KR100614378B1 - 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 공급용 배터리 팩에 관한 것이다.
본 발명은 외부 세트에 장착되어 전원 공급을 하는 동시에 정전기를 차단함으로써 외부 세트 또는 자체의 오동작을 방지할 수 있는 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
본 발명에서는 충방전 가능한 베어 셀과, 상기 베어 셀의 표면을 감싸는 대전 방지제를 포함하는 배터리 팩이 제공되거나, 또는 베어 셀과, 상기 베어 셀을 수납 및 밀봉하되 대전 방지 기능이 있는 케이스를 포함하는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명에 의하면 베어 셀의 표면 또는 베어 셀을 수납하는 케이스 자체에 대전 방지 기능이 있음으로써, 배터리 팩이 외부 세트에 전원 공급을 할뿐만 아니라 외부 세트 또는 자체의 전자 부품이 정전기에 의한 영향을 받지 않게 된다.
배터리 팩, 베어 셀, 정전기, 대전, 케이스

Description

대전 방지 기능이 있는 배터리 팩{Battery pack capable of preventing electrification}
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 1b는 그 종단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 2b는 그 종단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 3b는 그 종단면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 4b는 그 분해 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 5b는 그 분해 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,200,300,400,500; 본 발명에 의한 배터리 팩
BC; 베어 셀 ET; 대전 방지제
111; 양극판 112; 양극 집전체
113; 양극 활물질 114; 양극 탭
115; 음극판 116; 음극 집전체
117; 음극 활물질 118; 음극 탭
119; 세퍼레이터 120; 원통형 캔
130; 캡 조립체 131; 도전 벤트
132; 회로기판 133; 양성온도소자
134; 도전캡
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 외부 세트에 장착되어 전원 공급을 하는 동시에 정전기의 축적을 방지함으로써 외부 세트 또는 자체의 전기적 오동작을 억제할 수 있는 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 팩은 베어 셀과, 보호회로기판 및 이들을 수납, 밀봉하는 플라스틱 케이스 등으로 이루어져 있다. 물론, 보호회로기판이 결합되지 않은 상태로 베어 셀 자체가 기업체 사이에서 거래되기도 하지만, 이러한 베어 셀 자체를 일반인이 구하기는 어렵다.
한편, 이러한 베어 셀을 덮는 열수축 튜브나 또는 플라스틱 케이스 등은 일반적으로 절연성이기 때문에, 이종의 다른 물체가 마찰되면 전자가 어느 한 영역으로 이동하여 정전기를 갖게 된다. 즉, 대전된다. 특히, 이러한 정전기는 습도가 높은 여름철보다는 습도가 낮은 겨울철에 자주 발생한다.
그런데, 이러한 정전기는 비록 그 전류는 작아도 전압이 높이 때문에, 그 정전기가 집적회로 등의 각종 반도체 부품에 순간적으로 인가되었을 때 각종 오동작 또는 고장을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 핸드폰이나 PDA 등에 전력 공급원으로 장착되는 배터리 팩이 대전될 수 있고, 어느 순간 그 대전된 전기(정전기)가 외부 세트 등으로 흘러 들어가게 되면 외부 세트가 오동작을 할 수 있는 것이다. 물론, 배터리 팩 자체에 설치된 보호회로기판에도 다수의 반도체 부품이 결합되어 있으며, 이러한 반도체 부품에도 영향을 줄 수 있다.
더욱이, 이러한 배터리 팩에 대전된 정전기가 인체로 흘러들면, 사용자는 매우 불편한 느낌을 가질 뿐만 아니라, 그 외부 세트 자체에 거부감을 가지게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 대전(정전기 축적)을 방지함으로써, 외부 세트 또는 자체의 오동작이나 고장을 방지할 수 있는 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 충방전 가능한 베어 셀과, 상기 베어 셀의 표면을 감싸는 대전 방지제를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 베어 셀은 원통형 리튬 이온 전지, 각형 리튬 이온 전지 또는 파우치형 리튬 폴리머 전지중 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 대전 방지제는 열수축 튜브 재료에 대전 방지 기능이 있는 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제 재료중 선택된 어 느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 대전 방지제는 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 포함되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 카본계는 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds)는 디스테릴디메틸 암모니엄 염(distearyldimethyl ammonium salts)일 수 있다.
