KR100537535B1 - 수지몰딩형 이차 전지의 형성 방법 - Google Patents

수지몰딩형 이차 전지의 형성 방법 Download PDF

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Abstract

베어 셀에 보호회로 기판을 전기적으로 접속시키는 단계, 접속된 상태의 보호회로 기판과 적어도 일부의 베어 셀을 포함할 수 있고 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면에 대향하는 보호 부위가 이동가능하여 단자면에 닿을 수 있도록 형성된 몰드에 보호회로 기판이 접속된 베어 셀을 장착하는 단계, 측부가 정위치에서의 보호회로 기판 뒷면과 접촉되도록 몰드에 지지핀을 설치하는 단계, 보호 부위의 전단면이 단자면과 밀착되도록 보호 부위를 이동시키는 단계, 몰드 내에 수지를 부어넣는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법이 개시된다.
따라서, 수지몰딩형 이차 전지를 제조할 때, 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면에 대응하는 보호 부위(가령 코아)을 이동시켜 외부 입출력 단자면에 닿도록 할 때에도 보호회로 기판이 부분적으로 틀어져 단자면과 몰드 보호 부위 사이에 틈이 생기고 단자면 일부가 수지로 덮이는 문제를 방지할 수 있다.

Description

수지몰딩형 이차 전지의 형성 방법{Method of forming plastic molding type secondary battery}
본 발명은 이차 전지의 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어 셀과 보호회로 기판 사이의 간극을 수지몰딩으로 채우는 수지몰딩형 이차 전지의 몰딩 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다.
이들 이차 전지에서 베어 셀의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 알미늄 등의 금속으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다.
그런데, 전지는 에너지원으로서 많은 에너지를 방출할 가능성을 가지고 있다. 이들 이차전지의 경우, 에너지를 충전된 상태에서 자체에 높은 에너지를 축적하고 있으며, 충전하는 과정에서는 다른 에너지원으로 부터 에너지를 공급받아 축적하게 된다. 이런 과정이나 상태에서 내부 단락 등 이차 전지의 이상이 발생하는 경우, 전지 내에 축적된 에너지가 단시간에 방출되면서 발화, 폭발 등의 안전 문제를 일으킬 수 있다.
따라서, 이차 전지에는 충전된 상태에서 혹은 충전하는 과정에서 전지 자체의 이상으로 인한 발화나 폭발을 막기 위해 여러 가지 안전 장치가 구비된다. 안전 장치들 가운데 보호회로 기판은 통상 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조에 의해 베어 셀의 양극 단자 및 음극 단자와 연결된다. 보호회로 기판에는 PTC 소자나 바이메탈이 함께 구성되기도 하며, 이 경우, 보호회로 기판은 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지하게 한다.
베어 셀과 보호회로 기판이 결합된 상태의 이차 전지는 별도의 케이스에 수납되어 완성된 외관을 갖춘 이차 전지를 이루거나, 베어 셀과 보호회로 기판이 용접 등으로 연결된 사이 공간이 성형 수지로 채워진 수지몰딩형 이차 전지를 이루게 된다. 수지몰딩형 이차 전지에서는 전지의 소형화를 위해 전지와 외부 회로를 접속하는 외부 입출력 단자를 리드선 등으로 외부에 별도로 추출하여 형성하지 않고 기판의 일면에 형성하여 외부로 노출시키는 것이 가능해진다.
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 수지 팩 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며, 도2는 베어 셀과 보호회로 기판의 리드 플레이트가 용접된 상태로 성형 몰드에 장착된 상태의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 팩형 전지에서 베어 셀의 전극 단자(11, 12)가 형성된 면에 나란히 보호회로 기판(30)이 배치된다. 그리고, 도2와 같이 베어 셀(10)과 보호회로 기판과의 간극을 성형 수지로 충전한다. 성형 수지로 충전할 때 성형 수지가 보호회로 기판의 베어 셀과 대향된 면의 이면까지 덮을 수 있으나 그 이면에 설치된 전지의 외부 입출력 단자(32)는 외부로 노출될 수 있도록 한다.
