KR100824867B1 - Can type and pouch type secondary battery having ptc device on protected circuit board - Google Patents
Can type and pouch type secondary battery having ptc device on protected circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- KR100824867B1 KR100824867B1 KR1020070027104A KR20070027104A KR100824867B1 KR 100824867 B1 KR100824867 B1 KR 100824867B1 KR 1020070027104 A KR1020070027104 A KR 1020070027104A KR 20070027104 A KR20070027104 A KR 20070027104A KR 100824867 B1 KR100824867 B1 KR 100824867B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductive portion
- circuit board
- secondary battery
- ptc
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/106—PTC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
본 발명은 캔형 및 파우치형 이차전지에 관한 것으로, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 전극조립체의 한 전극과 전기적으로 연결되는 상기 캡조립체의 한 부품과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하는 캔형 이차전지와, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에서 인출된 전극탭의 일부가 노출되도록 밀봉된 파우치 케이스를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 전극탭과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a can-type and pouch-type secondary battery, comprising: a bare cell having an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, and a cap assembly coupled to an open upper portion of the can; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board, a second conductive portion bonded to one component of the cap assembly electrically connected to one electrode of the electrode assembly, the first conductive portion and the second conductive portion. And a can-type secondary battery including a PTC element having a PTC main body positioned between the conductive parts, an electrode assembly, and a pouch case sealed to receive the electrode assembly and to expose a part of the electrode tab drawn from the electrode assembly. One bare cell; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a PTC element including a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board, a second conductive portion bonded to the electrode tab, and a PTC body portion positioned between the first conductive portion and the second conductive portion. It provides a pouch-type secondary battery comprising a.
Description
도 1 은 종래의 PTC소자를 구비한 캔형 이차전지의 부분 사시도.1 is a partial perspective view of a can type secondary battery having a conventional PTC device.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차전지의 분리 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of a can type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 도 2에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 PTC소자가 보호회로기판에 부착된 상태의 단면도.3 is a cross-sectional view of a state in which a PTC device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is attached to a protective circuit board.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PTC소자의 단면도.4A is a cross-sectional view of a PTC device according to another embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a에서 제 1 도전부의 저면도.4B is a bottom view of the first conductive portion in FIG. 4A.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PTC소자의 단면도.5A is a cross-sectional view of a PTC device according to still another embodiment of the present invention.
도 5b는 도 5a에서 제 1 도전부의 저면도.FIG. 5B is a bottom view of the first conductive portion in FIG. 5A; FIG.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PTC소자의 단면도.6A is a cross-sectional view of a PTC device according to still another embodiment of the present invention.
도 6b는 도 6a에서 제 1 도전부의 저면도.FIG. 6B is a bottom view of the first conductive portion in FIG. 6A; FIG.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PTC소자의 단면도.7A is a cross-sectional view of a PTC device according to another embodiment of the present invention.
도 7b는 도 7a에서 제 1 도전부의 저면도.FIG. 7B is a bottom view of the first conductive portion in FIG. 7A; FIG.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PTC소자의 단면도.8 is a cross-sectional view of a PTC device according to another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10: 이차전지 11: 캔10: secondary battery 11: can
12: 전극조립체 100: 캡조립체12: electrode assembly 100: cap assembly
110: 캡플레이트 130: 전극단자 110: cap plate 130: electrode terminal
170',170a,170b,170c,170d,170e: PTC소자 170 ', 170a, 170b, 170c, 170d, 170e: PTC element
171a,171b,171c,171d : 제 1 구성부171a, 171b, 171c, 171d: first component
172a,172b,172c,172d : 제 2 구성부172a, 172b, 172c, 172d: second component
172',173a,173b,173c,173d,173e : 제 1 도전부172 ', 173a, 173b, 173c, 173d, 173e: first conductive portion
174',176a,176b,176c,176d,176e : PTC본체부174 ', 176a, 176b, 176c, 176d, 176e: PTC main body
176',178a,178b,178c,178d,178e : 제 2 도전부176 ', 178a, 178b, 178c, 178d, 178e: second conductive portion
270,270a,270b,270c,270d,270e: 접합부재270,270a, 270b, 270c, 270d, 270e: joining member
300: 보호회로기판300: protection circuit board
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캔형 및 파우치형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a can type and pouch type secondary battery.
통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in the field of advanced electronic devices such as a cellular phone, a notebook computer, a camcorder, and the like. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and are rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight.
이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. Moreover, although lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.
이 중 각형 이차전지는 베어셀과, 보호회로가 형성된 보호회로기판과, 이 보호회로기판과 베어셀 사이에 위치하는 안전소자인 PTC소자를 포함한다.Among them, the rectangular secondary battery includes a bare cell, a protective circuit board on which a protection circuit is formed, and a PTC device, which is a safety device positioned between the protective circuit board and the bare cell.
베어셀은 전극조립체와, 이 전극조립체를 수용하는 캔과, 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함하여 이루어진다.The bare cell includes an electrode assembly, a can containing the electrode assembly, and a cap assembly coupled to an open top of the can.
전극조립체는 양극, 세퍼레이터, 음극 순으로 권취되어 있으며, 상기 양극 및 음극으로부터 양극 및 음극탭이 각각 인출되어 있다.The electrode assembly is wound in the order of the positive electrode, the separator, and the negative electrode, and the positive and negative electrode tabs are drawn out from the positive and negative electrodes, respectively.
캔은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다.The can is a metal container having a substantially rectangular parallelepiped shape in a rectangular secondary battery, and is formed by a processing method such as deep drawing.
캡조립체는 상기 캔의 상부에 결합되는 캡플레이트와, 외면에 가스켓을 위치시킨 채 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공을 통하여 설치되는 전극단자와, 상기 캡플레이트의 아랫면에 설치되는 절연플레이트와, 상기 절연플레이트의 아랫면에 설치되어 상기 전극단자와 통전되는 단자플레이트를 포함한다. The cap assembly includes a cap plate coupled to an upper portion of the can, an electrode terminal installed through a terminal hole formed in the cap plate while a gasket is disposed on an outer surface thereof, an insulating plate installed on a lower surface of the cap plate, and the insulation. It is installed on the lower surface of the plate includes a terminal plate that is energized with the electrode terminal.
상기 양극탭은 상기 캡플레이트와 전기적으로 연결되며, 상기 음극탭은 상기 단자플레이트를 통하여 전극단자와 전기적으로 연결된다. 다만, 상기 양극 및 음극탭은 극성을 달리하여 설계될 수도 있다.The positive electrode tab is electrically connected to the cap plate, and the negative electrode tab is electrically connected to the electrode terminal through the terminal plate. However, the positive and negative electrode tabs may be designed with different polarities.
