KR100561299B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

베어 셀과 안전 장치가 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서, 보호회로 기판 등의 안전 장치를 성형 수지나 조립형 케이스로 고정하여 포함하는 전지 부품부가 형성되고, 전지 부품부와 베어 셀의 외면 가운데 이들이 서로 결합될 결합면에는 각각 이들을 기계적으로 결합시키는 결합 수단이 형성되며, 이들 결합 수단의 적어도 일부는 안전 장치의 전기 단자, 베어 셀의 전극과 전기적으로 연결되어 전기 접속 수단을 겸하면서 기계적 결합 구조에 더하여 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조를 더 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 개시된다. 이때, 기계적 결합 수단의 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조로는 용접 처리, 접촉면에 대한 도금, 페이스트 도포를 들 수 있다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 팩형 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며,
도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 팩형 전지를 나타내는 사시도,
도3는 본 발명에 따르는 실시예의 전지 부품부와 베어 셀의 상부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며,
도4 및 도5는 본 발명의 다른 실시예들에서 전지 부품부와 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서의 외형을 개략적으로 나타내는 결합 상태의 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20: 전지 부품부 21: 보호회로 기판
22,31,32: 외부 입출력 단자 23: 바이메탈
24: 성형수지 25,27: 수형 기계적 접속부
251,271: 턱 26: 음극 연결부
28,29,41,42: 접속 리드 281,291: 절곡선
50: 암형 기계적 결합부 51: V넥
35: 회로부 36,37: 접속 단자
43: 절연 플레이트 110: 캡 플레이트
111: 양극 단자 130: 음극 단자
100: 베어 셀 241: 홈
253,263: 용접점
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 조립체, 캔, 캡 조립체를 구비하여 이루어진 베어 셀(bare cell)과 베어 셀에 보호회로 기판을 전기적으로 접속하여 이루어지는 이차 전지에 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 통상 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.
그런데, 전지는 에너지원으로서 많은 에너지를 방출할 가능성을 가지고 있 다. 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.
최근에 많이 사용되는 리튬계 이차전지는 리튬 자체가 높은 활성을 가지므로 전지 이상 발생시 발화나 폭발의 위험이 크다. 리튬 이온 전지의 경우는 금속 상태의 리튬이 아닌 이온 상태의 리튬만 존재하므로 금속 리튬을 사용하는 전지에 비해 안전성이 향상되었다. 그러나 여전히 전지에 사용되는 음극이나 비수성 전해액 등의 재료들은 가연성을 가지는 등의 이유로 전지 이상 발생시 발화나 폭발의 위험성이 크다.
따라서, 이차 전지에는 충전된 상태에서 혹은 충전하는 과정에서 전지 자체의 이상으로 인한 발화나 폭발을 막기 위해 여러 가지 안전 장치가 구비된다. 안전 장치들은 통상 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조에 의해 베어 셀의 양극 단자 및 음극 단자와 연결된다. 이들 안전 장치는 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지하게 한다. 안전 장치로서 베어 셀에 연결되는 것으로는 이상 전류나 전압을 감지하여 전류 흐름을 막는 보호회로, 이상 전류에 의한 과열로 작동하는 PTC(positive temperature coefficient)소자, 바이메탈 등이 있다.
베어 셀과 안전 장치가 결합된 상태의 이차 전지는 별도의 케이스에 수납되 어 완성된 외관을 갖춘 이차 전지를 이루게 된다. 또는, 베어 셀과 보호회로 기판 등 안전 장치는 전기적으로 서로 접속된 상태로 그 사이의 간극이 성형 수지에 의해 채워지면서 상호 고정되거나 함께 피복되어 완성된 외관을 갖춘 이차 전지를 이루게 된다.
그런데, 이차 전지는 제조업체 별로 제품 모델 별로 그 제조에 사용되는 요소의 구성 물질과 형태, 크기 등이 달라지고, 이들 여러 요인에 따라 적정한 안전 장치의 설계도 달라지는 것이 통상적이다. 그리고, 통상 이차 전지의 제조업체들은 베어 셀과 보호회로 등을 일체화된 패키지로 결합시켜 이차 전지를 형성한다. 이차 전지는 이차 전지가 장착될 제품 셋트의 일부를 이루도록 재질 및 디자인이 결정되는 경우가 많다.