베어 셀(10)에는 보호회로 기판(30)과 대향하는 측면에는 양극 단자(11), 음극 단자(12)가 형성되어 있다. 양극 단자(11)는 캡 플레이트 자체이거나 캡 플레이트 상에 결합된 금속 판이 될 수 있다. 음극 단자(12)는 캡 플레이트 상에 수직으로 돌출된 단자이며, 주위에 개재된 절연체 가스켓에 의해서 캡 플레이트(13)와 전기적으로 격리된다.
보호회로 기판(30)은 수지로 이루어진 판넬에 회로가 형성되어 이루어지고, 외측 표면에 외부 입출력 단자(32) 등이 형성되어 있다. 이 기판(30)은 베어 셀(10)의 대향 면(캡 플레이트면)과 거의 같은 크기와 모양을 가진다.
보호회로 기판(30)에서 복수의 외부 입출력 단자(32)가 형성된 면의 이면, 즉, 내측면에는 회로부(35) 및 접속 단자(36, 37)가 구비된다. 회로부(35)에는 충방전시에 있어서 과충전, 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호 회로 등이 형성되어 있다. 회로부(35)와 각각의 외부 입출력 단자(32)는 보호회로 기판(30)을 통과하는 도전구조에 의해 전기 접속되어 있다.
베어 셀(10)과 보호회로 기판(30) 사이에는 리드 플레이트(41, 42) 및 절연 플레이트(43) 등이 배치되어 있다. 리드 플레이트(41, 42)는 통상 니켈로 이루어지고 캡 플레이트(13) 및 보호회로 기판(30)의 접속 단자(36,37)와의 전기 접속을 위해 형성되며 'L'자형 구조 혹은 평면적 구조로 이루어진다. 리드 플레이트(41, 42)와 각 단자( 36, 37)의 용접 등 연결은 전기적 접속을 위한 것이며, 통상 기계적 강도가 보장되지 않는다. 즉, 리드 플레이트(41,42)와 접속 단자(36,37)의 용접이 이루어진 상태에서도 보호회로는 베어 셀에 단단히 고정되지 않는다.
한편, 보호회로 기판(30)과 베어 셀(10)이 용접된 상태로 성형 몰드(100)에 장착될 때, 외부 회로와의 전기 접속을 위해 외부 입출력 단자(32)의 표면에는 수지가 덮이지 않도록 보호할 필요가 있다. 보호회로 기판의 외부 입출력 단자(32)가 기판면에서 돌출되게 형성되면 도2와 같이 단자면이 직접 몰드(100) 내면과 닿도록 하는 방법을 사용할 수 있다. 이 외에, 단자면 보호를 위해서는 몰드(100) 자체의 내측 형태를 보호회로 기판의 외부 입출력 단자(32)와 닿도록 돌출되게 만들 수 있다.
단자면이 보호되도록 하기 위해서 몰드(100)에 보호회로 기판(30)을 설치할 때 처음부터 보호회로 기판의 단자면이 몰드의 내면과 닿도록 할 수도 있으나, 그 과정에서 몰드 내면과 기판의 외부 입출력 단자(32)의 표면 사이에 틈이 생기기 쉽다. 이런 문제를 없애는 방법으로 일단 보호회로 기판(30)을 몰드(100) 내에 설치하고, 한편으로는 단자면과 대향된 몰드 내면 전체가 혹은 단자면과 대향된 몰드 면 일부분이 움직일 수 있도록 하여, 몰드에 보호회로 기판 및 베어 셀을 설치한 뒤 단자면과 대향된 몰드 면 혹은 몰드 면 일부분을 단자면쪽으로 이동시키는 방법을 사용할 수 있다.
이때, 몰드면 일부분만을 단자면쪽으로 움직이는 방법으로 외부 입출력 단자(32)에 대응되는 몰드 부분에 통공을 형성하고 이 부분에 기둥형태의 코어(210)를 끼워 전진시켜 코어(210) 전단면을 몰드(100) 내측면보다 돌출시킴으로써 외부 입출력 단자(32)와 닿도록 할 수도 있다.
