KR100592026B1 - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 통신단말기(예; 셀룰러폰, PCS폰, PDA, DMB폰 등)에 사용되는 충전용 배터리 팩에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 보호회로모듈이 상부캡에 인서트된 상태에서 몰딩이 이루어지는 인너형의 배터리 팩을 구성하여, 배터리 팩에 대한 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 가능하도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능하도록 하고, 보호회로모듈을 몰딩하는데 따른 외관 불량을 방지하면서 상부캡과 보호회로모듈, 그리고 배터리 셀의 외부 결합력을 증대시키는 배터리 팩을 제공한다.

인너형 배터리 팩, 보호회로모듈, 배터리 셀, PTC, 몰딩성형물

Description

배터리 팩{Battery pack}

도 1은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 분해도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 배터리 셀 11; 음극단자

12; 양극단자 20; 보호회로모듈

21,22; 제 1,2 접속플레이트 31; 음극단자판

32; 양극단자판 40; 모듈보호부재

41; 상부캡 42; 몰딩성형물

50; 하부캡 51; 제 1 테이프

60; 라벨시트 70; PTC

본 발명은 휴대용 통신단말기(예; 셀룰러폰, PCS폰, PDA, DMB폰 등)에 사용 되는 충전용 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부피를 최소화할 수 있고 제조가 용이하면서 보호회로모듈에 대한 보호 효과가 우수한 인너형(inner type)의 배터리 팩에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 휴대용 통신단말기의 전원으로 사용되는 인너형의 배터리 팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM; Protection Circuit Module)이 결합되는 구조로서 구성된다.

상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.

상기 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측으로 장착된다.

즉, 상기 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛 형태로 포장된 구조이며, 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대용 통신단말기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.

이에 일본공개특허공보 제 2002-334686 호(이하 선행기술 이라함)에는 이러한 배터리 팩의 일예가 개시되어 있으며, 상기의 선행기술에서의 배터리 팩은 배터리 셀과, 배터리 셀의 측면에 장착된 보호회로모듈과, 배터리 셀과 보호회로모듈을 전기적으로 접속시키기 위한 전극단자를 갖추고 있다.

이때, 상기 보호회로모듈과 전극단자는 몰드성형부에 의하여 배터리 셀과 일체적으로 고정되도록 하였다.

그러나, 상기 선행기술의 배터리 팩은 보호회로모듈과 전극단자를 수지재의 사출을 통한 몰드성형부를 통해 배터리 셀에 고정하는 방식인 바, 배터리 팩의 제조에 상당한 어려움이 따를수 밖에 없고, 아울러 상기와 같은 제조방식은 몰드성형부를 성형하는 과정에서 용융수지의 유동불량이 생길 경우 몰드성형부에 크랙이나 핀홀이 생성되면서, 몰드성형부의 강도가 약해지는 단점이 있고, 이러한 단점은 곧 외부의 충격에 의해 몰드성형부가 쉽게 파손되면서 보호회로모듈에 대한 보호가 제대로 이루어지지 못하는 단점을 가질 수 밖에 없었다.

또한, 상기의 선행기술은 보호회로모듈이 인서트 성형되는 몰드성형부가 외부케이스를 이루는 관계로, 그 몰드 성형의 오류가 발생할 경우 배터리 팩의 외관이 불량해질 수 밖에 없고, 이를 해소하기 위해서는 별도의 후처리공정을 거쳐야 하는 불편함이 따랐다.

이에 종래에는 상기 선행기술의 문제점들을 개선하기 위해 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 케이스를 마련하는 한편, 보호회로모듈과 양극 및 음극 단자판이 상하측 공간부로 인서트되는 보호회로케이스를 구비한 배터리 팩들이 개시되었다.

그러나, 상기의 경우에는 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 별도의 케이스를 사용하는 관계로 배터리 팩에 대한 전체적인 무게와 크기가 증가될 수 밖에 없고, 아울러 보호회로케이스로 보호회로모듈과 양극 및 음극 단자판을 인서트하는 공정을 실시할 때 그 인서트 불량이 많았으며, 이에따라 배터리 팩에 대한 대량생산의 물량 대응이 어려울 수 밖에 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보호회로모듈이 상부캡에 인서트된 상태에서 몰딩이 이루어지는 인너형의 배터리 팩을 구성하여, 배터리 팩에 대한 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 가능하도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능하도록 하고, 보호회로모듈을 몰딩하는데 따른 외관 불량을 방지하면서 상부캡과 보호회로모듈, 그리고 배터리 셀의 외부 결합력을 증대시키는 배터리 팩을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 배터리 팩은,