이런 상황에서 이차 전지는 제품과의 관계에서 호환성을 갖지 못하여 소비자가 임의로 제품 세트에 사용될 이차 전지를 선택하기 어렵다. 전지의 작동 조건, 기능이 동일한 경우에도 제품 셋트에 대한 전용 디자인 제품이 아닌 다른 이차 전지를 사용할 수 없었다.
이런 문제를 해결하기 위해 이차 전지도 일차 전지와 같이 전지의 작동 조건, 기능이 동일하면 여러 제품 세트들의 케이스 내부에 장착되어 사용될 수 있도록 제조되는 경우가 확대되고 있다. 이런 경우, 이차 전지는 베어 셀과 보호회로 기판 등의 안전 장치 단자를 먼저 용접 등으로 연결하고, 그 사이 공간에는 성형 수지를 채워 베어 셀과 보호회로를 물리적으로 결합시킨 팩형 이차 전지로 이루어지는 경우가 많다.
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 팩형 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며, 도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 팩형 전지를 나타내는 사시도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 팩형 전지에서 베어 셀의 전극 단자(130, 111)가 형성된 면에 나란히 보호회로 기판(30)이 배치된다. 그리고, 도2와 같이 베어 셀(100)과 보호회로 기판과의 간극을 성형 수지로 충전한다. 성형 수지로 충전할 때 성형 수지가 보호회로 기판의 바깥 면까지 덮을 수 있으나 전지의 외부 입출력 단자(31, 32)는 외부로 노출되도록 한다.
베어 셀(100)에는 보호회로 기판(30)과 대향하는 측면에는 양극 단자(111), 음극 단자(130)가 형성되어 있다. 양극 단자(111)는 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 이루어지는 캡 플레이트 자체이거나 캡 플레이트 상에 결합된 니켈 함유 금속 판이 될 수 있다. 음극 단자(130)는 캡 플레이트 상에 돌기 모양으로 돌출된 단자이며, 주위에 개재된 절연체 가스켓에 의해서 캡 플레이트(110)와 전기적으로 격리되어 있다.
보호회로 기판(30)은 수지로 이루어진 판넬에 회로가 형성되어 이루어지고, 외측 표면에 외부 입출력 단자(31, 32) 등이 형성되어 있다. 이 기판(30)은 베어 셀(100)의 대향 면(캡 플레이트면)과 거의 같은 크기와 모양을 가진다.
보호회로 기판(30)에서 외부 입출력 단자(31,32)가 형성된 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 있 다. 회로부(35)와 각각의 외부 입출력 단자(31, 32)는 보호회로 기판(30)을 통과하는 도전구조에 의해 전기 접속되어 있다.
베어 셀(10)과 보호회로 기판(30) 사이에는 접속 리드(41, 42) 및 절연 플레이트(43) 등이 배치되어 있다. 접속 리드(41, 42)는 통상 니켈로 이루어지고 캡 플레이트(110) 및 보호회로 기판(30)의 접속 단자(36,37)와의 전기 접속을 위해 형성되며 'L'자형 구조 혹은 평면적 구조로 이루어진다. 접속 리드(41, 42)와 각 단자( 36, 37)의 접속을 위해서는 저항 스폿 용접이 사용될 수 있다. 본 예에서는 보호회로 기판과 음극 단자 사이에 있는 접속 리드(42)에는 브레이커(breaker) 등이 별도로 형성된 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 보호회로 기판의 회로부(35)에는 브레이커는 제외된다. 절연 플레이트(43)는 음극 단자(130)와 접속되는 접속 리드(42)와, 양극이 되는 캡 플레이트 사이를 절연하기 위해서 설치된다.
그런데, 이상에서 도시된 바와 같이 베어 셀(100)과 보호회로 기판(30) 기타 전지 부속을 성형 수지를 이용하여 팩형 전지로 형성할 때, 팩형 전지 상태에서 보호회로 기판(30) 등 전지 부속을 베어 셀(100)에 고정적으로 결합시키는 성형 수지부(20)는 캡 플레이트(110)나 캔과 같이 금속으로 이루어지는 베어 셀(100)과 재질이 다르고, 접해있는 면적도 크지 않아 부착 강도가 약하다는 문제가 있다.