몰드에 코어(210)를 사용하는 경우, 수지 성형 방법을 살펴보면, 먼저 이차 전지를 형성하는 과정에서 보호회로 기판(30)을 수용하도록 형성된 몰드(100)에 베어 셀(10)과 접속된 기판(30)을 장착한다. 코어(210)를 몰드(100)의 통공을 통해 보호회로 기판(30)쪽으로 이동시켜 코어(210) 전단면을 기판의 외부 입출력 단자(32) 표면과 접촉시킨다. 그리고, 몰드(100) 내측에 액상의 수지를 주입하여 고화시킨다.
이런 과정에서 보호회로 기판은 전술하듯이 얇은 리드 플레이트(41,42))와 접속 단자(36,37)의 연결에 의해서만 베어 셀(10)에 고정된 상태이므로 코어(210)의 이동시 베어 셀(10) 쪽으로 불균일하게 밀리는 경우가 많다. 이런 경우, 도3의 설명도에서 보듯이 보호회로 기판(30)은 정위치의 기판면과 평행이 아닌 경사진 상태를 이루어 코어(210)의 전단면과 보호회로 기판의 외부 입출력 단자(32) 표면 사이에 미세한 쐐기형 틈이 발생된다. 이 틈에 수지(20)가 채워지면 도4에서 보여지는 것과 같이 외부 입출력 단자(32) 표면의 일부가 수지막(21)으로 코팅되는 '플래시(flash) 불량'이라는 문제를 일으킨다. 그리고, 보호회로 기판이 정위치에 있지 않음으로 인하여 정해진 규격에서 벗어나는 여타 불량 요인을 가지게 된다.
코어를 이동시킬 때 보호회로 기판이 불균일하게 베어 셀 쪽으로 밀리는 현상을 막기 위해 베어 셀과 리드 플레이트를 통해 결합된 보호회로 기판을 몰드에 설치하는 단계에서 베어 셀과 보호회로 기판 사이에 수지 재질과 같은 버팀 고정물을 설치하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나 이런 고정물은 몰드 내에 수지를 주입시키는 단계에서 수지의 능률적 주입을 방해하는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 리드 플레이트를 통해 전기 접속된 보호회로 기판과 베어 셀을 몰드에 장착시키고 보호회로 기판과 베어 셀 사이 공간에 녹은 수지를 부어 수지몰딩형 이차 전지를 제조할 때, 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면에 대응하는 몰드 부분을 이동시켜 외부 입출력 단자면에 닿도록 함으로써 단자면을 보호하는 방법을 사용하는 공정에서, 단자면이 수지로 덮이는 불량 문제를 방지하기 위한 것으로,
보다 상세하게, 본 발명은 몰드 일 부분이 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면과 닿아 단자면을 보호하도록 할 때, 단자면과 닿기 위해 이동되는 몰드 부분이 보호회로 기판을 불균일하게 밀어서 외부 입출력 단자면과 몰드 부분 전단면의 사이에 틈이 발생하고, 몰드에 수지를 주입할 때 그 틈에 수지가 채워져 단자면이 수지로 덮이는 문제를 방지할 수 있는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보호회로 기판의 정위치에서 일부 벗어난 상태로 몰드에 장착된 경우, 이를 교정하여 보호회로 기판을 정위치시키고, 보호회로 기판의 정위치 이탈에 따른 불량 요인을 제거할 수 있는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법은,
베어 셀에 보호회로 기판을 전기적으로 접속시키는 단계,
접속된 상태의 상기 보호회로 기판과 적어도 일부의 상기 베어 셀을 포함할 수 있고 상기 보호회로 기판의 전기 단자면에 대향하는 보호 부위가 이동가능하여 상기 전기 단자면에 닿을 수 있도록 형성된 몰드에 상기 보호회로 기판이 접속된 베어 셀을 장착하는 단계,
지지핀 측부가 정위치에서의 상기 보호회로 기판 뒷면과 접촉되도록 상기 몰드에 지지핀을 설치하는 단계,
상기 보호 부위의 전단면이 상기 전기 단자면과 맞닿도록 상기 보호 부위를 이동시키는 단계,
상기 몰드 내에 수지를 부어넣는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보호 부위는 코어의 형태로 몰드의 다른 부위와 구분되게 이루질 수 있다. 즉, 보호회로의 전기 단자면에 대응되는 몰드 부분에 통공을 형성하고 이 부분에 기둥 형태의 코어를 끼워 전진시켜 코어 전단면을 몰드 다른 부분의 내측면보다 돌출시킴으로써 외부 입출력 단자와 닿도록 할 수 있다.
