이드 플레이트로는 니켈 또는 니켈 합금이나, 니켈이 도금된 스테인레스강이 사용되어 소정의 경도와 전도성을 갖는다. The safety devices are connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery by a lead plate, and nickel or nickel alloy or nickel plated stainless steel is used as the lead plate to have a predetermined hardness and conductivity.
이와 관련된 것으로서, 미국특허 제 5,976,729호에 개시된 전지가 있다. 개시된 바에 의하면, 알루미늄제 캔의 외부 바닥면에 니켈로 이루어진 리이드 플레이트를 미리 레이저 용접에 의해 접합시키고, 별도의 다른 리이드 플레이트를 마련하여 리이드 플레이트에 대하여 저항용접에 의하여 결합시켜 보호회로기판 등의 안전장치를 연결함으로써, 레이저빔이 안전장치들로 전도되는 것을 방지하는 전지가 개시되어 있다. In this regard, there is a battery disclosed in US Pat. No. 5,976,729. According to the present disclosure, a lead plate made of nickel is bonded to an outer bottom surface of an aluminum can by laser welding in advance, and another lead plate is provided to be coupled to the lead plate by resistance welding, thereby protecting safety circuit boards and the like. By connecting the device, a battery is disclosed which prevents the laser beam from conducting to safety devices.
그런데, 이와 같이 캔의 바닥면에 대해 리이드 플레이트를 레이저 용접하는 것은 캔의 두께가 매우 얇기 때문에 그 용접 강도를 정확히 조절하지 않으면 레이저 용접 부위에서 전해액이 누액되는 문제가 발생될 수 있으며, 전지의 바닥면에 대해 2개의 리이드 플레이트들을 순차적으로 연결시키므로 작업 공수가 늘어나게 된다. However, the laser welding of the lead plate to the bottom surface of the can is very thin, and thus, if the welding strength is not properly adjusted, electrolyte leakage may occur at the laser welding site. Two lead plates are sequentially connected to the face, thus increasing the labor.
또한, 전지와 안전 장치 사이를 연결하는 리이드 플레이트가 캔의 외부 바닥면에 설치됨으로써, 리이드 플레이트의 길이가 길어지게 된다. 이에 따라, 라인 저항이 증가하여 전지의 성능이 저하될 수 있다. In addition, since the lead plate connecting the battery and the safety device is installed on the outer bottom surface of the can, the length of the lead plate becomes long. As a result, line resistance may increase, thereby degrading battery performance.
상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 목적은 전지와 안전장치 사이를 비용접 방식으로 접속시킴으로써, 전지와 안전장치의 분리를 가능하게 하는 한편, 제조 공정을 단순하게 할 수 있는 전지 팩을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to connect the battery and the safety device in a non-contact manner, thereby enabling the separation of the battery and the safety device, while simplifying the manufacturing process To provide.
본 발명의 다른 목적은 안전장치 전체와 상기 안전장치 및 전지를 사이를 연결하는 리이드 플레이트를 전지의 상측에 위치시킴으로써, 리이드 플레이트의 길이를 단축시켜 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 전지 팩을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a battery pack that can reduce the length of the lead plate to improve the performance of the battery by placing the lead plate connecting the entire safety device and the safety device and the battery on the upper side of the battery. have.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지 팩은, Battery pack according to the present invention for achieving the above object,
소정의 전류를 발생시키는 전지와;A battery for generating a predetermined current;
상기 전지에 마련된 정극 단자부 및 부극 단자부와 전기적으로 연결되는 보호회로기판을 구비하는 안전장치와; A safety device having a protective circuit board electrically connected to the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion provided in the battery;
상기 정극 및 부극 단자부와 상기 보호회로기판의 단자부들 사이를 비용접 방식으로 접속시키는 접속수단과;Connecting means for connecting the positive and negative terminal portions and the terminal portions of the protective circuit board in a non-contact manner;
상기 전지 및 안전장치를 수용하는 외장 케이스;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. And an exterior case accommodating the battery and the safety device.