부착 강도를 강하게 하기 위해서는 리드 플레이트 등의 접속 구조를 크게 하거나, 별도의 보강 구조를 형성하는 방법을 생각할 수 있다. 가령, 별도의 보강구조를 캡 플레이트에 용접하고, 보강 구조와 베어 셀 사이에는 부분적으로 공간을 형성하여 성형 수지가 이 공간을 채우면서 보강 구조를 감싸게 하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나. 이런 보강 구조를 형성하기 위해서는 별도 자재가 필요하고, 용접 가공이 추가되어야 하는 문제가 있다.
또한, 성형 수지를 베어 셀과 보호회로 기판 사이에 부어 넣고, 굳히기 위해서는 틀을 사용해야 하고, 사용후 틀을 벗기는 작업을 해야 하므로 번거롭다. 수지를 부어 넣을 때 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 수지가 고르게 채워지지 않을 수 있고, 특히, 보강 구조가 복잡하게 형성되면 보호회로와 베어 셀 사이에 성형 수지를 고르게 채우는 것은 보다 어렵게 된다.
한편, 성형 수지를 베어 셀과 보호회로 기판 사이에 부어 넣어 몰딩하는 경우, 단자의 접속부와 보호회로 기판, PCT 등이 성형 수지에 몰입되어 별도로 분리하는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서, 베어 셀이 폐기될 때 부착된 안전 장치들도 폐기되어야 했다.
본 발명은 상술한 종래 팩형 이차 전지의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베어 셀과 보호회로 기판 등의 안전 장치를 안정적이고 용이하게 결합시킬 수 있는 구성을 가지는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래의 팩형 이차 전지에서 성형 수지 작업의 번거로움과 성형 수지가 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 잘 채워지지 않고, 보호회로 기판과 베어 셀 사이의 부착력이 약화되는 문제점을 발생시키지 않는 구성을 가진 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베어 셀과 안전 장치가 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서,
보호회로 기판 등의 안전 장치를 성형 수지나 조립형 케이스로 고정하여 포함하는 전지 부품부가 형성되고, 전지 부품부와 베어 셀의 외면 가운데 이들이 서로 결합될 결합면에는 각각 이들을 기계적으로 결합시키는 결합 수단이 형성되며, 이들 결합 수단의 적어도 일부는 안전 장치의 전기 단자, 베어 셀의 전극과 전기적으로 연결되어 전기 접속 수단을 겸하면서 기계적 결합 구조에 더하여 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조를 더 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 안전 장치의 전기 단자나 베어 셀의 전극과 전기적으로 연결된 기계적 결합 수단의 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조로는 용접 처리, 접촉면에 대한 도금, 페이스트 도포를 들 수 있다.
본 발명에서 결합 구조에 용접을 실시하는 경우, 용접의 편리성을 도모하기 위해 전지 부품부에는 전지 부품부와 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서 외부에 결합부를 드러낼 수 있는 홈이 전지 부품부에 형성될 수 있다.
본 발명에서 결합 구조에 용접을 실시하는 경우, 용접의 편리성을 도모하기 위해 전지 부품부에는 전지 부품부와 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서 외부에 결합부를 드러내도록 기계적 결합부가 결합면에서 돌출되게 형성될 수 있다. 즉, 전지 부품부와 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서 전지 부품부와 베어 셀 결합면 사이에 갭이 형성될 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명에 따르는 실시예들의 전지 부품부와 베어 셀의 상부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도3을 참조하면, 이차 전지는 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)을 구비하여 이루어진다. 전지 부품부(20)는 보호회로 기판(21)과 바이메탈(23)이 전기 단자로 접속되어 직렬로 연결되고, 이들이 연결된 상태에서 이들을 감싸도록 성형 수지(24)가 몰딩됨으로써 이루어진다. 본 발명과 같이 몰딩 방법으로 전지 부품부(20)를 형성하는 경우에는 전지 부품부(20)는 베어 셀(100)을 포함하는 이차 전지 전체에 비해 훨씨 작은 크기이므로 주형 생산 관리와 다량 몰딩 작업이 용이해진다. 또한, 종래와 같이 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 성형 수지를 주입하는 경우에 비해 캡 플레이트(110)의 안전변(미도시)을 고려해야 할 제약이 없어진다. 성형 수지 부착 강도를 높이기 위한 부품들의 변형 구조나 여러 가지 부품으로 인해 보호회로 기판과 베어 셀 사이의 성형 수지가 고르게 채워지지 않는 문제가 없어진다.