또한, 상기 베어셀의 한 전극에서 상기 보호회로기판에 형성된 보호회로에 이르는 전류의 경로 상에는 PTC소자(Positive Temperature Coefficient device)와 같은 안전소자가 설치된다. 이 PTC소자는 전지의 고온 상승이나 과도한 충·방전 등으로 인하여 전지의 전압이 급격하게 상승하는 경우 전류의 흐름을 차단해 전지의 파열을 방지하는 역할을 한다.In addition, a safety device such as a PTC element (Positive Temperature Coefficient device) is provided on the path of the current from one electrode of the bare cell to the protection circuit formed on the protection circuit board. This PTC device prevents the battery from rupturing by blocking the flow of current when the battery voltage rises rapidly due to the high temperature rise of the battery or excessive charge and discharge.
도 1 은 종래의 PTC소자를 구비한 이차전지의 부분 사시도이다.1 is a partial perspective view of a secondary battery having a conventional PTC device.
도면을 참조하면, 종래 이차전지의 PTC소자(170)는 플레이트형의 제 1 도전부(172)와, 플레이트형의 제 2 도전부(176)와, 이 두 도전부 사이에 위치하는 납작한 형상의 PTC본체부(174)로 이루어져 있다. 제 1 도전부(172)의 하면은 캡플레이트(110)와 PTC소자(170) 간의 절연을 위한 절연부재(185) 위에 접촉 고정되고, 상면은 리드플레이트(220)와 용접 고정된다. 이 리드플레이트(220)는 PTC소자(170)와 보호회로기판(미도시) 간의 전기적 연결통로의 역할을 한다. 제 2 도전부(176)는 전극단자(130)와 직접 또는 간접으로 연결된다. Referring to the drawings, the
여기서, PTC본체부(174)는 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 제조되며, 설정된 온도 이하에서는 제 1 도전부(172)와 제 2 도전부(176) 사이의 전류의 흐름을 연결해 주는 가교의 역할을 한다. 그러나, 전지 사용중에 과전류나 과전압이 흐르거나 소비전력이 높아져 이에 따른 열이 발생함으로써 설정된 온도 이상이 되면, 결정성 고분자의 팽창으로 인해 도전성 입자들이 떨어지면서 저항이 급격하게 증가되어 전류의 흐름이 차단되거나 낮은 양의 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 전지의 파열을 방지하는 안전장치로서의 역할을 수행한다. 그리고, 다시 설정된 온 도 이하로 냉각되면, 결정성 고분자가 수축하여 도전성 입자 사이의 연결을 복원하여 전류의 흐름이 재개되도록 작동한다. Here, the
그런데, PTC소자(170)가 보호회로기판 및 베어셀과 연결되는 종래의 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional structure in which the
PTC소자 중 PTC본체부가 상술한 역할을 원활히 수행하기 위해서는, 베어셀의 한 전극에서 보호회로기판에 형성된 보호회로에 이르는 전류의 경로가 짧고, 도전성 부품들의 전기저항이 낮을 필요가 있다. 그러나, 도 1 에 나타낸 종래의 구조에서는 보호회로기판과 베어셀 사이에 PTC소자(170) 외에 다양한 부품들이 위치한다. 이에 따라, 전류의 경로가 길어져 PTC소자가 설계된 원래의 작동온도에서 작동하지 않고 큰 오차범위를 가질 수 있어 제어가 어렵다.In order for the PTC main body to perform the above-described role smoothly among the PTC elements, the path of the current from one electrode of the bare cell to the protection circuit formed on the protection circuit board needs to be short and the electrical resistance of the conductive parts must be low. However, in the conventional structure shown in FIG. 1, various components other than the
또한, 종래의 구조에서는 베어셀의 한 전극에서 발생한 전류를 보호회로기판으로 이동시키기 위한 통로로서 PTC소자(170) 외에 여러 가지 부품들이 존재하여 전지의 제작공정을 복잡하게 하고, 이에 따라 비용이 증가하는 문제가 있다.In addition, in the conventional structure, there are various components besides the
이러한 문제는 캔형 이차전지뿐만 아니라, 파우치형 이차전지에서도 발생한다.This problem occurs not only in the can type secondary battery, but also in the pouch type secondary battery.
본 발명의 목적은 베어셀과 보호회로기판 사이에 위치하는 PTC소자가 설계된 온도에서 원활하게 작동할 수 있도록 하려는 것이다.An object of the present invention is to enable a PTC device located between a bare cell and a protective circuit board to operate smoothly at a designed temperature.
본 발명의 다른 목적은, 불필요한 부품을 줄임으로써 전지의 제조공정에 드는 시간 및 비용을 절감하려는 것이다.Another object of the present invention is to reduce the time and cost of the battery manufacturing process by reducing unnecessary parts.