상기 전지는 정극판, 부극판 및 상기 정극판과 부극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 조립체와; The battery includes an electrode assembly having a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate;
상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및 A can containing the electrode assembly; And
상기 캔의 상부 개구부에 결합되는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 가스켓을 통해 절연되도록 관통되어 형성되며 상기 정극판 및 부극판으로부터 인출된 탭들 중 어느 하나와 접속되는 전극 단자를 구비하는 캡 조립체;를 구비하여 된 것이 바람직하다. A cap assembly having a cap plate coupled to an upper opening of the can and an electrode terminal formed through the cap plate to be insulated through a gasket and connected to any one of tabs drawn from the positive electrode plate and the negative electrode plate; It is preferable that it was provided.
상기 안전장치에는 전지의 상측에 위치되는 PTC 소자가 더 구비되며, 상기 PTC 소자로부터는 제1,2리이드 플레이트가 인출되며, 상기 제1리이드 플레이트는 전극 단자와 접속되고 제2리이드 플레이트는 보호회로기판의 단자부와 접속되는 것이 바람직하다. The safety device further includes a PTC element positioned above the battery, the first and second lead plates are drawn out from the PTC element, the first lead plate is connected to an electrode terminal, and the second lead plate is a protection circuit. It is preferable to be connected with the terminal part of a board | substrate.
상기 접속수단은 상기 캡 플레이트의 상단면과 보호회로기판의 단자부 사이에 압축되어 설치되는 압축코일 스프링을 포함하여 된 것이 바람직하다. Preferably, the connection means includes a compression coil spring that is compressed and installed between the upper surface of the cap plate and the terminal portion of the protective circuit board.
상기 접속수단은 상기 캡 플레이트의 상단면과 보호회로기판의 단자부 사이에 압축되어 설치되는 제1압축코일 스프링과, 상기 전극 단자의 상단면과 보호회로 기판의 다른 단자부 사이에 압축되어 설치되는 제2압축코일 스프링을 포함하여 된 것이 바람직하다. The connecting means may include a first compression coil spring compressed and installed between an upper end surface of the cap plate and a terminal portion of a protective circuit board, and a second compression coil installed between an upper end surface of the electrode terminal and another terminal portion of a protective circuit board. It is preferred to include a compression coil spring.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지에 대한 분리 사시도가 도시되어 있다. 1 is an exploded perspective view of a battery according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)는 충방전이 가능한 이차전지로서, 일면에 개구부(11a)를 구비하는 캔(11)과, 상기 개구부(11a)를 통해 캔(11)의 내부에 수납되는 전극 조립체(12)를 포함하여 구성된다. Referring to the drawings, the battery 10 according to an embodiment of the present invention is a secondary battery capable of charging and discharging, a can 11 having an opening 11a on one surface thereof, and a can (through the opening 11a). It is configured to include an electrode assembly 12 accommodated inside the 11).
상기 전극 조립체(12)로는 정극판 및 부극판 사이에 세퍼레이터(separator)를 개재하여 적층시킨 후 권취한 젤리-롤형의 전극 조립체가 사용될 수 있다.As the electrode assembly 12, a jelly-roll type electrode assembly obtained by stacking a separator between a positive electrode plate and a negative electrode through a separator may be used.
이 때, 상기 정극판은 스트립 형상의 금속박판으로 된 정극 집전체를 구비하며, 상기 정극 집전체로는 알루미늄 박판이 사용될 수 있다. 상기 정극 집전체의 적어도 일면에는 정극 활물질을 포함한 정극합제가 코팅되는 정극 코팅부가 형성되는데, 상기 정극 활물질로는 리튬계 산화물을 사용하고, 이에 바인더, 가소제, 도전재 등을 함유해 정극합제를 이룰 수 있다. In this case, the positive electrode plate includes a positive electrode current collector made of a strip-shaped metal thin plate, and an aluminum thin plate may be used as the positive electrode current collector. At least one surface of the positive electrode current collector is formed with a positive electrode coating portion coated with a positive electrode mixture including a positive electrode active material, wherein the positive electrode active material is a lithium oxide, and contains a binder, a plasticizer, a conductive material, and the like to form a positive electrode mixture. Can be.
