KR100876267B1 - 이차전지 - Google Patents

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서경원
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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬라이딩 방식으로 결합되는 두개의 케이스를 구비하고, 둘 이상의 베어 셀이 상기 케이스에 의해 케이싱되는 이차전지에 관한 것이다.
본 발명은 충·방전 가능한 둘 이상의 베어 셀이 일면을 서로 접하며 순차적 연결되어 이루어지고, 상기 각 베어 셀은 전기적으로 연결된 멀티셀과, 상기 베어 셀의 서로 접하는 일면과 수직 방향의 배치 상태로 상기 멀티셀에 결합되고, 타 부재와의 결합을 위한 가이드부가 형성된 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 가이드부와 결합되어 상기 멀티셀의 면들을 커버하는 제1 및 제2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이차전지, 멀티셀, 가이드 부재, 케이스, 가이드 돌기, 가이드홈

Description

이차전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬라이딩 방식으로 결합되는 두개의 케이스를 구비하고, 둘 이상의 베어 셀이 상기 케이스에 의해 케이싱되는 이차전지에 관한 것이다.
통상적으로 이차전지{Secondary Battery}는 충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충.방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V로서, 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드늄 전지나 니케-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있다.
이와 같은 리튬 이차전지의 구성을 각형을 기준으로 간략하게 설명하면, 각형 이차전지는, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 개재한 상태로 적층 및 권취되어 형성되는 젤리 롤 타입의 전극 조립체, 일측이 개방되어 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 개방 측을 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 전극 조립체와 캔 및 캡 조립체를 포함하여 통상 베어 셀이라고 부르며, 이와 같은 베어 셀은 하나의 독립된 이차전지로 볼 수 있다.
그리고 휴대폰, PDA, 디지털 카메라 등 소형 전자기기에 사용되는 이차전지는 통상 전지 팩의 형태로 사용되는데, 이와 같은 전지 팩은 상기 베어 셀과 보호회로 모듈을 몰딩에 의해 연결한 후 라벨로 감싼 형태이거나, 또는 상기 베어 셀과 보호회로기판을 통상 하드케이스라 불리는 외장케이스에 수납하는 형태 등으로 이루어진다.
또한, 최근에는 비교적 단순한 형태로 설계되어 여러 다른 종류의 소형 전자기기에 호환 가능한 내장형 전지 팩(통산 inner pack이라 불리우며, 이하의 설명에서 이너팩이란 용어를 사용한다)이 널리 사용되고 있다. 특히, 이너팩은 통상 베어 셀의 상대적으로 장변인 측면 쪽에 보호회로기판이 배치되는 형태로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래의 이너팩은 하나의 베어 셀을 팩 작업화하여 제작된 형태이므로, 충.방전 용량이 비교적 작고, 그 결과 최근에 급속도로 고기능화되는 소형 전자기기의 방전량에 부합하지 못하는 현상이 발생하고 있다. 이에 따라, 이너팩의 신속한 방전으로 인해 잦은 충전이 요구되고, 또한 충전이 여의치 못한 경우를 대비해 여러 개의 예비 이너팩을 소지해야 하는 등 불편함이 초래된다.
또한, 종래의 이너팩은 베어 셀과 보호회로기판의 연결이 통상 성형 수지에의한 몰딩을 통해 이루어지므로, 베어 셀과 보호회로기판의 결합 형태인 코어 팩을 금형에 장착한 후, 상기 금형의 성형 공간에 성형 수지를 주입하고, 성형 수지의 응고에 의해 베어 셀과 보호회로기판을 연결하는 몰딩부가 형성된 이너팩을 금형에서 분리하는 번거로운 작업과정을 거쳐야 했다.
여기서 금형의 성형 공간에 한번 주입된 성형 수지는 다시 회수할 수 없으므로, 성형 수지를 주입하는 공정에 장확성이 요구되어 작업상의 어려움이 따른다. 또한, 성형 수지의 주입에 아무리 정확성을 기하더라도, 무정형 상태인 성형 수지의 특성상 불균일한 주입을 방지할 수 없고, 따라서 성형되는 몰딩부의 불량으로 인해 이너팩의 불량률이 높아진다. 더욱이, 몰딩부는 점성을 갖는 상태로 코어 팩과 일체형 구조를 형성하므로, 몰딩부가 불량하게 성형될 경우 재작업이 어려운 점이 있다.