또한, 상기 양이온계는 알킬베테인(Alkylbetains) 또는 알킬알란나인(Alkylalanines)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 음이온계는 알킬설페이트(Alkylsulfates), 알킬포스파이트(Alkylphosphites), 소디엄 알킬설포네이트(Sodium alkylsulfonates), 알킬설포네이트(Alkylsulfonates)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 비이온계는 에톡싸일레이티드 알킬라민(Ethoxylated alkylamines), 패티 액시드 이스터(Fatty acid esters), 글리서라이드 알킬라민(Glycerides Alkylamines), 폴리에틸렌 글리콜 이스터(Polyethylene Glycol esters)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 충방전 가능한 적어도 하나 이상의 베어 셀과, 상기 베어 셀에 전기적으로 접속되어, 베어 셀의 충방전을 제어하는 보호회로기판과, 상기 베어 셀 및 보호회로기판을 수납 및 밀봉하는 동시에, 대전 방지 기능이 있는 케이스를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 케이스는 수지에 대전 방지 기능이 있는 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제 재료중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 케이스에는 대전 방지제로서 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명은 베어 셀의 표면 또는 케이스 자체에 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제 재료와 같은 대전 방지제를 더 포함시킴으로써, 외부 세트 또는 자체의 보호회로기판에 설치된 각종 전자 부품을 정전기로부터 안전하게 보호하여 각종 오동작을 방지하게 된다.
더욱이, 이러한 대전 방지제는 습도가 낮은 겨울철 인체로 유기될 수 있는 정전기를 차단함으로써, 사용상 불편한 점을 제거할 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 1b는 그 종단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 팩(100)은 충방전이 가 능한 원통형 베어 셀(BC)(예를 들면, 원통형 리튬 이온 전지)과, 상기 베어 셀(BC)을 감싸는 대전 방지제(ET)를 포함한다.
여기서, 상기 베어 셀(BC)은 전극 조립체(110)와, 상기 전극 조립체(110)가 전해액(도시되지 않음)과 함께 수납 및 밀봉되는 원통형 캔(120)과, 상기 전극 조립체(110) 및 전해액이 외부로 이탈되지 않도록 원통형 캔(120)을 막는 캡 조립체(130)로 이루어질 수 있다.
좀더 구체적으로, 상기 전극 조립체(110)는 양극판(111), 세퍼레이터(119) 및 음극판(115)이 적층되어 대략 원통 형태로 권취될 수 있다. 더욱이, 상기 양극판(111)은 양극 집전체(112)(예를 들면, 알루미늄)를 중심으로 표면에 양극 활물질(113)(예를 들면, 코발트산 리튬, 니켈산 리튬 또는 망간산 리튬)이 형성되고, 상기 음극판(115)은 음극 집전체(116)(예를 들면, 구리)를 중심으로 표면에 음극 활물질(117)(예를 들면, 탄소계 물질)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극판(111)에는 양극 탭(114)(예를 들면, 알루미늄)이 연결된 채 상부로 일정 길이 연장되고, 상기 음극판(115)에는 음극 탭(118)(예를 들면, 니켈)이 연결된 채 하부로 일정 길이 연장될 수 있다. 또한, 상기 원통형 캔(120)은 전극 조립체(110)가 수납될 수 있도록 대략 원통 형태로 형성될 수 있다. 이러한 원통형 캔(120)은 통상의 스틸, 스텐레스 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물로 형성할 수 있지만 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어, 상기 원통형 캔(120)의 바닥면에는 상기 음극 탭(118)이 접속될 수 있다. 따라서, 상기 원통형 캔(120)은 상기 음극판(115)과 마찬가지로 음극이 될 수 있으나, 그 반대 극성도 가능하다. 즉, 양극 탭(114)이 원통 형 캔(120)에 접속될 수도 있다. 상기 캡 조립체(130)는 도전 벤트(131), 회로기판(132), 양성온도소자(133) 및 도전 캡(134)으로 이루어져 있으며, 이는 절연 가스켓(135)을 개재하여 원통형 캔(120)의 상부에 결합되어 있다. 여기서, 상기 도전 벤트(131)에는 상기 양극 탭(114)이 접속될 수 있다. 따라서, 상기 도전 캡(134)은 상기 양극판(111)과 마찬가지로 양극이 될 수 있으나, 그 반대 극성도 가능하다. 즉, 상기 도전 벤트(131)에는 음극 탭(118)이 접속될 수도 있다.