또한, 상기 부극판은 스트립 형상의 금속박판으로 된 부극 집전체를 구비하며, 상기 부극 집전체로는 구리 박판이 사용될 수 있다. 상기 부극 집전체의 적어도 일면에는 부극 활물질을 포함한 부극합제가 코팅된 부극 코팅부가 형성되며, 상기 부극 활물질로는 탄소재를 사용하고, 이에 바인더, 가소제, 도전재 등을 함유해 부극합제를 이룰 수 있다. In addition, the negative electrode plate may include a negative electrode current collector made of a strip-shaped metal thin plate, and a copper thin plate may be used as the negative electrode current collector. On at least one surface of the negative electrode current collector, a negative electrode coating portion coated with a negative electrode mixture including a negative electrode active material is formed, and a carbon material is used as the negative electrode active material, and may contain a binder, a plasticizer, a conductive material, and the like to form a negative electrode mixture. have.
상기와 같은 전극 조립체(12)의 상부로는 상기 부극판 및 정극판에 각각 전기적으로 연결된 부극 탭(13) 및 정극 탭(14)이 인출되어 있다. 한편, 상기한 부극 탭 및 정극 탭의 위치는 도시된 것과는 반대로 놓여질 수 있음은 물론이다.The negative electrode tab 13 and the positive electrode tab 14 which are electrically connected to the negative electrode plate and the positive electrode plate, respectively, are drawn out on the electrode assembly 12 as described above. On the other hand, the positions of the negative electrode tab and the positive electrode tab can be placed contrary to that shown.
상기 캔(11)은 도시된 바와 같이 대략 직육면체의 형상을 가진 금속제로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 캔(11)은 경량의 전도성 금속인 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. The can 11 may be made of a metal having a substantially rectangular parallelepiped shape as shown, and thus, the can 11 may perform a terminal role. The can 11 is preferably formed of aluminum or an aluminum alloy, which is a lightweight conductive metal.
상기와 같은 캔(11)의 개구부(11a)에는 캡 조립체(20)가 설치되어 밀봉되는데, 상기 캡 조립체(20)는 상기 개구부(11a)에 직접 용접되어 이를 밀봉하는 캡 플레이트(21)를 구비한다. 상기 캔(11)과 캡 플레이트(21)는 그 용접의 용이성을 위하여 동일한 금속제로 구비될 수 있다. A cap assembly 20 is installed and sealed in the opening 11a of the can 11 as described above. The cap assembly 20 includes a cap plate 21 that is directly welded to the opening 11a to seal it. do. The can 11 and the cap plate 21 may be made of the same metal for ease of welding.
상기 캡 조립체(20)에는 상기 캡 플레이트(21)에 가스켓(23)을 통해 절연되도록 전극 단자(22)가 관통되어 형성되는데, 상기 전극 단자(22)의 하부에는 절연 플레이트 및 단자 플레이트(미도시)가 더 구비되어 상기 전극 단자(22)가 캡 플레이트(21)와 절연되게 할 수 있다. 상기 전극 단자(22)는 그 하부에 부극판으로부터 연장된 부극 탭(13)이 용접됨으로써 부극 단자부로서의 기능을 하게 된다. 한편, 상기 정극판으로부터 연장된 정극 탭(14)은 상기 캡 플레이트(21)의 하면이나, 캔(11)의 내면에 전기적으로 직접 연결되어 상기 전극 단자(22)를 제외한 전지(10)의 외부 전체가 정극 단자부로서의 기능을 하게 한다. 그러나, 상기 정극 단자부 및 부극 단자부의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 정극 단자부의 구조도 부극 단자부의 구조와 같이 별도의 전극 단자를 통해 형성될 수도 있으며, 이 밖에 다른 다양한 구조로 이루어질 수 있다. The cap assembly 20 is formed by penetrating the electrode terminal 22 so as to be insulated from the cap plate 21 through the gasket 23. An insulating plate and a terminal plate (not shown) are disposed below the electrode terminal 22. ) May be further provided to insulate the electrode terminal 22 from the cap plate 21. The electrode terminal 22 functions as a negative electrode terminal portion by welding the negative electrode tab 13 extending from the negative electrode plate to the lower portion thereof. On the other hand, the positive electrode tab 14 extending from the positive electrode plate is electrically connected directly to the lower surface of the cap plate 21 or the inner surface of the can 11 to the outside of the battery 10 except for the electrode terminal 22. The whole functions as a positive electrode terminal portion. However, the structures of the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion are not necessarily limited thereto, and the structure of the positive electrode terminal portion may also be formed through a separate electrode terminal like the structure of the negative electrode terminal portion, and may be formed of various other structures.