본 발명은 상기한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 둘 이상의 베어 셀이 간단한 조립 방식에 의해 케이싱 되도록하여 고기능화 되는 소형 전자기기의 방전량에 부합하는 큰 방전용량을 확보하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제작과정이 간단하면서도, 분리 및 재조립을 용이하게 할 수 있는 이차전지를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 충·방전 가능한 둘 이상의 베어 셀이 일면을 서로 접하며 순차적 연결되어 이루어지고, 상기 각 베어 셀은 전기적으로 연결된 멀티셀과, 상기 베어 셀의 서로 접하는 일면과 수직 방향의 배치 상태로 상기 멀티셀에 결합되고, 타 부재와의 결합을 위한 가이드부가 형성된 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 가이드부와 결합되어 상기 멀티셀의 면들을 커버하는 제1 및 제2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
상기 가이드 부재의 상기 멀티 셀 반대 쪽에 결합되고, 상기 멀티 셀과 전기적으로 연결되는 보호회로기판을 더 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 보호회로기판은, 상기 제1 또는 제2 케이스에 의해 커버되는 상태로 상기 베어 셀의 어느 한 극성과 전기적으로 연결된 제1 리드 플레이트와, 상기 제1 또는 제2 케이스에 의해 커버되는 상태로 상기 베어 셀의 다른 한 극성과 전기적으로 연결된 제2 리드 플레이트를 통해 상기 멀티 셀과 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.
상기 제1 및 제2 케이스의 서로 접촉되는 부분에 위치하여 상기 제1 및 제2 케이스의 일부를 결합하는 체결수단을 더 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 체결수단은, 상기 제1 및 제2 케이스에 각각 형성되는 결합돌기와 결합홈인 것일 수 있다. 그리고, 상기 결합돌기의 외경은 상기 결합홈의 내경과 동일하거나 큰 것일 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 가이드부가 타 부재의 슬라이딩 결합을 위한 레일 형태로 이루어지는 것일 수 있다.
상기 베어 셀은, 연이어진 상대적으로 좁은 폭의 네 측면에 상대적으로 넓은 폭의 두 측면이 마주하며 연결되는 형태로 이루어져, 상기 넓은 어느 한 측면을 타 베어 셀의 넓은 한 측면과 접하며 연결되어 상기 멀티셀을 형성하고, 상기 가이드 부재는, 상기 베어 셀의 좁은 어느 한 측면이 배치된 상기 멀티셀의 일 측면에 결합되는 것일 수 있다. 그리고, 상기 베어 셀은 좁은 네 측면이 곡면 형태로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 케이스는 상기 복수 베어 셀의 커버되지 않는 좁은 측면들 사이의 간극을 메우는 채움부가 구비된 것일 수 있다.
상기 베어 셀의 좁은 어느 한 측면에 상기 베어 셀의 어느 한 극성과 전기적으로 연결되는 전극단자가 외부에 노출되는 상태로 결합되는 것일 수 있고, 여기서 상기 베어 셀의 좁은 네 측면은 마주하는 한 쌍의 긴 측면 및 마주하는 또 다른 한 쌍의 짧은 측면으로 이루어지고, 상기 짧은 두 측면 중 어느 한 측면에 상기 전극단자가 설치되는 것일 수 있다.
상기 제1 및 제2 케이스는, 상기 보호회로기판을 내측에 수용하는 상태로 상 기 가이드 부재에 길이 방향을 따라 결합되는 것일 수 있고, 이때 상기 제1 케이스나 제2 케이스에 상기 보호회로기판의 외부 접속 단자를 전지 외부에 노출하기 위한 단자홀이 천공되는 것이 바람직하다.
상기 가이드 부재는, 상기 가이드부를 형성하는 상태로 사출 성형된 수지성형물인 것일 수 있으며, 여기서 상기 수지성형물인 가이드 부재는 인서트 사출에 의해 상기 보호회로기판과 일체를 이루며 성형되는 것일 수 있다.
상기 가이드 부재는 상기 가이드부가 가이드홈의 형태이며, 상기 제1 및 제2 케이스는 가이드 돌기가 형성되어 상기 가이드 돌기가 상기 가이드홈 형태인 가이드부를 따라 슬라이딩 결합되는 것일 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 멀티셀에 양면테이프를 통해 결합되는 것일 수 있고, 상기 양면테이프는 절연성 소재로 이루어지는 것일 수 있다.