본 발명의 또 다른 목적은 베어셀과 보호회로기판 사이의 공간 효율을 극대화하여 슬림형 팩 설계가 가능하도록 하려는 것이다.Another object of the present invention is to maximize the space efficiency between the bare cell and the protective circuit board to enable a slim pack design.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 캔형 이차전지는, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 전극조립체의 한 전극과 전기적으로 연결되는 상기 캡조립체의 한 부품과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a can type secondary battery includes: a bare cell having an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, and a cap assembly coupled to an open upper portion of the can; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board, a second conductive portion bonded to one component of the cap assembly electrically connected to one electrode of the electrode assembly, the first conductive portion and the second conductive portion. It is characterized by comprising a PTC element having a PTC body portion located between the conductive portions.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 파우치형 이차전지는 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에서 인출된 전극탭의 일부가 노출되도록 밀봉된 파우치 케이스를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 전극탭과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, a pouch-type secondary battery according to an aspect of the present invention comprises a bare cell having an electrode assembly and a pouch case for receiving the electrode assembly and sealing a portion of the electrode tab drawn out from the electrode assembly; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a PTC element including a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board, a second conductive portion bonded to the electrode tab, and a PTC body portion positioned between the first conductive portion and the second conductive portion. Characterized in that the made up.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 캔형 이차전지는, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로 기판에 접합부재에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 베어셀의 한 전극과 전기 접속되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비하는 PTC소자를 포함하여 이루어지며, 상기 PTC소자의 제 1 도전부는, 상기 PTC본체부와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부를 포함하여 이루어지며, 상기 접합부재는 상기 제 2 구성부를 적어도 일부 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a can type secondary battery includes: a bare cell having an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, and a cap assembly coupled to an open upper portion of the can; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board by a bonding member, a second conductive portion electrically connected to one electrode of the bare cell, and positioned between the first conductive portion and the second conductive portion. And a PTC element having a PTC body portion, wherein the first conductive portion of the PTC element includes a first component including a contact portion in contact with the PTC body portion, and a large area portion having a larger cross-sectional area than the contact portion. And a second component, wherein the joining member is formed to cover at least a portion of the second component.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 캔형 이차전지는, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 접합부재에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 베어셀의 한 전극과 전기 접속되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비하는 PTC소자를 포함하여 이루어지며, 상기 PTC소자의 제 1 도전부의 면적은 상기 PTC본체부의 면적보다 크고, 상기 접합부재는 상기 제 1 도전부의 일부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a can-type secondary battery according to another aspect of the present invention, a bare cell having an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, and a cap assembly coupled to an open upper portion of the can; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board by a bonding member, a second conductive portion electrically connected to one electrode of the bare cell, and positioned between the first conductive portion and the second conductive portion. And a PTC element having a PTC main body, wherein an area of the first conductive portion of the PTC element is larger than that of the PTC main body, and the joining member is formed to cover a portion of the first conductive portion.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 파우치형 이차전지는, 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에서 인출된 전극탭의 일부가 노출되도록 밀봉된 파우치 케이스를 구비한 베어셀; 보호회로가 형성된 보호회로기판; 및 상기 보호회로기판에 접합부재에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부와, 상기 전극탭과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상 기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하여 이루어지며, 상기 PTC소자의 제 1 도전부는, 상기 PTC본체부와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부를 포함하여 이루어지며, 상기 접합부재는 상기 제 2 구성부를 적어도 일부 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the pouch-type secondary battery according to another aspect of the present invention for achieving the above object, the pouch case sealed to receive the electrode assembly, the electrode assembly and a portion of the electrode tab drawn from the electrode assembly is exposed. Bare cell provided; A protection circuit board on which a protection circuit is formed; And a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board by a bonding member, a second conductive portion bonded to the electrode tab, and a PTC body portion positioned between the first conductive portion and the second conductive portion. And a PTC element, wherein the first conductive portion of the PTC element includes a first component including a contact portion in contact with the PTC body portion, and a second area including a large area having a larger cross-sectional area than the contact portion. It is made to include a component, characterized in that the bonding member is formed to cover at least part of the second component.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 측면에 따른 캔형 이차전지에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a can type secondary battery according to an aspect of the present invention.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차전지의 분리 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 이차전지(10)는 베어셀과, 보호회로가 형성된 보호회로기판(300)과, 이 보호회로기판(300)과 베어셀 사이에 위치하는 안전소자인 PTC소자(170')를 포함한다.Referring to the drawings, the
베어셀은 전극조립체(12)와, 이 전극조립체(12)를 수용하는 캔(11)과, 이 캔(11)의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체(100)를 포함하여 이루어진다.The bare cell includes an