한편, 상기와 같은 전극 조립체(12)가 캔(11)에 삽입된 후에는 절연성 소재로 구비된 보호 케이스(24)가 상기 전극 조립체(12)와 캡 조립체(20)의 사이에 더 설치되어 전극 조립체(12)를 보다 견고히 고정시켜줄 수 있다.On the other hand, after the electrode assembly 12 is inserted into the can 11, a protective case 24 made of an insulating material is further installed between the electrode assembly 12 and the cap assembly 20, thereby providing an electrode. The assembly 12 can be more firmly fixed.
그리고, 상기 캡 조립체(20)를 캔(11)의 개구부(11a)에 용접시킨 후에는 캡 플레이트(21)에 형성된 전해액 주입구(21a)를 통하여 전해액을 주입한 후 플러그(25)에 의해 이를 밀봉하게 된다. After the cap assembly 20 is welded to the opening 11a of the can 11, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 21a formed in the cap plate 21 and then sealed by the plug 25. Done.
도 2에는 상기와 같이 구성된 전지에 안전장치가 전기적으로 연결되어 외장 케이스에 수용되는 전지 팩이 도시되어 있으며, 도 3에는 조립된 상태가 도시되어 있다. 2 illustrates a battery pack electrically connected to a battery configured as described above and accommodated in an exterior case, and FIG. 3 illustrates an assembled state.
도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(30)에 있어서, 전지(10)의 정극과 부극에 안전장치가 연결되어진다. As shown, in the battery pack 30 according to an embodiment of the present invention, a safety device is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery 10.
상기 안전장치는 전지(10)의 정극과 부극에 각각 연결되어 전지(10)의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지(10)의 전압이 급상승하는 경우 전류를 차단해 전지(10)의 파열 등 위험을 방지하는 역할을 한다.The safety device is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery 10, respectively, when the voltage of the battery 10 suddenly rises due to the high temperature rise of the battery 10 or excessive charge / discharge, etc., the current is interrupted and the battery 10 is broken. To prevent risks.
상기 안전장치로는 보호회로기판(41), PTC 소자(42)가 도시되고 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않고, 다른 여러 종류의 안전장치가 채용될 수 있다. As the safety device, the protection circuit board 41 and the PTC device 42 are illustrated, but the present invention is not limited thereto, and other types of safety devices may be employed.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 보호회로기판(41)의 단자부와 캡 플레이트(21) 사이에는 접속수단이 마련되어 상호간에 접속되어진다. 이때, 상기 캡 플레이트(21)는 전지(10)의 상단부로서 본 발명의 일 실시예에 있어서 정극 역할을 한다. According to one feature of the invention, a connecting means is provided between the terminal portion of the protective circuit board 41 and the cap plate 21 and is connected to each other. At this time, the cap plate 21 serves as a positive electrode in one embodiment of the present invention as the upper end of the battery 10.
상기 접속수단은 압축코일 스프링(43)으로 이루어지는 것이 바람직하다. Preferably, the connecting means is composed of a compression coil spring (43).