본 발명에서 지지핀을 설치하는 단계는, 지지핀을 몰드 외측에서 몰드 소정 위치에 형성된 핀홀을 통해 내측으로 삽입하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 지지핀은 보호 부위의 이동 방향을 기준으로 몰드 측부의 소정 위치에 설치된 핀홀을 통해 보호회로 기판의 후면에 닿도록 삽입하는 형태로 설치되는 것이 바람직하나, 미리 몰드에 보호회로 기판이 접속된 베어 셀을 장착하는 단계에서 몰드 내측에 형성하는 것일 수도 있다.
본 발명에서 지지핀이 내측으로 삽입되는 방식으로 사용될 경우, 지지핀의 적어도 하나에는 종단면에서 볼 때 삽입되는 단부의 상기 보호회로 기판을 향하는 쪽에 경사부(테이퍼면)가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 지지핀이 몰드 내로 삽입되면서 보호회로 기판이 정위치에서 일부 벗어난 경우 경사부가 보호회로 기판의 외곽부에 닿아 보호회로 기판의 위치를 교정하는 역할을 할 수 있다.
지지핀의 적어도 하나는 종단면에서 볼 때 단부에 단이 형성되어 상기 보호회로 기판의 후면과 닿는 부분이 얇게 형성되는 것일 수 있다. 이때, 지지핀이 몰드 내측과 외측에 걸쳐 있는 경우, 몰드 내측의 지지핀은 얇고, 몰드 외측의 지지핀은 두꺼운 형태를 가질 수 있다.
또한, 지지핀이 몰드의 측방의 양측 장변에 적어도 2개씩 형성되면 코어의 이동에 의한 압력에 대해 지지핀이 보호회로 기판을 균일하고 안정되게 지지할 수 있으므로 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도5는 본 발명의 과정에서 보호회로 기판과 베어 셀이 접속된 뒤 수지몰딩을 위해 몰드에 안착되고, 보호회로 기판 후면에 접하여 위치하도록 지지핀이 몰드에 설치된 단계를 나타내는 평단면도이며, 도6은 도5의 단계에서 베어 셀의 가장 좁은 면쪽에서 본 지지핀 위치에서의 단면도이고, 도7은 도6과 같은 상태를 이루는 과정에서 단부에 경사부(테이터면)를 가지는 지지핀이 정위치를 벗어난 보호회로 기판을 정위치로 유도하는 작용을 설명하기 위한 설명도이다.
먼저, 몰드에 대해 개략적으로 설명하면, 통상, 전체 몰드는 상부와 하부가 서로 결합되어 이루어진다. 상부와 하부는 각형 캔의 넓은면과 평행하게 설치되는 두 부분의 몰드편이거나, 보호회로 및 베어 셀의 접속부를 포괄하는 동공(cavity)부분과 베어 셀의 아래쪽을 포괄하는 동공(cavity)부분일 수도 있다. 상,하부가 캔의 넓은면과 평행하게 설치되는 한 예를 보면, 몰드의 상부 및 하부 내면측에는 보호회로 기판과 베어 셀의 결합체가 정위치에 수용될 수 있도록, 베어 셀 및 보호회로 기판에 대응되는 형태를 갖춘 움푹한 공간(cavity)이 형성된다. 상하부가 결합된 상태의 몰드의 일 부분에 보호회로 기판과 베어 셀 사이의 공간에 녹은 수지가 주입될 수 있도록 핀홀 타입(pinhole type)의 게이트(gate)가 형성되고, 게이트에는 수지의 통로가 되는 러너(runner)가 연결, 설치된다. 몰드(mold)와 러너(runner) 일부는 일체로 형성될 수도 있으나, 통상 러너에는 잔류된 수지가 쉽게 굳어져 통로를 막게 되므로 러너는 몰드와 별도로 형성되고, 사용후 러너는 교체, 폐기되는 경우가 많다.