전극조립체(12)는 통상 전기용량을 높이기 위해 양극(13) 및 음극(15)을 넓은 판형으로 형성한 뒤, 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(14)를 양극(13)과 음극(15) 사이에 개재하여 적층하고, 와형으로 권취하여 이른바 '젤리롤(Jelly Roll)' 형태로 만든다. 음극(15) 및 양극(13)은 각각 구리 및 알미늄 포일로 이루어진 집전체 각각에 음극 활물질인 탄소와 양극 활물질인 코발트산 리튬 등을 코팅시켜 형성할 수 있다. 세퍼레이터(14)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸 렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(14)는 양극(13) 및 음극(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판 간의 단락을 방지하는 데 유리하다. 전극조립체(12)에는 각 전극과 연결된 양극 및 음극탭(16, 17)이 인출되어 있다. 상기 양극 및 음극탭(16, 17)에는 상기 전극조립체(12)의 외부로 인출되는 경계부에 극판(13, 15) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연테이프(18)가 감겨져 있다.The
캔(11)은 도시된 바와 같은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서, 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다. 캔을 이루는 재질로는 경량의 전도성 금속인 알미늄 또는 알미늄 합금이 바람직하다. 캔(11)은 전극조립체(12)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(12)가 투입되도록 개방된 상부는 캡조립체(100)에 의해 봉해진다. The
캡조립체(100)는 캡플레이트(110)와, 전극단자(130)와, 절연플레이트(140)와, 단자플레이트(150)를 포함하여 이루어진다. 캡플레이트(110)에는 단자통공(111)이 형성되어 있는데, 전극단자(130)가 그 외면에 캡플레이트(110)와의 절연을 위하여 가스켓(120)을 위치시킨 채 단자통공(111)을 관통하여 설치된다. 캡플레이트(110)의 아랫면에는 절연플레이트(140)가 설치되어 있고, 이 절연플레이트(140)의 아랫면에는 단자플레이트(150)가 설치되어 있다. 이 단자플레이트(150)에는 전극단자(130)의 하단부가 결합되어 있다. The
전극조립체(12)의 음극(15)은 음극탭(17)과 단자플레이트(150)를 통하여 전 극단자(130)와 전기적으로 연결되어 있다. 전극조립체(12)의 양극(13)의 경우에는 양극탭(16)이 캡플레이트(110)나 캔(11)에 용접되어 있다. 상기 단자플레이트(150)의 하부에는 절연케이스(190)가 더 설치될 수도 있다. 한편, 극성을 달리하여 전지를 설계할 수도 있을 것이다.The
캡플레이트(110)의 일 측에는 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 전해액주입공(112)이 형성되어 있고, 전해액 주입 후 마개(160)를 이용하거나 볼(ball)을 압입하여 전해액주입공(112)을 밀폐한다. 또한, 캡플레이트(110)의 타 측에는 핫 멜팅(hot-melting) 방식으로 형성된 전지팩 내 수지의 비틀림이나 굽힘에 대한 저항 강도를 높여주기 위한 홀더(182)가 설치되어 있다.An
한편, 보호회로기판(300)은 수지로 이루어진 판넬에 보호회로가 형성되어 이루어지고, 외측 표면에 외부 입출력 단자 등이 형성되어 있다. 이 보호회로기판(300)은 베어셀의 대향면(캡플레이트면)과 거의 같은 크기와 모양을 가진다. 보호회로기판(300)에서 외부입출력단자(310)가 형성된 이면, 즉 내측면에는 보호회로(미도시) 및 접속단자(미도시)가 구비된다. 보호회로는 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 회로를 말하며, 접속단자와 전기 접속되어 있다.On the other hand, the
본 발명에서 상기 접속단자의 형상은 종래의 "ㄱ-자"형이 아니라 평평한 플레이트 형상일 수 있으며, 접속단자가 생략될 수도 있다. 또한, 보호회로와 각각의 외부입출력단자(310)는 보호회로기판(300)을 통과하는 도전구조에 의해 전기 접속되어 있다.In the present invention, the shape of the connection terminal may be a flat plate shape instead of the conventional "a-shape" type, and the connection terminal may be omitted. In addition, the protection circuit and each external input /
또한, 베어셀의 한 전극에서 보호회로기판(300)에 형성된 보호회로에 이르는 전류의 경로 상에는 PTC소자(Positive Temperature Coefficient device)(170')와 같은 안전소자가 설치된다. 이 PTC소자(170')는 전지의 고온 상승이나 과도한 충·방전 등으로 인하여 전지의 전압이 급격하게 상승하는 경우 전류의 흐름을 차단해 전지의 파열을 방지하는 역할을 한다.In addition, a safety device such as a PTC element (Positive Temperature Coefficient device) 170 ′ is provided on a path of a current from one electrode of the bare cell to the protection circuit formed on the
이러한 PTC소자(170')가 보호회로기판 및 베어셀에 연결되는 구조에 대하여 보다 상세하게는 다음과 같다.The structure in which the
도 3 은 보호회로기판에 직접 접합된 PTC소자를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a PTC device directly bonded to a protective circuit board.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 캔형 이차전지의 PTC소자(170')는, 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부(172')와, 상기 전극조립체의 한 전극과 전기적으로 연결되는 상기 캡조립체의 한 부품과 접합되는 제 2 도전부(176')와, 상기 제 1 도전부(172')와 상기 제 2 도전부(176') 사이에 위치하는 PTC본체부(174')를 포함하여 이루어진다.Referring to the drawings, the
종래 PTC소자의 제 1 도전부는 리드플레이트를 통하여 보호회로기판의 접속단자에 접속되었으나(도 1 참조), 본 발명에서 PTC소자(170')의 제 1 도전부(172')는 플레이트형으로서 그 상면이 보호회로기판(300)에 직접 접합되어 있다(도 3 에서는 상·하가 뒤집혀 도시되어 있다). Conventionally, the first conductive portion of the PTC element is connected to the connection terminal of the protective circuit board through the lead plate (see FIG. 1). However, in the present invention, the first conductive portion 172 'of the PTC element 170' is a plate type. The upper surface is directly bonded to the protection circuit board 300 (upper and lower in Fig. 3 is shown upside down).
따라서, 제 1 도전부(172')로부터 보호회로기판(300)에 이르는 경로가 짧아져 그만큼 전기저항이 줄어들게 된다. 또한, 리드플레이트가 불필요하고, 기존의 보호회로기판의 ㄱ-자형 접속단자가 아닌 작은 사이즈의 평평한 플레이트를 사용하 거나, 경우에 따라서는 접속단자의 사용을 배제할 수도 있으므로, 부품 수가 줄어들게 된다.Therefore, the path from the first conductive portion 172 'to the
상기 제 1 도전부(172')는 보호회로기판에 솔더링 접합되어 있다. The first conductive portion 172 'is soldered to the protective circuit board.
또한, 제 1 도전부(172')로는 Ni계 물질이 사용될 수 있으며, 제 1 도전부(172')의 두께는 0.2㎜ 이상인 것이 바람직하다. 제 1 도전부(172')의 두께가 0.2㎜보다 얇다면, 솔더크림(270)을 이용하여 솔더링을 할 경우 솔더크림(270)이 가열되면서 제 1 도전부(172')의 측면을 타고 올라와 PTC본체부(174')의 측면 일부를 덮을 수도 있어, PTC본체부(174')가 정상 작동하지 않을 위험이 있기 때문이다.In addition, a Ni-based material may be used as the first conductive portion 172 ', and the thickness of the first conductive portion 172' is preferably 0.2 mm or more. If the thickness of the first conductive portion 172 'is thinner than 0.2 mm, when soldering using the
또한, 제 2 도전부(176')는 플레이트형으로서 그 하면이 양극성을 띄는 캡플레이트나 음극성을 띄는 전극단자에 접합될 수 있다. 도 2 에서 제 2 도전부(176')는 캡플레이트(110)의 상면에 접합되어 있다. In addition, the second
이러한 제 2 도전부(176')로는 Ni계 물질이 사용될 수 있다. 제 2 도전부(176')의 두께는 0.25㎜ 이상인 것이 바람직하다. 제 2 도전부(176')의 두께가 0.25㎜보다 얇다면, 용접에 의한 접합시 PTC본체부(174')에 가해지는 열에 의해 PTC본체부(174')가 변성될 위험이 있기 때문이다. As the second
PTC본체부(174')는 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 제조되며, 설정된 온도 이하에서는 도전성 입자들이 뭉쳐 있어 제 1 도전부(172')와 제 2 도전부(176') 사이의 전류의 흐름을 연결해 주는 가교의 역할을 한다. The PTC body portion 174 'is prepared by dispersing the conductive particles in the crystalline polymer, and the conductive particles are agglomerated below the set temperature so that the current between the first conductive portion 172' and the second conductive portion 176 'is reduced. It acts as a bridge to connect the flow.
그러나, 전지 사용중에 과전류나 과전압이 흐르거나 소비전력이 높아져 이에 따른 열이 발생함으로써 설정된 온도 이상이 되면, 결정성 고분자의 팽창으로 인해 도전성 입자들이 떨어지면서 저항이 급격하게 증가되어 전류의 흐름이 차단되거나 낮은 양의 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 전지의 파열을 방지하는 안전장치로서의 역할을 수행한다. 그리고, 다시 설정된 온도 이하로 냉각되면, 결정성 고분자가 수축하여 도전성 입자 사이의 연결을 복원하여 전류의 흐름이 재개되도록 작동한다. However, when over current or over voltage flows or power is consumed while the battery is in use, and heat is generated accordingly, the temperature rises above the set temperature. Accordingly, the conductive particles drop due to the expansion of the crystalline polymer, and the resistance rapidly increases to block the flow of current. Or a low amount of current flows, thereby acting as a safety device to prevent battery rupture. Then, when cooled below the set temperature again, the crystalline polymer shrinks to restore the connection between the conductive particles and operates to resume current flow.