즉, 상기 접속수단인 압축코일 스프링(43)은 전도성 있는 금속 소재로 이루어지며, 이에 따라 보호회로기판(41)의 단자부와 캡 플레이트(21)를 전기적으로 상호 연결시킬 수 있다. 그리고, 상기 압축코일 스프링(43)은 상기 캡 플레이트(21)와 보호회로기판(41)의 단자부 사이에 압축된 상태로 설치됨으로써 각 단부가 캡 플레이트(21)와 보호회로기판(41)의 단자부에 접촉되어져 접속성을 높일 수 있다. That is, the compression coil spring 43, which is the connecting means, is made of a conductive metal material, thereby electrically connecting the terminal portion of the protection circuit board 41 and the cap plate 21 to each other. In addition, the compression coil spring 43 is installed in a compressed state between the cap plate 21 and the terminal portion of the protective circuit board 41 so that each end thereof is a terminal portion of the cap plate 21 and the protective circuit board 41. Can be contacted to increase the connectivity.
상기의 구조를 가지는 접속수단은 종래의 용접 방식이 아닌 비용접 방식으로서 용접 공정이 별도로 수행될 필요가 없으므로 제조 공정이 단순화될 수 있는 장점이 있다. The connecting means having the above structure has a merit that the manufacturing process can be simplified since the welding process does not need to be performed separately as a non-welding method other than the conventional welding method.
한편, 상기 캡 플레이트(21)의 상부면에는 도시된 바와 같은 안착부(44)가 마련될 수 있으며, 상기 안착부(44)에 상기 압축코일 스프링(43)의 일단부가 안착되어질 수 있다. 상기 안착부(44)는 압축코일 스프링(43)의 일단부가 삽입되어 고정될 수 있는 홈으로 형성될 수 있다. 상기와 같이 압축코일 스프링(43)의 일단부가 안착부(44)에 삽입되어지는 한편, 상기 캡 플레이트(21)의 안착부(44)와 보호회로기판(41)의 단자부 사이에 압축되어 설치됨으로써 고정 상태가 유지되어질 수 있게 된다. On the other hand, the upper surface of the cap plate 21 may be provided with a seating portion 44 as shown, one end of the compression coil spring 43 may be seated on the seating portion 44. The seating portion 44 may be formed as a groove into which one end of the compression coil spring 43 may be inserted and fixed. One end of the compression coil spring 43 is inserted into the seating portion 44 as described above, and is compressed and installed between the seating portion 44 of the cap plate 21 and the terminal portion of the protective circuit board 41. The fixed state can be maintained.
또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 외장 케이스(31)의 내측에는 상기 압축코일 스프링(43)의 이탈을 방지할 수 있도록 별도의 고정수단이 마련될 수 있다. 예컨대, 상기 고정수단은 압축코일 스프링(43)의 각 단부가 캡 플레이트(21)의 상부면과 보호회로기판(41)의 단자부에 각각 접촉된 상태로 보다 견고하게 유지하는 한편, 이탈이 방지될 수 있도록 압축코일 스프링(43)의 몸체가 삽입될 수 있는 소정 공간을 가지는 부재로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기의 구조를 가지는 고정수단이 외장 케이스(31)에 별도로 마련될 경우에는 캡 플레이트(21)에 형성된 안착부(44)는 생략되어질 수도 있다.In addition, although not shown in the figure, a separate fixing means may be provided inside the outer case 31 to prevent the compression coil spring 43 from being separated. For example, the fixing means maintains each end of the compression coil spring 43 more firmly in contact with the upper surface of the cap plate 21 and the terminal portion of the protective circuit board 41, while preventing separation. It may be made of a member having a predetermined space into which the body of the compression coil spring 43 can be inserted. In addition, when the fixing means having the above structure is provided separately in the exterior case 31, the seating portion 44 formed on the cap plate 21 may be omitted.