도5 내지 도6을 참조하면, 상하부 몰드의 정면 벽체 부분에서 외부 입출력 단자에 해당하는 부분들은 제거되어 상하부 금속 몰드를 결합시킬 때 이 부분은 천공된 것과 같은 홀의 형태를 이루게 된다. 홀 부분에는 코아(210)가 끼워져 몰드(100)에 수지가 주입될 때 수지가 밖으로 흐르지 않도록 홀을 틈새 없이 막게 된다. 코아(210)는 몰드(100) 외부에서 코아 본체(200)에 결합되어 코아 본체(200)가 전후진 함에 따라 동시에 홀을 통해 전후로 이동하게 된다.
전지가 몰드(100)에 장착된 상태에서 전지의 최대 면적 면과 나란한 몰드 측면을 통해 지지핀(300:310,320)이 몰드(100) 내로 투입된다. 지지핀(300:310,320)이 투입되는 위치에는 미리 핀홀이 형성되어 있다. 핀홀은 장착된 전지가 정위치에 있을 때 전지의 보호회로 기판(30) 보다 정확하게는 보호회로 기판의 회로부(35) 뒷면, 즉, 베어 셀(10)과 마주하는 면이 지지핀(300,310,320)의 측부에 닫도록 하는 위치에 형성된다.
지지핀이 핀홀을 통해 몰드(100)에 결합된 상태에서 코아 본체(200)가 이동하여 코아(210)를 몰드(100) 내측으로 이동시킨다. 코아(210)의 전단면이 보호회로 기판(30)의 외부 입출력 단자(32)의 단자면과 밀착된다. 코아(210)의 전단면은 주변의 몰드(100) 내면과 동일한 레벨의 연속면을 형성할 수도 있으나, 통상, 보호회로 기판(30)의 외부 입출력 단자(32) 표면에 수지가 덮이지 않도록 보호하는 역할에 용이하게 주위보다 조금 돌출된다. 결과로, 수지몰딩된 상태의 이차 전지의 단자(32) 표면은 주위보다 조금 낮은 레벨로 형성되어 이를 세트 접속에 이용할 수도 있다. 단자면과의 접촉으로 공정이 계속되면서 코아(210) 전단면이 일부 마모되는 경우에도 코아(210)의 진퇴를 조절하여 마모된 두께를 보상할 수 있다. 코아(210)의 전단면은 외부 입출력 단자(32) 각각의 단자면에 일치되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
코아(210)가 이동하여 전단면이 외부 입출력 단자면과 밀착될 때에도 보호회로 기판 회로부(35)의 후면이 지지핀(300:310,320)에 의해 지지되고 있으므로 뒤로 밀리지 않게 된다. 지지핀이 몰드(100) 측면을 둘러가면서 적어도 3개 이상 분산, 분포하면 보호회로 기판은 어느 가장자리 위치에서도 부분적으로 밀리는 일이 없게 되므로 도5와 같이 보호회로 기판(30)의 각 장변쪽에 2개 이상씩 지지핀(300)이 설치된다면 보호회로 기판(30)은 코아(210)가 압력을 가할 때에도 정위치에 안정될 수 있다. 따라서, 보호회로 기판(30)이 정위치에서 경사지게 기울어져 일부 외부 입출력 단자(32)와 코아(210) 전단면 사이가 벌어지고 플래시 현상이 발생하는 것은 방지된다. 역으로, 플래시 현상의 우려가 없으므로, 코아 전단면이 보호회로의 외부 입출력 단자(32)면과 충분히 밀착되도록 코아(210)를 움직이는 작업에 공정 여유를 가질 수 있다.