이러한 도전성 입자로는 탄소 입자 또는 Ni 파우더가 사용될 수 있다. 탄소 입자보다는 Ni 파우더를 사용하는 경우가 도전성이 더 우수하다. 또한, 결정성 고분자로는 폴리올레핀계 수지 등의 합성수지가 사용될 수 있다. 상기 PTC본체부(174')의 두께는 0.4㎜ 이상인 것이 바람직하다. PTC본체부(174')의 두께가 0.4㎜보다 얇다면, 제 1 도전부(172')와 제 2 도전부(176') 사이의 거리가 너무 가까워 PTC소자(170')의 작동온도의 제어가 어렵기 때문이다. Carbon particles or Ni powder may be used as the conductive particles. When Ni powder is used rather than carbon particles, the conductivity is better. As the crystalline polymer, synthetic resin such as polyolefin resin may be used. It is preferable that the thickness of the PTC main body 174 'is 0.4 mm or more. If the thickness of the PTC body portion 174 'is thinner than 0.4 mm, the distance between the first conductive portion 172' and the second conductive portion 176 'is too close to control the operating temperature of the PTC element 170'. Because it is difficult.
이러한 PTC소자(170')는 큐빅형 또는 원통형일 수도 있다. 도 1 을 참조하여 종래 PTC소자의 형상을 보면, 제 1 도전부는 리드플레이트와의 접합을 위해 PTC소자를 위에서 볼 때 PTC본체부와 겹쳐지지 않는 부분을 가질 필요가 있다. 또한, 제 2 도전부도 전극단자 또는 전극단자에 부착된 부품과의 접합을 위해 PTC소자를 위에서 볼 때 PTC본체부와 겹쳐지지 않는 부분을 가질 필요가 있다. 결국, 종래의 PTC소자는 큐빅형 또는 원통형을 갖기 힘들다. The PTC device 170 'may be cubic or cylindrical. Referring to Fig. 1, the shape of the conventional PTC element is required to have a portion which does not overlap with the PTC body portion when the PTC element is viewed from above for joining with the lead plate. In addition, the second conductive portion also needs to have a portion which does not overlap with the PTC body portion when viewed from above for bonding the electrode terminal or the component attached to the electrode terminal. As a result, the conventional PTC element is difficult to have a cubic or cylindrical.
이에 반해, 본 발명에서는 제 1 도전부(172')의 상면이 직접 보호회로기판에 접합되고, 제 2 도전부(176')의 하면이 직접 캡플레이트 또는 전극단자에 접합될 수 있으므로, 큐빅이나 원통의 형상을 가질 수 있어, 보다 단순한 형상을 취할 수 있게 된다. 다만, 본 발명의 내용은 상기한 형상에 한정되지 않는다.In contrast, in the present invention, the upper surface of the first conductive portion 172 'may be directly bonded to the protective circuit board, and the lower surface of the second conductive portion 176' may be directly bonded to the cap plate or the electrode terminal. It can have a cylindrical shape, and can take a simpler shape. However, the content of the present invention is not limited to the above shape.
한편, 본 실시예에서 음극성을 띄는 전극단자와 보호회로기판 사이의 전기적 연결은 도시하진 않았으나, 다양한 형태의 도전성 부재로 연결될 수 있을 것이다.On the other hand, although the electrical connection between the electrode terminal having a negative polarity and the protective circuit board in this embodiment is not shown, it may be connected to a conductive member of various forms.
이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 파우치형 이차전지에 관하여 설명하고자 한다. 다만, 상술한 캔형 이차전지의 내용과 동일한 내용의 기술은 생략하기로 한다.Hereinafter, a pouch type secondary battery according to another aspect of the present invention will be described. However, description of the same contents as those of the can type secondary battery described above will be omitted.
파우치형 이차전지는 베어셀과, 보호회로가 형성된 보호회로기판과, 이 보호회로기판과 베어셀 사이에 위치하는 안전소자인 PTC소자를 포함한다.The pouch type secondary battery includes a bare cell, a protective circuit board on which a protection circuit is formed, and a PTC device which is a safety device positioned between the protective circuit board and the bare cell.
베어셀은 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에서 인출된 전극탭의 일부가 노출되도록 밀봉된 파우치 케이스를 포함하여 이루어진다. 이러한 베어셀의 구조에 대한 설명은 종래의 베어셀의 구조와 동일하므로 생략하기로 한다.The bare cell includes an electrode assembly and a pouch case that houses the electrode assembly and is sealed to expose a portion of the electrode tab drawn from the electrode assembly. Since the description of the structure of the bare cell is the same as that of the conventional bare cell, a description thereof will be omitted.
또한, 보호회로기판은 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호회로가 형성된 기판인데, 이 구조에 대한 설명도 종래의 보호회로기판의 구조와 동일하므로 생략하기로 한다.In addition, the protection circuit board is a substrate formed with a protection circuit for protecting the battery from overcharge or over discharge during charging and discharging, the description of this structure is the same as the structure of the conventional protection circuit board will be omitted.
PTC소자는 상기 보호회로기판에 직접 접합되는 제 1 도전부와, 밀봉된 파우치에서 일부 노출된 상기 전극탭과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 포함하여 이루어진다(도 3 참조).The PTC device is positioned between the first conductive portion directly bonded to the protective circuit board, the second conductive portion bonded to the electrode tab partially exposed in the sealed pouch, and between the first conductive portion and the second conductive portion. It comprises a PTC body to be made (see Fig. 3).
따라서, 베어셀의 전극탭으로부터 보호회로기판에 이르는 경로가 짧아져 그만큼 전기저항이 줄어들게 된다. 또한, 종래의 구조와 달리 리드플레이트가 불필요하므로 부품 수가 줄어들게 된다.Therefore, the path from the electrode tab of the bare cell to the protective circuit board is shortened, thereby reducing the electrical resistance. In addition, unlike the conventional structure, since the lead plate is unnecessary, the number of parts is reduced.
상기 제 1 도전부는 보호회로기판에 솔더링 접합되어 있다. The first conductive portion is soldered to the protective circuit board.
또한, 상기 PTC소자는 큐빅형 또는 원통형일 수도 있다. In addition, the PTC device may be a cubic or cylindrical.
파우치형 이차전지의 PTC소자의 구조와 형상에 대한 자세한 설명은 캔형 이차전지의 PTC소자와 동일하므로 생략하기로 한다.A detailed description of the structure and shape of the PTC device of the pouch type secondary battery is the same as that of the PTC device of the can type secondary battery, and thus will be omitted.