한편, 상기 보호회로기판(41)과 전극 단자(22) 사이에는 PTC 소자(42)가 설치되어진다. 즉, 상기 PTC 소자(42)에는 제1,2리이드 플레이트(45a)(45b)가 접속되어 있으며, 상기 제1리이드 플레이트(45a)는 부극 역할을 하는 전극 단자(22)와 접속되어지고, 상기 제2리이드 플레이트(45b)는 상기 보호회로기판(41)의 또 다른 단자부와 접속되어진다. On the other hand, a PTC element 42 is provided between the protective circuit board 41 and the electrode terminal 22. That is, first and second lead plates 45a and 45b are connected to the PTC element 42, and the first lead plate 45a is connected to an electrode terminal 22 serving as a negative electrode. The second lead plate 45b is connected to another terminal portion of the protective circuit board 41.
상기와 같은 구조를 가짐에 따라, 상기 PTC 소자(42)는 보호회로기판(41)과 함께 전지(10)의 상측에 위치되어지며, 이에 따라 제1,2리이드 플레이트(45a)(45b)도 전지(10)의 상측에 모두 위치되어진다. 따라서, 종래에 적어도 하나의 리이드 플레이트가 전지의 바닥면에 결합되어 리이드 플레이트가 길어지는 것과는 달리, 제1,2리이드 플레이트(45a)(45b)의 길이가 단축될 수 있어, 종래보다 라인 저항을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전지(10)의 성능도 향상시킬 수 있다. With the above structure, the PTC element 42 is positioned above the battery 10 together with the protection circuit board 41, and thus the first and second lead plates 45a and 45b are also provided. All of them are located above the battery 10. Therefore, unlike at least one lead plate is conventionally coupled to the bottom surface of the battery so that the lead plate is long, the lengths of the first and second lead plates 45a and 45b can be shortened, thereby reducing the line resistance. It is possible to reduce, thereby improving the performance of the battery 10.
한편, 상기 제1리이드 플레이트와 전극 단자 사이에도 전술한 접속수단가 설치되어 이들을 접속시킬 수 있음은 물론이다. 이 경우, 전지의 수명이 다한 경우에 전지 팩으로부터 전지만을 용이하게 교체할 수 있어, 안전장치 및 외장 케이스의 재활용이 가능해질 수 있다. On the other hand, the above-described connection means are also provided between the first lead plate and the electrode terminal to connect them. In this case, only the battery can be easily replaced from the battery pack when the battery is at the end of its life, and the safety device and the outer case can be recycled.
상기와 같이 보호회로기판(41) 및 PTC 소자(42)는 전지(10)와 접속되어진 상태로 외장 케이스(31)에 수용되고, 상기 외장 케이스(31)를 밀봉하는 미도시된 부재에 의해 감싸짐으로써, 전지 팩(30)을 구성하게 된다. 한편, 상기 외장 케이스의 구조는 상기한 바에 한정되지는 않는다. As described above, the protective circuit board 41 and the PTC element 42 are accommodated in the outer case 31 while being connected to the battery 10 and wrapped by a member not shown to seal the outer case 31. As a result, the battery pack 30 is constituted. On the other hand, the structure of the outer case is not limited to the above.
한편, 상기 외장 케이스(31)의 상부에는 상기 보호회로기판(41)과 접속되는 팩 단자(미도시)가 더 설치될 수 있다. Meanwhile, a pack terminal (not shown) connected to the protective circuit board 41 may be further provided on the outer case 31.
도 4에는 전술한 구성을 가지는 전지를 채용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩이 도시되어 있으며, 도 5에는 조립된 상태가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다. 4 illustrates a battery pack according to another embodiment of the present invention employing a battery having the above-described configuration, and FIG. 5 illustrates an assembled state. The same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same members having the same function.
도시된 바에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩(50)에 있어서, 전지(10)의 정극 및 부극에 안전장치가 연결되어진다.As shown, in the battery pack 50 according to another embodiment of the present invention, safety devices are connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery 10.