본 실시예에서는 전지 부품부(20)는 성형 수지 몰딩을 이용하나 경우에 따라서는 수지 및 금속 부품을 이용하여 보호회로 기판(21)과 바이메탈(23) 등을 포함하도록 결합시킨 조립체로 이루어질 수 있다.
보호회로 기판(21)과 바이메탈(23) 사이의 직렬 연결에 참여하지 않은 보호회로 기판의 일 단자와 바이메탈의 일 단자는 각각 전지 부품부(20)의 하면에서 수형 기계적 결합부(25,27) 둘 가운데 하나(25) 또는 음극 연결부(26)와 연결되어 있 다. 따라서, 보호회로 기판(21) 단자와 연결된 수형 기계적 결합부(25)는 전기적 결합부의 역할도 하게 된다.
베어 셀(100) 가운데 통상 가장 작은면적을 차지하는 직방형 캡 플레이트(110)면의 장변 방향 양쪽에는 전지 부품부(20)의 수형 기계적 결합부(25,27)와 기계적으로 접속되는 암형 기계적 결합부(50)가 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)는 캡 플레이트(110)와 레이저 용접 등의 방법으로 결합될 수 있으며, 결합의 기계적 강도가 유지되도록 한다. 캡 플레이트(110)의 중앙에는 베어 셀(100)의 음극 단자(130)가 베어 셀의 다른 부분과 절연된 상태로 볼록하게 형성되어 있다.
수형 기계적 결합부(25,27)는 일부가 전지 부품부(20) 합성 수지(24) 몰딩에 삽입되어 기계적 강도를 가지도록 전지 부품부(20)에 결합되는 것이 바람직하다. 수형 기계적 결합부(25,27)의 베어 셀(100)과 결합하는 쪽의 끝단에는 턱(251,271)이 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)에는 도입부에 경사를 가진 V넥(V neck:51)이 형성된다. 전지 부품부가 베어 셀에 결합되기 위해 수형 기계적 결합부(25,27)가 삽입될 때에는 V넥(51)은 탄력적으로 입구가 넓어지면서 턱(251,271)을 수용할 수 있다. 수형 기계적 결합부(25,27)가 빠질 때에는 V넥(51)에는 경사부가 없으므로 V넥(51)에 턱(251,271)이 걸리므로 일단 결합된 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)은 분리되기 어렵다. 한편, 수형 기계적 결합부(25,27)와 암형 기계적 결합부(50)는 각각 전지 부품부와 베어 셀에 상당 강도로 고정되어 있다. 이로써 전지 부품부(20)의 보호회로 기판(21) 및 바이메탈(23)과 베어 셀(100)은 전기적으로 안 정적으로 결합된다.
전지 부품부에서 바이메탈의 일 전기 단자가 연결된 음극 연결부(26)는 아래로 볼록한 판스프링으로 되어 베어 셀(100)과 전지 부품부(20)의 기계적 결합부(25,27,30)가 체결된 상태에서는 판스프링이 베어 셀의 음극 단자(130)에 닿아 변형되면서 음극 단자(130)에 넓게 접촉된 상태를 유지하게 된다. 음극도 양극과 같이 기계적 결합구조를 형성하여 체결 후의 분리를 방지하도록 형성될 수도 있다.
한편, 통상의 알미늄 함유 금속은 다른 금속에 비해 전도성이 좋으나 본 발명의 기계적 결합부가 알미늄 함유 금속으로 형성된 경우라도 이들이 단지 기계적으로만 접촉될 뿐이라면 전기적 저항은 높게 나타날 수 있다. 즉, 암형 기계적 결합부(50)와 수형 기계적 결합부(25) 사이의 접촉 저항에 의해 전기적 저항은 증가되어 전지 내부 임피던스가 커지게 된다. 이러한 내부 임피던스의 증가는 이차 전지의 성능을 열화시키는 요인이 된다. 또한, 본 발명에서 기계적 결합부가 기계적으로 접촉되기만 한 경우에는 외부적 충격 등에 의해 전기적 접속 상태가 불안해지기 쉽다.
따라서, 본 실시예에서는 전지 부품부의 수형 기계적 결합부(25)와 베어 셀의 암형 기계적 결합부(50)에는 적어도 서로 체결될 때 접촉이 이루어지는 결합면에 금도금과 같은 양도체 도금이 되어 있거나 은 페이스트(paste)와 같은 양도체 함유 페이스트가 도포되어 있다. 도금이나 페이스트 도포는 암형 기계적 결합부(50)와 수형 기계적 결합부(25)의 결합면 모두에 대해 이루어지는 것이 도전 성 증가 측면에서 바람직하다.