도 4a 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 PTC소자가 보호회로기판에 직접 접합된 상태를 도시한 단면도이고, 도 4b 는 도 4a에서 제 1 도전부의 저면도로서 보호회로기판과 제 1 도전부만을 도시하였다. 이는 도 5a,5B 내지 도 7a,7B의 도면에도 적용된다.4A is a cross-sectional view illustrating a state in which a PTC device is directly bonded to a protection circuit board according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a bottom view of the first conductive part in FIG. 4A and shows only the protection circuit board and the first conductive part. Shown. This also applies to the drawings of FIGS. 5A, 5B to 7A, 7B.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, PTC소자(170a)는 보호회로기판(300)에 접합부재(270a)에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부(173a)와, 베어셀의 한 전극과 전기 접속되는 제 2 도전부(178a)와, 제 1 도전부(173a)와 제 2 도전부(178a) 사이에 위치하는 PTC본체부(176a)를 포함하여 이루어진다. 여기서, PTC소자의 제 1 도전부(173a)는, PTC본체부(176a)와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부(171a)와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부(172a)를 포함하여 이루어지며, 상기 접합부재(270a)는 제 2 구성부(172a)를 적어도 일부 덮도록 형성된다.4A and 4B, the
제 1 도전부(173a)의 제 1 구성부(171a)와 제 2 구성부(172a)는 단차를 이루며 일체로 형성되고, 제 1 구성부(171a)와 제 2 구성부(172a)는 제 1 구성부(171a)의 좌·우 양측에서만 단차가 형성되어 있다.The
종래 PTC소자의 제 1 도전부는 리드플레이트를 통하여 보호회로기판의 접속단자에 접속되었으나(도 1 참조), PTC소자(170a)의 제 1 도전부(173a)는 그 하면이 보호회로기판(300)에 직접 접합되어 있다(도 2 를 기준으로 제 1 도전부의 상면이 보호회로기판에 직접 접합되어 있다). Conventionally, the first conductive portion of the PTC element is connected to the connection terminal of the protective circuit board through a lead plate (see FIG. 1), but the first
따라서, 제 1 도전부(173a)로부터 보호회로기판(300)에 이르는 경로가 짧아져 그만큼 전기저항이 줄어들게 된다. 또한, 리드플레이트가 불필요하고, 기존의 보호회로기판의 ㄱ-자형 접속단자가 아닌 작은 사이즈의 평평한 플레이트를 사용하거나, 경우에 따라서는 접속단자의 사용을 배제할 수도 있으므로, 부품 수가 줄어들게 된다.Therefore, the path from the first
또한, 접합부재(270a)가 제 1 도전부(173a)의 하면뿐만 아니라, 제 2 구성부(172a)를 덮도록 형성되어 있어, PTC소자(170a)와 보호회로기판(300)의 접속력을 강화시킨다. 여기서, 접합부재(270a)로는 솔더 페이스트가 사용될 수 있는데, 다만 본 발명의 내용은 그 종류를 한정하진 않는다. 한편, 접합부재(270a)가 PTC본체부(176a)와 접촉하지 않도록 할 필요가 있다. 이는 온도에 따라 민감하게 팽창·수축하는 PTC본체부(176a)의 동작을 방해하지 않도록 하기 위함이다.In addition, the joining
제 1 도전부(173a)로는 Ni계 물질이 사용될 수 있으며, 제 1 도전부(173a)의 두께는 0.2㎜ 이상인 것이 바람직하다. 제 1 도전부(173a)의 두께가 0.2㎜보다 얇다면, 솔더 페이스트를 이용하여 솔더링을 할 경우 솔더 페이스트가 가열되면서 제 1 도전부(173a)의 측면을 타고 올라와 PTC본체부(176a)의 측면 일부를 덮을 수도 있어, PTC본체부(176a)가 정상 작동하지 않을 위험이 있기 때문이다.A Ni-based material may be used as the first
또한, 제 2 도전부(178a)는 플레이트형으로서 그 상면이 양극성을 띄는 캡플레이트나 음극성을 띄는 전극단자에 접합될 수 있다. In addition, the second
이러한 제 2 도전부(178a)로는 Ni계 물질이 사용될 수 있다. 제 2 도전부(178a)의 두께는 0.25㎜ 이상인 것이 바람직하다. 제 2 도전부(178a)의 두께가 0.25㎜보다 얇다면, 용접에 의한 접합시 PTC본체부(176a)에 가해지는 열에 의해 PTC본체부(176a)가 변성될 위험이 있기 때문이다. As the second
PTC본체부(176a)는 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 제조되며, 설정된 온도 이하에서는 도전성 입자들이 뭉쳐 있어 제 1 도전부(173a)와 제 2 도전부(178a) 사이의 전류의 흐름을 연결해 주는 역할을 한다. 그러나, 전지 사용중에 과전류나 과전압이 흐르거나 소비전력이 높아져 이에 따른 열이 발생함으로써 설정된 온도 이상이 되면, 결정성 고분자의 팽창으로 인해 도전성 입자들이 떨어지면서 저항이 급격하게 증가되어 전류의 흐름이 차단되거나 낮은 양의 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 전지의 파열을 방지하는 안전장치로서의 역할을 수행한다. 그리고, 다시 설정된 온도 이하로 냉각되면, 결정성 고분자가 수축하여 도전성 입자 사이의 연결을 복원하여 전류의 흐름이 재개되도록 작동한다. The
이러한 도전성 입자로는 탄소 입자 또는 Ni 파우더가 사용될 수 있다. 탄소 입자보다는 Ni 파우더를 사용하는 경우가 도전성이 더 우수하다. 또한, 결정성 고분자로는 폴리올레핀계 수지 등의 합성수지가 사용될 수 있다. 상기 PTC본체부(176a)의 두께는 0.4㎜ 이상인 것이 바람직하다. PTC본체부(176a)의 두께가 0.4㎜보다 얇다면, 제 1 도전부(173a)와 제 2 도전부(178a) 사이의 거리가 너무 가까 워 PTC소자(170a)의 작동온도의 제어가 어렵기 때문이다. Carbon particles or Ni powder may be used as the conductive particles. When Ni powder is used rather than carbon particles, the conductivity is better. As the crystalline polymer, synthetic resin such as polyolefin resin may be used. It is preferable that the thickness of the said PTC
도 5a 및 도 5b 는 본 발명의 또 다른 실시예로서, PTC소자(170b)는 보호회로기판(300)에 접합부재(270b)에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부(173b)와, 베어셀의 한 전극과 전기 접속되는 제 2 도전부(178b)와, 제 1 도전부(173b)와 제 2 도전부(178b) 사이에 위치하는 PTC본체부(176b)를 포함하여 이루어진다. 여기서, PTC소자의 제 1 도전부(173b)는, PTC본체부(176b)와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부(171b)와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부(172b)를 포함하여 이루어지며, 상기 접합부재(270b)는 제 2 구성부(172b)를 적어도 일부 덮도록 형성된다.5A and 5B illustrate another embodiment of the present invention, in which the
제 1 도전부(173b)의 제 1 구성부(171b)와 제 2 구성부(172b)는 단차를 이루며 일체로 형성되고, 본 실시예에서 제 1 구성부(171b)와 제 2 구성부(172b)는 제 1 구성부(171b)의 모든 측방에서 단차가 형성되어 있다.The