상기 안전장치에는 전술한 실시예에서의 PTC 소자가 생략되어 있으며, 보호회로기판(41)만이 포함되어 있다. The safety device omits the PTC element in the above embodiment, and includes only the protection circuit board 41.
본 실시예에 따르면, 상기 보호회로기판(41)의 단자부와 전지(10)의 정극 단자부 및 부극 단자부 사이에는 접속수단이 마련되어 상호간에 접속되어진다. 이때, 전지의 정극 단자부로는 캡 플레이트(21)가, 부극 단자부로는 전극 단자(22)가 그 역할을 하게 된다. According to this embodiment, connecting means is provided between the terminal portion of the protective circuit board 41 and the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion of the battery 10 to be connected to each other. In this case, the cap plate 21 serves as the positive electrode terminal portion of the battery and the electrode terminal 22 serves as the negative electrode terminal portion.
상술하자면, 상기 캡 플레이트(21) 및 전극 단자(22)와 보호회로기판(41)의 단자부 사이에 접속수단이 마련되어지는데, 상기 접속수단은 제1,2압축코일 스프링(61)(62)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제1,2압축코일 스프링(61)(62)은 각각 전술한 실시예에서와 같이, 전도성 있는 금속 소재로 이루어지며, 이에 따라 캡 플레이트(21) 및 전극 단자(22)와 보호회로기판(41)의 단자부 사이가 전기적으로 상호 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제1,2압축코일 스프링(61)(62)은 각각 캡 플레이트(21)와 보호회로기판(41)의 단자부 사이와 전극 단자(22)와 보호회로기판(41)의 다른 단자부 사이에 압축된 상태로 설치된다. In detail, a connecting means is provided between the cap plate 21 and the electrode terminal 22 and the terminal portion of the protective circuit board 41. The connecting means includes the first and second compression coil springs 61 and 62. It is preferable to comprise. The first and second compression coil springs 61 and 62 are each made of a conductive metal material as in the above-described embodiment, and thus the cap plate 21 and the electrode terminal 22 and the protective circuit board ( The terminal portions of 41 may be electrically interconnected. The first and second compression coil springs 61 and 62 are respectively disposed between the terminal portion of the cap plate 21 and the protective circuit board 41 and between the electrode terminal 22 and the other terminal portion of the protective circuit board 41. Installed in a compressed state.
상기의 구조를 가지는 접속수단은 종래의 용접 방식이 아닌 비용접 방식으로서 용접 공정이 별도로 수행될 필요가 없으므로 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 전지(10)의 수명이 다한 경우에 전지 팩(50)으로부터 전지(10)만을 용이하게 교체할 수 있으므로, 보호회로기판(41) 및 외장 케이스(51)의 재활용이 가능해질 수 있다. The connecting means having the above structure is a non-welding method, rather than a conventional welding method, so the welding process does not need to be performed separately, so the process can be simplified. In addition, since the battery 10 can be easily replaced from the battery pack 50 when the battery 10 has reached the end of its life, the protection circuit board 41 and the outer case 51 can be recycled.
한편, 상기 캡 플레이트(21)의 상부면과 전극 단자(22)의 상부면에는 도시된 바와 같은 제1,2안착부(63)(64)가 각각 마련될 수 있으며, 상기 제1,2안착부(63)(64)에는 상기 제1,2압축코일 스프링(61)(62)의 일단부가 각각 안착되어질 수 있다. 상기 제1,2안착부(63)(64)는 제1,2압축코일 스프링(61)(62)의 일단부가 각각 삽입되어 고정될 수 있는 홈으로 형성될 수 있다. Meanwhile, first and second seating portions 63 and 64 may be provided on the upper surface of the cap plate 21 and the upper surface of the electrode terminal 22, respectively. One end of each of the first and second compression coil springs 61 and 62 may be seated on the parts 63 and 64. The first and second seating parts 63 and 64 may be formed as grooves in which one ends of the first and second compression coil springs 61 and 62 are respectively inserted and fixed.