계속해서, 상기 대전 방지제(ET)는 상기 베어 셀(BC)중 원통형 캔(120)을 감싸는 형태로 형성되어 있다. 물론, 상기 원통형 캔(120)중 하면 및 그 상부의 도전 캡(134)은 도시되지 않은 보호회로기판과의 용이한 연결을 위해 상기 대전 방지제(ET)의 외측으로 노출되어 있다. 이러한, 대전 방지제(ET)는 예를 들면 열수축 튜브에 정전기의 축적을 방지할 수 있는 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면활성제 재료중 선택된 어느 하나이거나, 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
좀더 구체적으로 상기 대전 방지제(ET)는 조사가교되어 열수축 기능이 있는 고분자 합성 수지에 전도성 고분자, 유기, 무기, 금속 재료 또는 계면 활성제를 일정량 첨가하여, 열수축이 가능한 동시에 대전 방지 기능이 있는 것일 수 있다.
여기서, 상기 전도성 고분자, 유기, 무기, 금속 재료 또는 계면 활성제는 고분자 합성 수지에 비하여 중량비가 5~90wt% 정도인 것이 바람직하다. 즉, 상기 전도성 재료들의 중량비가 5wt% 이하일 경우 전체적으로 열수축률은 우수하지만 대전 방지 기능이 떨어지고, 상기 중량비가 90wt% 이상일 경우에는 대전 방지 기능은 우수하지만 열수축률이 떨어지기 때문이다.
한편, 여기서 상기 대전 방지제(ET)는 대략 90~130℃의 온도에서 대략 25~75%로 수축되어 원통형 캔(120)의 표면에 완전히 밀착될 수 있다.
따라서, 상기 대전 방지제(ET)는 상기 베어 셀(BC)에 결합하기전(소정 온도의 열을 제공하기 전)에는 상기 베어 셀(BC)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 그러나, 상기 대전 방지제(ET)를 상기 베어 셀(BC)에 결합한 후 소정 온도(90~130℃)의 열을 가하게 되면 상기 부재(ET)가 축소되면서 상기 원통형 캔(120)의 외주연을 강하게 압착 및 고정하는 상태가 된다.
더불어, 상기 대전 방지제(ET)는 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 포함되어 이루어질 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
좀더 구체적으로, 상기 카본계는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds)는 디스테릴디메틸 암모니엄 염(distearyldimethyl ammonium salts) 또는 그 등가물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 양이온계는 알킬베테인(Alkylbetains), 알킬알란나인(Alkylalanines) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 음이온계는 알킬설페이트(Alkylsulfates), 알킬포스파이트(Alkylphosphites), 소디엄 알킬설포네이트(Sodium alkylsulfonates), 알킬설포네이트(Alkylsulfonates) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 비이온계는 에톡싸일레이티드 알킬라민(Ethoxylated alkylamines), 패티 액시드 이스터(Fatty acid esters), 글리서라이드 알킬라민(Glycerides Alkylamines), 폴리에틸렌 글리콜 이스터(Polyethylene Glycol esters) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 2b는 그 종단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩(200)은 충방전이 가능한 각형 베어 셀(BC)(예를 들면, 각형 리튬 이온 전지)과, 상기 베어 셀(BC)을 감싸는 대전 방지제(ET)를 포함한다.
여기서, 상기 베어 셀(BC)은 전극 조립체(210)와, 상기 전극 조립체(210)가 전해액(도시되지 않음)과 함께 수납 및 밀봉되는 각형 캔(220)과, 상기 전극 조립체(210) 및 전해액이 외부로 이탈되지 않도록 각형 캔을 막는 캡 조립체(230)로 이루어진 것을 의미한다.
좀더 구체적으로, 상기 전극 조립체(210)는 양극판(211), 세퍼레이터(219) 및 음극판(215)이 적층되어 대략 각형으로 권취될 수 있다. 더욱이, 상기 양극판(211)은 양극 집전체(212)(예를 들면, 알루미늄)를 중심으로 표면에 양극 활물질(213)(예를 들면, 코발트산 리튬, 니켈산 리튬 또는 망간산 리튬)이 형성되고, 상기 음극판(215)은 음극 집전체(216)(예를 들면, 구리)를 중심으로 표면에 음극 활물질(217)(예를 들면, 탄소계 물질)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극판(211)에는 양극 탭(214)(예를 들면, 알루미늄)이 연결된 채 상부로 일정 길이 연장되고, 상기 음극판(215)에도 음극 탭(218)(예를 들면, 니켈)이 연결된 채 상부로 일정 길이 연장될 수 있다. 또한, 상기 각형 캔(220)은 전극 조립체(210)가 수납될 수 있도록 대략 육면체 형태로 형성될 수 있다. 이러한 각형 캔(220)은 통상의 스틸, 스텐레스 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물로 형성할 수 있지만 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 캡 조립체(230)는 각형 캔(220)의 상부를 막는 캡 플레이트(231)와, 상기 캡 플레이트(231)에 절연 가스켓(232)을 개재하여 결합된 도전 단자(233) 등으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(231)에는 양극 탭(214)이 접속될 수 있고, 상기 도전 단자(233)에는 음극 탭(218)이 접속될 수 있다. 따라서, 상기 캡 플레이트(231) 및 각형 캔(220)은 양극판(211)과 같은 극성을 갖고, 도전 단자(233)는 음극판(215)과 같은 극성을 갖는다. 물론, 상술한바와는 반대로 연결된 구성도 가능하며, 이때는 극성도 반대가 된다.