상기 제1 및 제2 케이스는, 베이스부와 상기 베이스부의 둘레로부터 연장되는 측벽부를 포함하는 형태로 이루어져, 상기 멀티셀의 면들을 상기 베이스부와 측벽부의 내측 공간에 수용하는 상태로 커버하는 것일 수 있다.
상기 제1 케이스와 제2 케이스 간의 접촉 부분, 그리고 상기 제1 및 제2 케이스와 상기 멀티셀 간의 접촉 부분을 감싸는 동시에, 상기 제1 및 제2 케이스, 상기 가이드 부재, 상기 멀티셀의 전지 외측을 향한 외면의 전체나 일부를 감싸는 접착시트를 더 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 접착시트는 라벨일 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지는, 둘 이상의 베어 셀이 간단한 조립 방식에 의해 케이싱 되도록하여 고기능화 되는 소형 전자기기의 방전량에 부합하는 큰 방전용량을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지는 제작과정이 간단하여 작업성 향상과 함께 생산성의 향상을 가져올 수 있는 동시에, 분리 및 재조립을 용이하게 할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련 기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 일 실시예를 보인 분해사시도이고, 도 2 는 도 1의 실시예에 따른 이차전지의 요부를 보인 사시도이며, 도 3은 도 1의 실시예에 따른 이차전지의 결합된 상태를 보인 사시도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다. 도 5은 도 1의 실시예에 따른 이차전지에 라벨이 부착된 상태를 보인 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(1)는 한 쌍의 베어 셀(10)(20)로 이루어지는 멀티셀, 제1 및 제2 케이스(30)(40) 및 가이드 부재(50)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명에 따른 이차전지(1)는 도시된 바와 같이, 보호회로기판(60), 제1 및 제2 리드 플레이트(70)(80), 연결단자(90) 및 접착시트(100)를 더 포함할 수 있다.
상기 멀티 셀은 충.방전이 가능한 둘 이상의 베어 셀이 연결되어 이루어진 형태이다. 다시 말해, 충·방전 가능한 둘 이상의 베어 셀이 일면을 상호 접하며 순차적 연결되어 멀티셀을 이루며, 이때 멀티 셀을 형성하는 각각의 베어 셀은 전기적으로 연결된다. 포함할 수 있다.
이와 같은 멀티 셀을 본 실시예를 기준으로 설명하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 멀티 셀은 한 쌍의 베어 셀(10)(20)로 이루어지며, 여기서 각각의 베어 셀(10)(20)은 연이어진 상대적으로 좁은 폭의 네 측면에 상대적으로 넓은 폭의 두 측면이 마주하며 연결된 형태이고, 이와 같은 한 쌍의 베어 셀(10)(20)이 넓은 폭의 어느 한 측면을 서로 접하며 연결되어 멀티 셀을 형성한 다. 그리고, 한 쌍의 베어 셀(10)(20)은 각각 폭이 좁은 어느 한 측면에 전지의 양·음극 중 어느 한 극성을 띠는 전극단자가 외부에 노출되는 상태로 결합되고, 이와 같은 전극단자는 연결단자(90)에 의해 전기적으로 연결된다. 여기서, 본 실시예에서는 베어 셀(10)(20)의 좁은 네 측면이 마주하는 한 쌍의 긴 측면 및 마주하는 또 다른 한 쌍의 짧은 측면으로 이루어져, 짧은 한 측면에 전극단자가 설치되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는 멀티 셀이 한 쌍의 베어 셀로 이루어지는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 세 쌍 내지 그 이상되는 베어 셀로써 멀티셀이 구성되는 것일 수 있다.
상기 제 1 및 제2 케이스(30)(40)는 멀티 셀의 일부 면을 커버하기 위한 용도로써, 즉 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 가이드 부재(50)의 가이드부(51)를 따라 결합되고, 이러한 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 가이드부(51)에 대한 결합 방향의 연장 선상에 위치하는 멀티 셀의 여러 면들 중 전체 또는 일부의 면을 커버한다.