도 6a 및 도 6b 는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 5a 및 도 5b 에 나타낸 실시예와 다른 점만을 설명하면, 제 1 도전부(173c)의 제 2 구성부(172c)를 상·하 방향으로 관통하는 홀(174c)이 형성되어 있고, 이 홀(174c)에 접합부재(270c)가 충진되어 있다. 도 6a 를 참조하면, 접합부재(270c)가 제 2 구성부(172c)와 보호회로기판(300) 사이에 위치하고, 제 2 구성부(172c)의 상면을 덮으며, 제 2 구성부(172c)를 상·하 방향으로 관통하는 홀(174c)에 충진되어, 이 모두가 상호 연결되어 있으므로, PTC소자(170c)와 보호회로기판(300)의 접속력은 더욱 강화될 수 있다. 6A and 6B illustrate another embodiment of the present invention, and only different points from the embodiment shown in FIGS. 5A and 5B will be described. FIG. 6A and 6B illustrate a
도 7a 및 도 7b 는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 4a 및 도 4b 에 나타낸 실시예와 다른 점만을 설명하면, 제 1 도전부(173d)의 제 2 구성부(172d)의 측면에 홀(174d)이 형성되어 있고, 이 홈(174d)에 접합부재(270d)가 충진되어 있다. 따라서, 접합부재(270d)가 제 2 구성부(172d)와 보호회로기판(300) 사이에 위치하고, 제 2 구성부(172d)의 상면을 덮으며, 제 2 구성부(172d)의 측면에 형성된 홈(174d)에 충진되어, 이 모두가 상호 연결되어 있으므로, PTC소자(170d)와 보호회로기판(300)의 접속력은 더욱 강화될 수 있다. 7A and 7B illustrate another embodiment of the present invention, and only different points from the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B will be described. FIG. 7A and 7B illustrate a
한편, 도시하진 않았지만, 전술한 실시예들과 마찬가지로, 또 다른 실시예에 의하여 PTC소자는 제 1 도전부와 PTC본체부와 제 2 도전부를 구비하고, PTC소자의 제 1 도전부는 PTC본체부와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부를 포함하여 이루어지며, 접합부재는 상기 제 2 구성부를 적어도 일부 덮도록 형성된다. 다만, 전술한 실시예들과 달리, 제 1 구성부와 제 2 구성부가 단차를 이루는 것이 아니라, 제 2 구성부의 외면이 경사져 있거나 만곡부를 이루는 점에서 차이가 있을 뿐, 그에 따른 효과나 그 밖의 구성에 관해서는 전술한 실시예들에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. On the other hand, although not shown, as in the above-described embodiments, according to another embodiment, the PTC element includes a first conductive portion, a PTC main body portion, and a second conductive portion, and the first conductive portion of the PTC element includes: And a second component including a first component including a contact portion for contact and a large area portion having a larger cross-sectional area than the contact portion, wherein the joining member is formed to cover at least part of the second component. However, unlike the above-described embodiments, the first component and the second component do not form a step, but differ in that the outer surface of the second component is inclined or forms a curved portion. With regard to the content described in the above embodiments can be applied equally.
도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예로서, PTC소자(170e)는 보호회로기판(300)에 접합부재(270e)에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부(173e)와, 베어셀의 한 전극과 전기 접속되는 제 2 도전부(178e)와, 제 1 도전부(173e)와 제 2 도전부(178e) 사이에 위치하는 PTC본체부(176e)를 포함하여 이루어진다. 여기서, PTC소자의 제 1 도전부(173e)의 면적은 PTC본체부(176e)의 면적보다 크고, 상기 접합부재(270e)는 제 1 도전부(173e)의 일부를 덮도록 형성된다. FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. The
이 경우, 제 1 도전부(173e) 상에 PTC본체부(176e)의 주변을 따라 돌기부를 형성하여 접착부재(270e)가 PTC본체부(176e)에 닿지 않도록 할 수도 있다. In this case, a protrusion may be formed along the periphery of the
한편, 상기 실시예들에서 음극성을 띄는 전극단자와 보호회로기판 사이의 전기적 연결은 도시하진 않았으나, 다양한 형태의 도전성 부재로 연결될 수 있을 것이다.On the other hand, although the electrical connection between the electrode terminal having a negative polarity and the protective circuit board in the above embodiments is not shown, it may be connected to a conductive member of various forms.
이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 파우치형 이차전지에 관하여 설명하고자 한다. 다만, 상술한 캔형 이차전지의 내용과 동일한 내용의 기술은 생략하기로 한다.Hereinafter, a pouch type secondary battery according to another aspect of the present invention will be described. However, description of the same contents as those of the can type secondary battery described above will be omitted.
파우치형 이차전지는 베어셀과, 보호회로가 형성된 보호회로기판과, 이 보호회로기판과 베어셀 사이에 위치하는 안전소자인 PTC소자를 포함한다.The pouch type secondary battery includes a bare cell, a protective circuit board on which a protection circuit is formed, and a PTC device which is a safety device positioned between the protective circuit board and the bare cell.
베어셀은 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에서 인출된 전극탭의 일부가 노출되도록 밀봉된 파우치 케이스를 포함하여 이루어진다. 이러한 베어셀의 구조에 대한 설명은 종래의 베어셀의 구조와 동일하므로 생략하기로 한다.The bare cell includes an electrode assembly and a pouch case that houses the electrode assembly and is sealed to expose a portion of the electrode tab drawn from the electrode assembly. Since the description of the structure of the bare cell is the same as that of the conventional bare cell, a description thereof will be omitted.