계속해서, 상기 대전 방지제(ET)는 상기 베어 셀(BC)중 각형 캔(220)을 감싸는 형태로 형성되어 있다. 물론, 상기 각형 캔(220)중 하면 및 그 상부의 캡 플레 이트(231)는 도시되지 않은 보호회로기판과의 용이한 연결을 위해 상기 대전 방지제(ET)의 외측으로 노출되어 있다. 이러한, 대전 방지제(ET)는 예를 들면 열수축 튜브에 대전 방지 기능이 있는 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나이거나, 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
이러한 대전 방지제는 상술한 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 종류와 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 3b는 그 종단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩(300)은 충방전이 가능한 파우치형 베어 셀(BC)(예를 들면, 리튬 폴리머 전지)과, 상기 베어 셀(BC)을 감싸는 대전 방지제(ET)를 포함한다.
여기서, 상기 베어 셀(BC)은 전극 조립체(310)와, 상기 전극 조립체(310)가 전해액과 함께 수납 및 밀봉되는 파우치(320)로 이루어진 것을 의미한다.
좀더 구체적으로, 상기 전극 조립체(310)는 양극판(311), 세퍼레이터(319) 및 음극판(315)이 적층되어 대략 각형으로 권취될 수 있다. 더욱이, 상기 양극판(311)은 양극 집전체(312)(예를 들면, 알루미늄)를 중심으로 표면에 양극 활물질(313)(예를 들면, 코발트산 리튬, 니켈산 리튬 또는 망간산 리튬)이 형성되고, 상기 음극판(315)은 음극 집전체(316)(예를 들면, 구리)를 중심으로 표면에 음극 활 물질(317)(예를 들면, 탄소계 물질)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극판(311)에는 양극 탭(314)(예를 들면, 알루미늄)이 연결된 채 상부로 일정 길이 연장되고, 상기 음극판(315)에도 음극 탭(318)(예를 들면, 니켈)이 연결된 채 상부로 일정 길이 연장될 수 있다. 상기 파우치(320)는 전극 조립체(310)가 수납될 수 있도록 대략 주머니 형태로 형성되어 있으며, 상부가 열용착되어 있다. 이러한 파우치(320)는 통상의 스틸, 스텐레스 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물을 기본층(320a)으로 하여 일측 표면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 나일론(320b)이 코팅되고, 타측 표면에는 변성 폴리프로필렌(CPP)(320c)이 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 양극 탭(314) 및 음극 탭(318)은 파우치(320)의 외측으로 일정 길이 연장되어 있으며, 이러한 양극 탭(314) 및 음극 탭(318)에는 도시되지 않았지만 보호회로기판이 접속될 수 있다.
계속해서, 상기 대전 방지제(ET)는 상기 베어 셀(BC)중 파우치(320)를 감싸는 형태로 형성되어 있다. 물론, 상기 파우치(320)중 상부로 일정 길이 연장된 양극 탭(314) 및 음극 탭(318)은 도시되지 않은 보호회로기판과의 용이한 연결을 위해 상기 대전 방지제(ET)의 외측으로 노출되어 있다. 이러한, 대전 방지제(ET)는 예를 들면 열수축 튜브에 대전 방지 기능이 있는 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나이거나, 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
이러한 대전 방지제 역시 상술한 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 종류와 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 4b는 그 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩(400)은 충방전 가능한 적어도 하나 이상의 베어 셀(410)과, 상기 베어 셀(410)에 전기적으로 접속되어, 베어 셀(410)의 충방전을 제어하는 보호회로기판(420)과, 상기 베어 셀(410) 및 보호회로기판(420)을 수납 및 밀봉하는 동시에, 대전 방지제가 포함된 케이스(430)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 베어 셀(410)은 통상의 원통형 리튬 이온 전지일 수 있으며, 이러한 베어 셀(410)은 다수개가 도전 플레이트(411) 등에 의해 직병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 보호회로기판(420)은 상기 베어 셀(410)의 일측에 설치되어 있으며, 이는 베어 셀(410)들의 과충전이나 과방전을 방지하는 역할을 한다. 여기서, 상기 보호회로기판(420)의 일측에는 외부 세트 장착시 전원 공급을 수행하는 단자(421)가 더 형성되어 있다.