이와 같은 제1 및 제2 케이스를 본 실시예를 기준으로 설명하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 및 제2 케이스(30)(40)는 베어 셀(10)(20)의 폭이 좁은 세 측면이 연결되어 형성된 멀티 셀의 세 측면을 커버한다. 여기서, 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 각각 베이스부와 측벽부를 포함하여 멀티 셀의 측면을 내측에 수용하면서 커버하는 형태일 수 있다. 제1 케이스(30)를 기준으로 설명하면, 제1 케이스(30)는 멀티 셀 의 측면과 동일한 면적으로 형성되는 베이스부와, 이와 같은 베이스부의 둘레로부터 연장되는 측벽부를 포함하여 이러한 베이스부와 측벽부의 내측 공간이 멀티 셀 측면의 수용공간을 형성한다. 이에 따라, 멀티 셀의 측면이 베이스부와 측벽부에 의한 내측 공간에 수용된 상태로써, 제1 케이스(30)가 멀티 셀의 측면을 커버한다.
그리고, 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 각각 채움부(33)(42)를 구비함으로써, 제1 및 제2 케이스(30)(40)에 의해 커버되지 않는 멜티 셀 측면의 간극이 채움부(33)(42)에 의해 채워지는 것일 수 있다. 다시 말해, 멀티 셀은 한 쌍 내지 그 이상의 베어 셀이 연결되는 형태이므로, 여기서 베어 셀(10)(20)의 폭이 좁은 측면이 곡면 형태일 경우, 이와 같이 곡면 형태인 둘 이상의 베어 셀(10)(20)의 측면이 연결되어 이루어진 멀티 셀의 측면에는 간극이 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 케이스(30)(40)에 각각 채움부(33)(42)가 구비되어 멀티 셀의 측면에 형성되는 간극을 메우며, 여기서 채움부(33)(42)는 두 베어 셀(10)(20)의 연결되는 곡면형 측면을 수평 상태로 연결하는 높이와 크기로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 보호회로기판(60)을 내측에 수용하는 상태로 가이드 부재(50)에 결합되는 것일 수 있다. 본 실시예를 기준으로 설명하면, 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 가이드 부재(50)에 가이드 부재(50)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 되며 결합되는 것일 수 있다. 그리고, 이와 같이 보호회로기판(60)이 제1 및 제2 케이스(30)(40)에 의해 커버됨에 따라, 제1 케이스(30)나 제2 케이스(40) 중 보호회로기판(60)의 외부 접속 단자(61)를 커버하는 케이스에 단자홀이 천공되고, 이러한 단자홀을 통해 보호회로기판(60)의 외부 접속 단자(61)가 노출되 는 것일 수 있다. 본 실시예에 경우, 제1 케이스(30)가 보호회로기판(60)의 외부 접속 단자(61)를 커버하며, 따라서 이러한 제1 케이스(30)에 단자홀(31)이 천공된 형태를 예로 하였다.
그리고, 본 실시예에 따른 이차전지(1)는 제1 및 제2 케이스(30)(40)의 서로 접촉되는 부분에 위치하여 제1 및 제2 케이스(30)(40)의 일부를 결합하는 체결수단을 더 포함하는 것일 수 있다.
이와 같은 체결수단에 의해 제1 및 제2 케이스(30)(40)는 멀티셀의 면들을 커버하는 상태에서 서로 간의 분리 현상, 그리고 이로 인해 가이드 부재(50)에서 분리되는 방향으로 슬라이딩 되는 현상이 방지된다. 그리고, 이와 같은 체결수단은 제1 및 제2 케이스(30)(40)에 각각 형성되는 결합돌기(32)와 결합홈(41)의 구성일 수 있고, 여기서 결합돌기(32)의 외경이 결합홈(41)의 내경과 비교하여 동일하거나 크게 형성됨으로써, 결합돌기(32)가 그 외면을 결합홈(41)의 내면에 밀착시키는 상태로 끼워지는 것일 수 있다. 이에 따라, 결합돌기(32)의 외면과 결합홈(41)의 내면 사이에 강한 마찰력이 작용하면서, 결합돌기(32)는 결합홈(41)에 끼워져 고정된다.
상기 가이드 부재(50)는 상기 베어 셀(10)(20) 간의 접하는 일면과 수직 방향의 배치 상태로 멀티 셀에 결합되는 것으로, 이와 같은 가이드 부재(50)는 타 부재와의 결합을 위한 가이드부(51)가 구비된다.