한편, 지지핀은 도6에 도시된 것과 같이 그 종단이 경사면을 가질 수 있다. 실시예와 같이 지지핀(310,320)이 외부에서 몰드(100) 내측으로 삽입되는 방식으로 사용될 경우, 지지핀(320)의 적어도 하나에는 종단면에서 볼 때 삽입되는 측 단부의 상기 보호회로 기판을 향하는 쪽에 경사면(테이퍼면)이 형성되는 것이 바람직하다.
가령, 도7과 같이 보호회로 기판(30)이 몰드 내로 장착된 상태에서 보호회로 기판이 정위치에서 일부 벗어나 약간 뒤로(베어 셀 쪽으로) 치우진 경우를 상정할 수 있다. 지지핀(320) 단부에 형성된 경사면이 보호회로 기판(30) 쪽을 향하면, 지지핀(320)이 몰드(100) 내측으로 삽입되면서 날카로운 끝부분이 일단 몰드로 들어오고, 나머지 부분이 들어오면서 경사면이 정위치 평면에서 각도 θ만큼 벗어난 보호회로 기판(30)의 외곽부에 닿아 보호회로 기판(30)을 정위치로 유도, 교정하는 역할을 할 수 있다. 보호회로 기판(30)이 베어 셀과 결합된 상태에서 전체적으로 한쪽이 약간 기울어진 경우를 상정한다면, 전체 지지핀에 대해서는 아니라도 보호회로 기판의 두 장변중 한 장변쪽으로 삽입되는 지지핀 전체의 단부를 경사면으로 형성하는 것을 고려할 수 있다.
한편, 보호회로 기판(30)이 베어 셀 쪽으로 치우친 경우와 반대로, 보호회로 기판이 정위치에서 몰드(100)의 코아쪽 (정면 벽체의 홀쪽)으로 약간 치우친 경우, 수지의 주입 전에 코아가 인입되어 이동하면서 코아 전단면이 외부 입출력 단자면과 밀착되도록 코아의 압력이 보호회로 기판에 작용하므로 보호회로 기판 후면이 지지핀에 닿을 때까지 보호회로가 밀려 정위치를 찾게 된다.
또한, 도6의 한 지지핀(310)의 예에서 보이듯이, 지지핀은 종단면에서 볼 때 단부에 단이 형성되어 상기 보호회로 기판(30) 회로부(35)의 후면과 닿는 부분이 얇게 형성되는 것일 수 있다. 가령, 몰드(100)에 삽입되는 형태의 지지핀에서 지지핀(310)이 몰드(100) 내측과 외측에 걸쳐 있는 경우, 몰드 내측의 지지핀(310) 부분은 얇고, 몰드(100) 외측의 지지핀 부분은 두꺼운 형태를 가질 수 있다. 지지핀이 얇게 형성되는 경우 개별적 지지핀의 지지력은 떨어질 수 있으나 부분적인 탄성 변형 특성이 개선될 수 있다. 지지력의 저하 문제는 지지핀의 수를 늘려 보강할 수 있고, 탄성 변형 특성이 좋아지면 지지핀이 몰드에 삽입될 때 보호회로 기판에 일부 부딪히는 경우에도 쉽게 삽입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 수지몰딩형 이차 전지를 제조할 때, 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면에 대응하는 몰드 부분(가령 코아)을 이동시켜 외부 입출력 단자면에 닿도록 함으로써 단자면을 보호하는 방법을 사용하는 공정에서, 보호회로 기판이 부분적으로 틀어져 일부 단자면과 몰드 부분 사이에 틈이 생기고 단자면 일부가 수지로 덮이는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 몰드에 안착된 전지의 보호회로 기판이 베어 셀 쪽으로 미세하게 밀려있는 경우에도 경사면을 가지는 지지핀 등을 사용하여 보호회로 기판의 위치를 바로잡을 수 있다.
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 수지 팩 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며,
도2는 베어 셀과 보호회로 기판의 리드 플레이트가 용접된 상태로 성형 몰드에 장착된 상태의 종래의 일 예를 나타내는 단면도,
도3은 몰드 내에서 보호회로 기판이 정위치에서 경사진 상태를 이루어 코어의 전단면과 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면 사이에 쐐기형 틈이 발생된 종래의 문제를 두드러지게 표시한 단면도,
도4는 수지몰딩형 이차 전지에서 외부 입출력 단자면의 일부가 수지막으로 절연된 종래의 플래시(flash) 불량을 나타내는 부분 사시도.