상기와 같이 제1,2압축코일 스프링(61)(62)의 각 일단부가 제1,2안착부(63)(64)에 삽입되어지는 한편, 이들 사이에 압축되어 설치됨으로써 고정 상태가 유지되어질 수 있게 된다. As described above, one end of each of the first and second compression coil springs 61 and 62 is inserted into the first and second seating portions 63 and 64, and is compressed and installed therebetween to maintain a fixed state. It becomes possible.
또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 외장 케이스(51)의 내측에는 상기 제1,2압축코일 스프링(61)(62)의 이탈을 방지할 수 있도록 별도의 고정수단이 마련될 수 있다. 상기 고정수단은 전술한 실시예와 같이, 제1,2압축코일 스프링(61)(62)의 몸체가 삽입될 수 있는 소정 공간을 가지는 부재로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기의 구조를 가지는 고정수단이 외장 케이스(51)에 별도로 마련될 경우에는 캡 플레이트(21) 및 전극 단자(22)에 각각 형성된 제1,2안착부(63)(64)가 생략되어질 수도 있다. In addition, although not shown in the figure, a separate fixing means may be provided inside the outer case 51 to prevent the first and second compression coil springs 61 and 62 from being separated. The fixing means may be made of a member having a predetermined space into which the bodies of the first and second compression coil springs 61 and 62 can be inserted, as in the above-described embodiment. In addition, when the fixing means having the above structure is provided separately in the outer case 51, the first and second seating portions 63 and 64 respectively formed on the cap plate 21 and the electrode terminal 22 may be omitted. It may be.
상기와 같이 보호회로기판(41)이 전지(10)와 접속되어진 상태로 외장 케이스(51)에 의해 수용되어 감싸짐으로써, 전지 팩(50)을 구성하게 된다. As described above, the protective circuit board 41 is accommodated and wrapped by the outer case 51 while being connected to the battery 10 to form the battery pack 50.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 팩은 비용접 방식의 접속수단을 구비함으로써 제조 공정을 단순하게 할 수 있으며, 전지의 수명이 다한 경우에 전지 팩으로부터 전지만을 용이하게 교체할 수 있어, 안전장치 및 외장 케이스의 재활용이 가능해진다. 따라서, 종래에 비해 전지 팩의 교환에 따른 비용이 저감될 수 있다.As described above, the battery pack according to the present invention can simplify the manufacturing process by providing a non-contact type connecting means, and can easily replace only the battery from the battery pack when the battery is at the end of life. The device and the outer case can be recycled. Therefore, the cost according to the replacement of the battery pack can be reduced as compared with the related art.
또한, 안전장치 전체와 상기 안전장치 및 전지를 사이를 연결하는 리이드 플레이트를 전지의 상측에 위치시킴으로써, 리이드 플레이트들의 길이를 단축시켜 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, by placing the lead plate connecting the entire safety device and the safety device and the battery on the upper side of the battery, it is possible to shorten the length of the lead plate to improve the performance of the battery.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지에 대한 분리 사시도. 1 is an exploded perspective view of a battery according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 전지가 채용된 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 분리 사시도. Figure 2 is an exploded perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention employing the battery of Figure 1;
도 3은 도 2의 전지 팩이 조립된 상태를 나타낸 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view showing a state in which the battery pack of Figure 2 assembled.
도 4는 도 1의 전지가 채용된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩을 나타낸 분리 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing a battery pack according to another embodiment of the present invention employing the battery of Figure 1;
도 5는 도 4의 전지 팩이 조립된 상태를 나타낸 부분 단면도. 5 is a partial cross-sectional view showing a state in which the battery pack of Figure 4 assembled.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>
10..전지 21..캡 플레이트10. Battery 21. Cap plate
22..전극 단자 41..보호회로기판22 .. Electrode terminal 41. Protective circuit board
42..PTC 소자 43,61,62..압축코일 스프링42..PTC element 43,61,62.Compression coil spring
44,63,64..안착부 45a,45b..리이드 플레이트Mounting part 45a, 45b..Lead plate
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