이와 같은 가이드 부재(50)를 상기 본 실시예에 따른 멀티 셀에 적용되는 형 태를 예로 설명하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 가이드 부재(50)는 베어 셀(10)(20)의 폭이 좁은 어느 한 측면이 배치되는 멀티 셀의 일 측면에 결합되는 것으로, 이에 따라 가이드 부재(50)는 그 길이 방향을 따라 가이드부(51)가 형성된다. 여기서, 가이드 부재(50)는 멀티 셀에 양면테이프(53)를 통해 결합되는 것일 수 있고, 또한 양면테이프(53)는 절연성 소재로 이루어지는 것일 수 있다. 그리고, 이와 같은 가이드 부재(50)는 가이드부(51)를 형성한 상태로 사출 성형된 수지성형물일 수 있다.
그리고, 가이드 부재(50)는 그 가이드부(51)가 타 부재의 슬라이딩 결합을 위한 레일 형태로 이루어지는 것일 수 있고, 이에 따라 가이드 부재(50)에 대한 타 부재의 결합은 슬라이딩 방식으로 이루어진다.
상기 보호회로기판(60)은 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)에 여러 전자소자(62)가 실장된 형태이며, 멀티 셀과 전기적으로 연결된다. 그리고, 이러한 보호회로기판(60)은 가이드 부재(50)에 결합되는 것으로서, 이때 보호회로기판(60)은 가이드 부재(50)의 멀티 셀 반대 쪽 일면에 결합된다. 여기서, 보호회로기판(60)의 가이드 부재(50)에 대한 결합 구조는, 수지성형물인 가이드 부재(50)가 보호회로기판(60)과 일체를 이루도록 인서트 사출에 의해 성형 됨으로써, 가이드 부재(50)에 보호회로기판(60)이 결합되는 것일 수 있다. 또한, 보호회로기판(60)은 멀티 셀과의 전기적 접속을 위한 내부 접속 단자(63a)(63b), 그리고 외부 전자기기와의 전기적 연결을 위한 외부 접속 단자(61)가 실장된다.
상기 제 1 및 제 2리드 플레이트(70)(80) 및 상기 연결단자(90)는 상기 보호회로기판(60)과 상기 멀티 셀을 전기적으로 연결한다. 이와 같은 제1 및 제2 리드 플레이트(70)(80)는 제1 및 제2 케이스(30)(40)의 내측에 설치되어 멀티셀과 보호회로기판(60)의 양·음극을 각각 연결하는 것일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2리드 플레이트(70)(80) 상기 멀티 셀 중 어느 하나의 베어 셀에 설치되는 것일 수 있으나, 상기 연결단자(90)에 의해 상기 제 1 및 제 2리드 플레이트(70)(80)가 설치되지 않은 베어 셀도 상기 보호회로기판(60)과 전기적으로 연결될 수 있게 된다.
상기 접착시트(100)는 상기 제 1 케이스와 제2 케이스(30)(40) 간의 접촉 부분, 그리고 제1 및 제2 케이스(30)(40)와 멀티 셀 간의 접촉 부분을 감싸는 동시에, 제1 및 제2 케이스(30)(40)와 가이드 부재(50) 및 멀티 셀의 전지 외측을 향하는 외면의 전체가 일부를 감쌀 수 있다. 이와 같은 접착시트(100)는 체결수단에 의해 결합된 제1 및 제2 케이스(30)(40) 간의 결합을 더 견고히 하는 동시에, 제1 및 제2 케이스(30)(40)와 가이드 부재(50) 간의 결합, 그리고 제1 및 제2 케이스(30)(40)와 멀티 셀 간의 결합을 더 견고히 하는 기능을 한다. 여기서, 접착시트(100)는 이차전지의 방전전압이나 용량 등이 표시되는 라벨의 구성일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 가이드 부재(50)에 형성되는 가이드부는 가이드홈(52)의 형태이며, 이에 따라 제1 및 제2 케이스(30)(40)에 가이드 돌기가 형성되고, 이와 같은 제1 및 제2 케이스(30)(40)의 가이드 돌기가 가이드 부재(50)의 가이드부인 가이드홈(52)을 따라 슬라이딩 결합됨으로서, 제1 및 제2 케이스(30)(40)가 가이드 부재(50)에 결합되는 것일 수 있다. 도 6에서는 제2 케이스(40)를 기준으로 한 단면도이므로, 제2 케이스(40)에 형성된 가이드 돌기(44)만이 도시되었으나, 이와 같은 가이드 돌기는 제1 케이스(30)에도 형성된 것임은 물론이다. 이와 같이 하여 상기 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예에서는 상기 제 1 및 제 2케이스와 상기 가이드 부재와의 결합이 더욱 견고해질 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 보인 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이차전지는 멀티 셀, 가이드 부재, 제1 및 제2 케이스를 포함하여 이루어지는 점, 그리고 각 요소의 구성이 상술한 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 이차전지와 크게 다르지 않다. 단지, 멀티 셀을 형성하는 베어 셀의 상대적으로 짧은 일 측면에 가이드 부재와 보호회로기판이 위치하는 것이 가장 큰 차이점이라 할 것이다.