충전된 전원을 공급하며 음극과 양극단자가 구비된 배터리 셀;

상기 배터리 셀의 상부에 위치하고 양단으로 제 1,2 접속플레이트가 마련된 보호회로모듈;

상기 보호회로모듈의 제 1,2 접속플레이트와 배터리 셀의 음극 및 양극단자에 스폿 용접되는 음극 및 양극단자판;

상기 보호회로모듈과 음극 및 양극단자판을 보호하도록, 상기 배터리 셀의 상부에 형성되는 모듈보호부재;

상기 배터리 셀의 하부에 제 1 테이프로 접착 결합되는 하부캡; 및,

상기 모듈보호부재와 하부캡이 상하부에 각각 결합되는 배터리 셀의 둘레면에 접착 결합되는 라벨시트; 를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 모듈보호부재는 상기 보호회로모듈이 인서트되는 상부캡 및, 상기 상부캡과 보호회로모듈 및 배터리 셀의 결합력을 증대시키도록 상기 상부캡내에 몰딩되는 몰딩성형물을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 음극단자판은 제 2 테이프에 의해 배터리 셀의 상부에 접착 고정되고, 그 일단에는 보호회로모듈을 보호하는 PTC가 스폿 용접에 의해 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 PTC는 배터리 셀의 음극단자에 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 양극단자판은 배터리 셀의 양극단자 및 보호회로모듈의 제 2 접속플레이트에 양단이 스폿 용접됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 분해도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예인 인너형의 배터리 팩은, 배터리 셀(10), 보호회로모듈(20), 음극단자판(31), 양극단자판(32), 모듈보호부재(40), 하부캡(50), 라벨시트(60), 그리고 PTC(70)를 포함한다.

상기 배터리 셀(10)은 음극시트와 양극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속케이싱내에 수용된 형태로서, 상기 음극 및 양극 단자판(31)(32)을 통해 보호회로모듈(20)과 전기적으로 접속된 상태에서 충전된 전원을 공급하도록 구성되며, 음 극단자(11)와 양극단자(12)가 마련된다.

상기 보호회로모듈(20)은 배터리 셀(10)을 폭발 및 과충전 위험으로부터 보호하기 위한 회로기판으로, 상기 모듈보호부재(40)에 의해 보호되며, 상기 음극 및 양극단자판(31)(32)을 통해 배터리 셀(10)과 전기적 접속상태를 유지하도록 양단에 제 1,2 접속플레이트(21)(22)가 마련된다.

상기 음극 및 양극단자판(31)(32)은 상기 보호회로모듈(20)의 양단에 마련되며, 상기 음극단자판(31)은 배터리 셀(10)의 음극단자(11)에 접속된 PTC(70)와 보호회로모듈(20)의 제 1 접속플레이트(21)에 양단이 스폿 용접에 의해 전기적으로 접속되면서, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 제 2 테이프(31a)를 통해 접착 고정된다.

상기 양극단자판(32)은 보호회로모듈(20)의 제 2 접속플레이트(22)와 배터리 셀(10)의 양극단자(12)에 양단이 스폿 용접된다.

상기 모듈보호부재(40)는 상기 보호회로모듈(20)과 음극 및 양극단자판(31)(32)을 보호하기 위한 것으로, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 결합되며, 상부캡(41)과 몰드성형물(42)을 포함한다.

상기 상부캡(41)은 보호회로모듈(20)의 인서트 및, 몰드성형물(42)이 인서트 성형되는 공간을 가지며, 상기 몰드성형물(42)은 상기 상부캡(41)이 보호회로모듈(20)이 인서트된 상태에서 상부캡(41)내에 주입되어 그 몰딩 성형이 이루어진 구조물로서 상기 상부캡(41)과 보호회로모듈(20) 그리고 배터리 셀(10)의 결합력을 강화하도록 구성된 것이다.

이때, 상기 상부캡(41)과 몰드성형물(42)은 별도의 절연시트 등을 사용하지 않고서도 전기적인 쇼트(short)를 방지하도록 전기적 절연이 가능한 수지재로 사출 성형되며, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.

상기 하부캡(50)은 상기 배터리 셀(10)의 하부에 결합되며, 그 결합은 양면테이프인 제 1 테이프(51)에 의해 이루어지도록 구성된다.