도4 및 도5는 본 발명의 다른 실시예들에서 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)의 기계적 결합부(25,27,30)가 체결된 상태에서의 외형을 개략적으로 나타내는 결합 상태의 정면도이다.
도4 및 도5를 참조하여 설명하기에 앞서 도면에 결합된 전지 부품부와 베어 셀의 구성은 도3의 실시예에서의 구성과 대부분 동일한 것으로 한다. 따라서, 체결되는 방법도 거의 동일하게 된다. 단, 도4 및 도5의 실시예에는 도3의 실시예와 달리 전지 부품부의 수형 기계적 결합부와 베어 셀(100)의 암형 기계적 결합부(50)가 기계적으로 체결된 후에 이 체결부에 용접을 실시하여 전기적 저항을 줄이고 전기 접속의 안정성을 높이고 있다. 이들 실시예에서는 기계적 결합 외에도 용접에 의해 안정적인 전기 접속이 이루어지므로 별도의 금 도금이나 은 페이스트 같은 저항 감소 수단을 사용하지 않을 수 있다.
기계적 결합부의 용접은 통상 레이저 용접으로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 성형 수지에 기계적 결합부가 몰입되어 있는 경우에 저항 용접은 성형 수지(24)에 영향을 미치기 쉽고 변형이 발생하기 쉬우므로 국소적 가열이 이루어지는 레이저 스폿 용접이 바람직하다. 기계적 결합부가 알미늄 등의 양도체인 경우에도 저항용접은 불가능하므로 레이저 빔 용접이 이루어져야 한다.
또한 도4와 같이 전지 부품부와 베어 셀 사이의 좁은 갭(200)을 통해 기계적 결합부를 용접할 경우, 레이저 스폿 용접은 레이저 빔의 크기를 매우 작게 할 수 있으므로 용접의 편의성에 있어 뛰어나다. 도5에서도 레이저 빔을 주사할 수 있는 성형 수지(24)의 홈(241) 부분이 과장되게 크게 도시되어 있으나 레이져 빔을 이용한 용접에서는 홈(241)을 도시된 것과 같이 크게 형성할 필요도 없게 된다.
도4와 같이 용접을 위한 공간, 즉, 갭(200)을 형성하기 위해서는 도3의 전지 부품부(20)의 수형 기계적 결합부(25,27)를 전지 부품부의 결합면에서 상당 부분 돌출되도록 형성하면 된다. 그러나 지나치게 수형 기계적 결합부가 결합면으로부터 돌출되면 전지 부품부(20)와 베어 셀(100) 사이의 밴딩에 대한 저항력이 약화되므로 용접을 위한 최소 공간을 확보하도록 돌출되는 것이 바람직하다. 도4에서 베어 셀(100)의 음극 단자(130)와 전지 부품부의 음극 연결부(26)에도 용접이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
용접은 기계적 강도를 가지기 위한 것이 아니고 전기 접속의 안정성과 저항 감소를 위한 것이므로 넓은 면적에 걸쳐 깊은 심도를 가지고 이루어져야 하는 것은 아니나 기계적 결합부의 기계적 결합 강도를 보조하는 역할도 할 수 있다.
도5와 같은 전지 부품부의 홈(241)을 성형 수지(24)로 형성하기 위해서는 전지 부품부를 몰딩 하는 단계에서 몰딩 틀을 홈을 가지도록 형성할 필요가 있다. 홈(241)은 정면쪽으로만 형성하거나 정면과 후면 모두에서 형성할 수 있다. 이 홈을 통해 레이저 빔을 일정 시간 조사하면 암형 기계적 결합부(50)의 외면이 부분적으로 녹으면서 그 내측면에 접촉되어 있는 수형 기계적 결합부의 외면도 열전도에 의해 녹여 점용접이 이루어질 수 있다.