더불어, 상기 케이스(430)는 상기 다수의 베어 셀(410) 및 보호회로기판(420)을 함께 수지로 몰딩하거나, 또는 플라스틱 수지로 미리 성형한 후 이것에 상기 베어 셀(410) 및 보호회로기판(420)을 함께 수납하여 형성할 수 있다. 물론, 상기 단자(421)는 상기 케이스(430) 외측으로 노출됨으로써 외부 세트에 용이하게 결합 가능한 상태이다.
여기서, 상기 케이스(430)는 수지에 대전 방지제인 전도성 고분자, 무기 재 료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
좀더 구체적으로, 상기 대전 방지제는 플라스틱 수지에 비하여 중량비가 5~90wt% 정도인 것이 바람직하다. 즉, 상기 대전 방지제의 중량비가 5wt% 이하일 경우 전체적으로 대전 방지 기능이 떨어지고, 상기 중량비가 90wt% 이상일 경우에는 플라스틱 수지의 성형성이 좋지 않게 된다.
더불어, 상기 대전 방지제는 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 포함되어 이루어질 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
좀더 구체적으로, 상기 카본계는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds)는 디스테릴디메틸 암모니엄 염(distearyldimethyl ammonium salts) 또는 그 등가물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 양이온계는 알킬베테인(Alkylbetains), 알킬알란나인(Alkylalanines) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 음이온계는 알킬설페이트(Alkylsulfates), 알킬포스파이트 (Alkylphosphites), 소디엄 알킬설포네이트(Sodium alkylsulfonates), 알킬설포네이트(Alkylsulfonates) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 비이온계는 에톡싸일레이티드 알킬라민(Ethoxylated alkylamines), 패티 액시드 이스터(Fatty acid esters), 글리서라이드 알킬라민(Glycerides Alkylamines), 폴리에틸렌 글리콜 이스터(Polyethylene Glycol esters) 또는 그 등가물중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 5b는 그 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 팩(500)은 충방전 가능한 적어도 하나 이상의 베어 셀(510)과, 상기 베어 셀(510)에 전기적으로 접속되어, 베어 셀(510)의 충방전을 제어하는 보호회로기판(520)과, 상기 베어 셀(510) 및 보호회로기판(520)을 수납 및 밀봉하는 동시에, 대전 방지 기능이 있는 케이스(530)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 베어 셀(510)은 통상의 각형 리튬 이온 전지 또는 파우치형 리튬 폴리머 전지일 수 있으며, 이러한 베어 셀(510)은 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
또한, 상기 보호회로기판(520)은 상기 베어 셀(510)의 일측에 설치되어 있으며, 이는 베어 셀(510)의 과충전이나 과방전을 방지하는 역할을 한다. 여기서, 상 기 보호회로기판(520)의 일측에는 외부 세트 장착시 전원 공급을 수행하는 단자(521)가 더 형성되어 있다.
더불어, 상기 케이스(530)는 상기 베어 셀(510) 및 보호회로기판(520)을 함께 수지로 몰딩하거나, 또는 플라스틱 수지로 미리 성형한 후 이것에 상기 베어 셀(510) 및 보호회로기판(520)을 함께 수납하여 형성할 수 있다. 물론, 상기 단자(521)는 상기 케이스(530) 외측으로 노출됨으로써 외부 세트에 용이하게 결합 가능한 상태가 된다.
여기서, 상기 케이스(530)는 수지에 대전 방지제인 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
좀더 구체적으로, 상기 대전 방지제는 플라스틱 수지에 비하여 중량비가 5~90wt% 정도인 것이 바람직하다. 즉, 상기 대전 방지제의 중량비가 5wt% 이하일 경우 전체적으로 대전 방지 기능이 떨어지고, 상기 중량비가 90wt% 이상일 경우에는 플라스틱 수지의 성형성이 좋지 않게 된다.