상기 라벨시트(60)는 상부캡(40)과 하부캡(50)이 배터리 셀(10)의 상하부에 각각 결합된 상태에서, 최종적으로 상기 배터리 셀(10)의 둘레면을 감싸는 것으로, 이는 상기 상부캡(41)과 하부캡(50)의 결속력을 보강함과 동시에, 상기 상부캡(40)과 하부캡(50) 및 배터리 셀(10)의 외면 결속을 강화하도록 구성된다.

상기 PTC(70)는 상기 보호회로모듈(20)을 보호하기 위한 발열제어용으로, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 위치하여 음극단자(11)에 접속되며, 소정의 탄성을 가진 음극단자판(31)을 통해 상기 보호회로모듈(20)과 전기적으로 연결되는 구조를 이룬다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예인 배터리 팩에 대한 조립은 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리 셀(10)의 양극단자(12)에 양극단자판(32)의 일단을 스폿 용접하는 한편, PTC(70)의 일단에 음극단자판(31)을 스폿 용접한 후, 상기 음극단자판(31)과 PTC(70)를 제 2 테이프(31a)를 이용하여 배터리 셀(10)의 상부에 접착 고정하면서, 상기 PTC(70)의 타단은 배터리 셀(10)의 음극단자(11)에 스폿 용접한다.

한편, 보호회로모듈(20)의 양단에 제 1,2 접속플레이트(21)(22)를 스폿 용접 한 후, 상기 제 1,2 접속플레이트(21)(22)에 상기 음극 및 양극 단자판(31)(32)을 스폿 용접하여, 상기 보호회로모듈(20)과 배터리 셀(10)을 전기적으로 접속 구성시킨다.

다음으로, 상기 보호회로모듈(20)을 모듈보호부재(40)의 상부캡(41)으로 덮는다.

이때, 상기 상부캡(41)에는 도면에는 도시하지 않았지만, 주입공이 마련되어 있는 바, 상기의 주입공으로 몰딩 성형액을 주입한다.

그러면, 상기 주입된 몰딩 성형액은 상기 상부캡(41)내에 주입된 후 소정의 시간이 경과되었을 때 하나의 몰딩성형물(42)이 형성됨으로써, 상기와 같은 몰딩 성형물(42)은 상부캡(41)과 보호회로모듈(20) 그리고 배터리 셀(10)의 외부 결합력을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 배터리 셀(10)의 하부에 제 1 테이프(51)를 이용하여 하부캡(50)을 접착 고정한 후, 상기 배터리 셀(10)의 둘레면을 라벨시트(60)로 감싸, 상기 라벨시트(60)에 의해 상부캡(41)과 하부캡(50)이 배터리 셀(10)로부터 이탈되지 않도록 하면, 소형화 및 박형화된 인너형의 배터리 팩 조립이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 보호회로모듈이 상부캡에 인서트된 상태에서 몰딩이 이루어지는 인너형의 배터리 팩 구성을 통해, 배터리 팩에 대한 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 가능하도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 보호회로모듈을 몰딩하는데 따른 외관 불량을 방지하면서 상부캡과 보호회로모듈, 그리고 배터리 셀의 외부 결합력을 증대시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 충전된 전원을 공급하도록 음극과 양극단자가 구비된 배터리 셀의 상부에 음극 및 양극단자판, 보호회로모듈이 전기적으로 접속되고, 상기 배터리 셀의 하부에는 제 1 테이프를 통해 하부캡이 결합되어진 상태에서 배터리 셀의 둘레면에 라벨시트가 접착 결합되는 통상적인 배터리 팩에 있어서,

   상기 음극 및 양극단자판과 보호회로모듈의 전기적인 접속은 스폿 용접되는 제 1,2 접속플레이트에 의해 이루어지도록 구성하고,

   상기 보호회로모듈과 음극 및 양극단자판을 보호하도록, 상기 배터리 셀의 상부에는 모듈보호부재로서, 상기 보호회로모듈이 인서트되는 상부캡 및, 상기 상부캡과 보호회로모듈 및 배터리 셀의 결합력을 증대시키도록 상기 상부캡내에 몰딩되는 몰딩성형물을 포함하여 구성하며,

   상기 배터리셀의 음극단자와 상기 음극단자판에는 보호회로모듈을 보호하기 위한 발열제어용 PTC 양단을 스폿 용접하여 전기적으로 접속 구성하고,

   상기 음극단자판과 PTC는 배터리 셀의 상부면에 제 2 테이프를 통해 접착 고정함을 특징으로 하는 배터리 팩.
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