또한, 보호회로기판은 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호회로가 형성된 기판인데, 이 구조에 대한 설명도 종래의 보호회로기판의 구조와 동일하므로 생략하기로 한다.In addition, the protection circuit board is a substrate formed with a protection circuit for protecting the battery from overcharge or over discharge during charging and discharging, the description of this structure is the same as the structure of the conventional protection circuit board will be omitted.
PTC소자는 상기 보호회로기판에 접합부재에 의해 직접 접합되는 제 1 도전부 와, 밀봉된 파우치에서 일부 노출된 상기 전극탭과 접합되는 제 2 도전부와, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이에 위치하는 PTC본체부를 구비한 PTC소자를 포함하여 이루어진다. The PTC device includes a first conductive portion directly bonded to the protective circuit board by a bonding member, a second conductive portion bonded to the electrode tab partially exposed in a sealed pouch, the first conductive portion and the second conductive portion. It comprises a PTC element having a PTC main body located between the parts.
여기서, 상기 PTC소자의 제 1 도전부는, 상기 PTC본체부와 접촉하는 접촉부를 포함하는 제 1 구성부와, 상기 접촉부 보다 큰 단면적을 갖는 대면적부를 포함하는 제 2 구성부를 포함하여 이루어지며, 상기 접합부재는 상기 제 2 구성부를 적어도 일부 덮도록 형성된다. Here, the first conductive portion of the PTC element comprises a first component including a contact portion in contact with the PTC body portion, and a second component portion including a large area portion having a larger cross-sectional area than the contact portion. The bonding member is formed to cover at least part of the second component.
따라서, 베어셀의 전극탭으로부터 보호회로기판에 이르는 경로가 짧아져 그만큼 전기저항이 줄어들게 된다. 또한, 종래의 구조와 달리 리드플레이트가 불필요하므로 부품 수가 줄어들게 된다. 또한, 접합부재가 제 1 도전부와 보호회로기판 사이의 접촉면뿐만 아니라, 제 2 구성부를 덮도록 형성되어 있어, PTC소자와 보호회로기판의 접속력을 강화시킨다.Therefore, the path from the electrode tab of the bare cell to the protective circuit board is shortened, thereby reducing the electrical resistance. In addition, unlike the conventional structure, since the lead plate is unnecessary, the number of parts is reduced. Further, the joining member is formed so as to cover not only the contact surface between the first conductive portion and the protective circuit board but also the second component part, thereby enhancing the connection force between the PTC element and the protective circuit board.
파우치형 이차전지의 PTC소자의 구조와 형상에 대한 자세한 설명은 캔형 이차전지의 PTC소자와 동일하므로 생략하기로 한다.A detailed description of the structure and shape of the PTC device of the pouch type secondary battery is the same as that of the PTC device of the can type secondary battery, and thus will be omitted.
본 발명에 따른 캔형 및 파우치형 이차전지에 의하면, 베어셀과 보호회로기판 사이에 위치하는 PTC소자가 설계된 온도에서 원활하게 작동할 수 있고, 불필요한 부품을 줄임으로써 전지의 제조공정에 드는 시간 및 비용이 절약되며, 베어셀과 보호회로기판 사이의 공간 효율을 극대화하여 슬림형 팩 설계가 가능해진다.According to the can-type and pouch-type secondary batteries according to the present invention, the PTC element located between the bare cell and the protective circuit board can operate smoothly at the designed temperature, and the time and cost required for the battery manufacturing process by reducing unnecessary components. This saves cost and maximizes the space efficiency between the bare cell and the protection circuit board, enabling a slim pack design.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is merely exemplary, and the present invention may encompass various modifications and equivalent other embodiments that can be made by those skilled in the art. Will understand.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060027950 | 2006-03-28 | ||
KR20060027950 | 2006-03-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070097317A KR20070097317A (en) | 2007-10-04 |
KR100824867B1 true KR100824867B1 (en) | 2008-04-23 |
Family
ID=38803716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070027104A KR100824867B1 (en) | 2006-03-28 | 2007-03-20 | Can type and pouch type secondary battery having ptc device on protected circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100824867B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11764412B2 (en) | 2018-05-15 | 2023-09-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101022632B1 (en) * | 2007-11-29 | 2011-03-22 | 주식회사 엘지화학 | Battery Pack Employed with PCM Mounting PTC Device thereon |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298807A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Pack battery |
JP2003017026A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery pack and manufacturing method of the same |
JP2003017021A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery pack and manufacturing method therefor |
-
2007
- 2007-03-20 KR KR1020070027104A patent/KR100824867B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298807A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Pack battery |
JP2003017026A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery pack and manufacturing method of the same |
JP2003017021A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery pack and manufacturing method therefor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11764412B2 (en) | 2018-05-15 | 2023-09-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070097317A (en) | 2007-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100943570B1 (en) | Battery pack | |
KR100551887B1 (en) | Secondary battery | |
KR100686844B1 (en) | Secondary battery with ptc device | |
JP4608456B2 (en) | Secondary battery | |
JP4926534B2 (en) | Winding electrode assembly and lithium secondary battery including the same | |
KR100922474B1 (en) | Rechageable battery | |
KR101075362B1 (en) | Protection circuit assembly and battery assembly | |
KR100954037B1 (en) | Secondary battery | |
KR100646538B1 (en) | Secondary battery | |
KR100973311B1 (en) | Battery pack | |
KR100998303B1 (en) | Protection circuit assembly and battery pack using the same | |
EP2058875B1 (en) | Secondary battery with protection circuit module | |
KR100571272B1 (en) | Can type secondary battery and method of forming the same | |
KR100867922B1 (en) | Battery pack | |
KR20080096165A (en) | Pouch type secondary battery and the fabrication method thereof | |
KR100709872B1 (en) | Secondary battery | |
KR101318531B1 (en) | Secondary battery | |
KR20070067783A (en) | Secondary battery | |
KR100795681B1 (en) | Secondary battery | |
CN110679012A (en) | Secondary battery | |
KR100824867B1 (en) | Can type and pouch type secondary battery having ptc device on protected circuit board | |
KR100788559B1 (en) | Secondary battery | |
KR101264462B1 (en) | Rechargeable battery riveting lead plate and bare cell | |
KR20080038662A (en) | Secondary battery | |
KR20080034723A (en) | Rechargeable battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120326 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130322 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160323 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170324 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180320 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190402 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200305 Year of fee payment: 13 |