이하, 상기 케이스에 포함된 대전 방지제의 종류 및 특성은 상기 도 4a 및 도 4b에서 설명한 내용과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 하여 본 발명은 상기 배터리 팩이 외부 세트에 결합되었을 때, 상기 외부 세트 또는 자체의 보호회로기판에 장착된 전자 부품을 정전기로부터 안전하게 보호함으로써, 정전기에 의한 각종 전기적 오동작을 방지할 수 있게 된다. 물론, 인체에 유기될 수 있는 정전기도 효율적으로 방지할 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명은 베어 셀의 표면 또는 케이스 자체에 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제 재료와 같은 대전 방지제를 더 포함시킴으로써, 외부 세트 또는 자체의 보호회로기판에 설치된 각종 전자 부품을 정전기로부터 안전하게 보호하여 각종 오동작을 방지하게 된다.
더욱이, 이러한 대전 방지제는 특히 습도가 낮은 겨울철 인체로 유기될 수 있는 정전기를 차단함으로써, 사용상 불편한 점을 제거할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 대전 방지 기능이 있는 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (25)

  1. 충방전 가능한 베어 셀과,
    상기 베어 셀의 표면을 한바퀴 감싸는 대전 방지제를 포함하고,
    상기 대전 방지제는 열수축 튜브를 이루는 고분자 합성 수지에 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 포함된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀은 원통형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀은 각형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀은 파우치형 리튬 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 베어 셀은 길이 방향으로 상단 및 하단이 대전 방지제 외측으로 노출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 베어 셀은 상부로 적어도 하나 이상의 전극탭이 일정 길이 연장되어 있으며, 상기 전극탭은 대전 방지제 외측으로 노출된 것을 특징 으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 고분자, 유기 재료, 무기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물은 열수축 튜브를 이루는 고분자 합성 수지에 비하여 중량비가 5~90wt%인 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 대전 방지제는 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 카본계는 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds)는 디스테릴디메틸 암모니엄 염(distearyldimethyl ammonium salts)인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 양이온계는 알킬베테인(Alkylbetains) 또는 알킬알란나인(Alkylalanines)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 음이온계는 알킬설페이트(Alkylsulfates), 알킬포스파이트(Alkylphosphites), 소디엄 알킬설포네이트(Sodium alkylsulfonates), 알킬설포네이트(Alkylsulfonates)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 비이온계는 에톡싸일레이티드 알킬라민(Ethoxylated alkylamines), 패티 액시드 이스터(Fatty acid esters), 글리서라이드 알킬라민(Glycerides Alkylamines), 폴리에틸렌 글리콜 이스터(Polyethylene Glycol esters)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 충방전 가능한 적어도 하나의 베어 셀과,
    상기 베어 셀에 전기적으로 접속되어, 베어 셀의 충방전을 제어하는 보호회로기판과,
    상기 베어 셀 및 보호회로기판을 수납 및 밀봉하는 동시에, 대전 방지 기능이 있는 케이스를 포함하고,
    상기 케이스는 수지에 대전 방지 기능이 있는 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 베어 셀은 원통형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 베어 셀은 각형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 베어 셀은 파우치형 리튬 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 케이스의 일측에는 외부 세트와 전기적으로 접속될 수 있도록 적어도 하나 이상의 전극 단자가 더 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 전도성 고분자, 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 또는 계면 활성제중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물은 케이스를 이루는 플라스틱 수지에 비하여 중량비가 5~90wt% 인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 케이스에는 대전 방지제로서 카본계, 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds), 양이온계, 음이온계, 비이온계중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물이 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 카본계는 카본 블랙 또는 아세틸렌 블랙중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 4급 암모니엄 컴파운드(Quaternary ammonium compounds)는 디스테릴디메틸 암모니엄 염(distearyldimethyl ammonium salts)인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 양이온계는 알킬베테인(Alkylbetains) 또는 알킬알란나인(Alkylalanines)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 음이온계는 알킬설페이트(Alkylsulfates), 알킬포스파이트(Alkylphosphites), 소디엄 알킬설포네이트(Sodium alkylsulfonates), 알킬설포네이트(Alkylsulfonates)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 비이온계는 에톡싸일레이티드 알킬라민(Ethoxylated alkylamines), 패티 액시드 이스터(Fatty acid esters), 글리서라이드 알킬라민(Glycerides Alkylamines), 폴리에틸렌 글리콜 이스터(Polyethylene Glycol esters)중 선택된 어느 하나 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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