성형 수지 대신 수지 부품을 조립하여 사용하는 경우, 수지 부품에서 도4와 같이 수형 기계적 결합부가 아래로 돌출되도록 형성하거나 수지 부품 가운데 전지 부품부 하부를 구성하는 수지 부품에 홈이 형성되도록 할 수 있다. 도4 및 도5에 도시된 실시예들에서는 기계적 결합부의 역할을 하는 단자에 대해서도 용접이 이루어지나 용접점(253,263)이 늘어나는 것은 용접 부담을 증가시키는 것이므로 전기접속 단자를 겸하는 기계적 결합부에만 전기 용접이 이루어지는 것이 더 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명에서 기계적 결합의 형태가 도3에서와 같은 실시예의 형태로 한정되는 것은 아니며, 용접을 용이하게 하기 위한 구조도 도4 및 도5와 같은 예에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 적용하는 경우에도 이차 전지가 제조업체 별로 제품 모델 별로 그 제조에 사용되는 요소의 구성 물질과 형태, 크기 등은 통상 다르다는 것이 고려되어야 한다. 이들 여러 요인에 따라 적정한 안전 장치의 설계는 달라지게 마련이므로 이차 전지 베어 셀의 특성이 통일되지 않는 한 전지 부품부의 안전 장치들은 전지 부품부가 결합될 베어 셀의 특성에 적합한 것이 사용되어야 한다.
전지 부품부가 재생되는 경우, 전지 부품부가 그에 적합하지 않는 베어 셀과 결합될 가능성은 높아질 수 있으므로 이를 방지하기 위한 구성이 이루어지는 것이 바람직하다. 이런 구성은 베어 셀과 전지 부품부의 기계적 결합부의 위치와 크기, 갯수 등을 베어 셀의 용량이나 특성 별로 구분하여 달리 형성하는 소위 '인식 구조'를 형성하는 방법으로 이루어질 수 있다.
이런 인식 구조를 베어 셀의 특성 별로 형성하면 베어 셀 충방전시 적합하지 않은 안전 장치를 채용함으로써 발생할 수 있는 사용 위험을 방지할 수 있다. 비록 모델의 제품, 다른 회사의 제품이라도 베어 셀의 특성이 일정 범위에서 같으면 전지 부품부를 공동으로 사용하도록 하여 한정된 범위나마 호환성을 높일 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 따르면, 보호회로 기판과 바이메탈 등의 안정장치들을 베어 셀에 안정적이고 비교적 간단한 조작으로 결합시킬 수 있으며, 전기 접촉 저항을 최소화하여 전지의 내부 임피던스를 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 팩형 전지에서 성형 수지를 몰딩하는 가운데 안전변 주변을 보호하는 문제, 수지의 균등한 채워짐의 문제 발생을 원천적으로 제거할 수 있다.

Claims (6)

  1. 음극, 세퍼레이터, 양극을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 용기형 캔과, 캔의 개구부를 마감하여 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀 외측에 안전 장치가 전기적으로 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서,
    상기 안전 장치를 수지 몰드로 감싸는 형태로 포함하는 전지 부품부가 형성되고,
    상기 전지 부품부와 상기 베어 셀의 외면 가운데 서로 결합될 결합면에는 각각 이들을 기계적으로 결합시키는 결합 수단이 형성되며,
    상기 결합 수단의 적어도 일부는 상기 안전 장치나 상기 베어 셀의 전기 접속 단자를 겸하고,
    상기 전기 접속 단자를 겸하는 상기 기계적 결합 수단에는 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조를 더 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 부품부에서 상기 안전 장치는 적어도 보호회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조는 상기 기계적 결합 수단의 체결 후의 용접, 상기 기계적 결합 수단의 체결시의 접촉면에 대한 도금, 상기 기계적 결합 수단의 체결시의 접촉면에 대한 페이스트 도포 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조는 상기 기계적 결합 수단의 체결 후의 용접이며,
    상기 전지 부품부에는 상기 전지 부품부와 상기 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서 외부에 체결된 상기 기계적 결합부를 드러낼 수 있는 홈이 형성됨을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 접속을 보강하기 위한 결합 구조는 상기 기계적 결합 수단의 체결 후의 용접이며,
    상기 전지 부품부에는 상기 전지 부품부와 상기 베어 셀의 기계적 결합부가 체결된 상태에서 상기 전지 부품부와 상기 베어 셀 사이에 갭이 형성되어 외부에 체결된 상기 기계적 결합부를 드러내도록 상기 기계적 결합부가 상기 결합면에서 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 수단은 상기 베어 셀의 특성에 따라 형성 위치, 크기, 갯수 등을 달리하는 방법으로 인식 구조를 가지도록 함을 특징으로 하는 이차 전지.
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