도5는 본 발명의 과정에서 보호회로 기판과 베어 셀이 접속된 뒤 수지몰딩을 위해 몰드에 안착되고, 보호회로 기판 후면에 접하여 위치하도록 지지핀이 몰드에 설치된 단계를 나타내는 평단면도이며,
도6은 도5의 단계에서 베어 셀의 가장 좁은 면쪽에서 본 지지핀 위치에서의 단면도이고,
도7은 도6과 같은 상태를 이루는 과정에서 단부에 테이터면을 가지는 지지핀이 정위치를 벗어난 보호회로 기판을 정위치로 유도하는 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

Claims (6)

  1. 베어 셀에 보호회로 기판을 전기적으로 접속시키는 단계,
    접속된 상태의 상기 보호회로 기판과 적어도 일부의 상기 베어 셀을 포함할 수 있고 상기 보호회로 기판의 외부 입출력 단자면에 대향하는 보호 부위가 이동가능하여 상기 단자면에 닿을 수 있도록 형성된 몰드에 상기 보호회로 기판이 접속된 베어 셀을 장착하는 단계,
    지지핀 측부가 정위치에서의 상기 보호회로 기판 뒷면과 접촉되도록 상기 몰드에 지지핀을 설치하는 단계,
    상기 보호 부위의 전단면이 상기 단자면과 맞닿도록 상기 보호 부위를 이동시키는 단계,
    상기 몰드 내에 수지를 부어넣는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 부위는 상기 보호회로 기판의 상기 단자면에 대응되는 몰드 부분을 통공 형태로 형성하고 상기 통공 부분에 기둥 형태의 코어를 끼워 전후진 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 몰드 외측에서 상기 몰드 소정 위치에 형성된 핀홀을 통해 내측으로 삽입하는 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지핀의 적어도 하나에는 종단면에서 볼 때 내측 단부의 상기 보호회로 기판을 향하는 쪽에 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지핀의 적어도 하나에는 종단면에서 볼 때 단부에 단이 형성되어 상기 보호회로 기판의 후면과 닿는 부분이 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 보호회로 기판의 장변측에 적어도 2개씩 형성됨을 특징으로 하는 수지몰딩형 이차 전지 형성 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8173290B2 (en) 2008-06-03 2012-05-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4722015B2 (ja) * 2005-12-29 2011-07-13 三星エスディアイ株式会社 ポリマー電池パック
US7763375B2 (en) * 2006-05-24 2010-07-27 Eveready Battery Company, Inc. Current interrupt device for batteries
KR100833745B1 (ko) * 2007-01-17 2008-05-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100870363B1 (ko) * 2007-03-15 2008-11-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지
US20080254343A1 (en) * 2007-04-16 2008-10-16 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with thermal current interrupting switch
KR100954029B1 (ko) * 2007-11-12 2010-04-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 보호회로모듈 및 이를 이용한 이차 전지
JP5362424B2 (ja) * 2009-04-21 2013-12-11 日立マクセル株式会社 電池パック
KR101075356B1 (ko) * 2009-09-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US9048477B2 (en) 2009-09-09 2015-06-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
FR2980305A1 (fr) * 2011-09-19 2013-03-22 St Microelectronics Tours Sas Procede d'encapsulation d'un element d'accumulation d'energie electrique et batterie
KR102096067B1 (ko) * 2013-01-31 2020-04-01 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP7130711B2 (ja) * 2020-09-10 2022-09-05 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3556875B2 (ja) * 1999-03-02 2004-08-25 京セラ株式会社 バッテリー及びその製造方法
JP3877623B2 (ja) 2002-03-28 2007-02-07 三洋電機株式会社 パック電池の製造方法
DE10350693A1 (de) * 2002-10-31 2004-05-19 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Batteriepack
JP4130160B2 (ja) * 2003-09-16 2008-08-06 三洋電機株式会社 パック電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8173290B2 (en) 2008-06-03 2012-05-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

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