따라서, 본 실시예에 따른 이차전지의 구성은 상술한 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 이차전지와 상당 부분에서 동일하므로, 본 실시예에서는 그 구성에 대해 간략하게 설명키로 한다.
도 7을 참조하면, 멀티 셀은 한 쌍의 베어 셀(210)(220)로 이루어지며, 여기서 각각의 베어 셀(210)(220)은 연이어진 상대적으로 좁은 폭의 네 측면에 상대적 으로 넓은 폭의 두 측면이 마주하며 연결된 형태이고, 이와 같은 한 쌍의 베어 셀(210)(220)이 넓은 폭의 어느 한 측면을 서로 접하며 연결되어 멀티 셀을 형성한다. 그리고, 한 쌍의 베어 셀(210)(220)은 각각 폭이 좁은 어느 한 측면에 전지의 양·음극 중 어느 한 극성을 띠는 전극단자(211)(221)가 외부에 노출되는 상태로 결합되고, 이와 같은 전극단자(211)(221)는 제1 연결단자(270)에 의해 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 연결단자(270)는 절연시트(253)에 의해 베어 셀(210)(220)의 외부케이스와 절연된 상태이며, 전극단자(211)(221)는 절연 가스켓에 의해 베어 셀의 외부케이스와 절연된 상태이다. 또한, 한 쌍의 베어 셀(210)(220)의 극성을 띄는 외부케이스는 제2 연결단자(280)에 의해 전기적으로 연결된다.
그리고, 이와 같은 멀티 셀에 가이드 부재(250)가 결합되는 것으로서, 가이드 부재(250)는 베어 셀(210)(220)의 폭이 좁은 어느 한 측면이 배치되는 멀티 셀의 일 측면에 결합된다. 이때, 가이드 부재(250)는 베어 셀(210)(220)의 좁은 네 측면 중 상대적으로 짧은 길이이면서 전극단자(211)(221)를 설치하고 있는 일면에 결합되며, 이와 같은 가이드 부재(250)는 후술되는 제1 및 제2 케이스(240)(230)의 슬라이딩 결합을 위한 레일 형태의 가이드부(251)가 형성된다.
또한, 이와 같은 가이드 부재(250)의 멀티 셀과 반대쪽에 있는 일면에 보호회로기판(260)이 결합되며, 보호회로기판(260)은 멀티 셀에 대한 보호회로를 형성하고 있다. 그리고, 이러한 보호회로기판(260)은 멀티 셀의 제1 및 제2 연결단자(270)(280)에 접속되는 내부 접속 단자(261)(262)를 구비하며, 또한 타 기기에 대한 전원 공급 통로가 되는 외부 접속 단자(263)를 구비한다.
그리고, 제1 및 제2 케이스(230)(240)가 베어 셀(210)(220)의 폭이 좁은 세 측면이 연결되어 형성된 멀티 셀의 세 측면을 커버한다. 여기서, 제1 및 제2 케이스(230)(240)는 각각 베이스부와 측벽부를 포함하여 멀티셀의 측면을 내측에 수용하면서 커버하는 형태일 수 있고, 이에 대해서는 앞선 실시예의 구성에서 상세히 설명한바, 본 실시예에서 구체적인 설명을 생략키로 한다. 그리고, 제1 및 제2 케이스(230)(240) 중 어느 하나의 케이스(230)는 보호회로기판(260)의 외부 접속 단자(263)를 노출하기 위한 단자홀(231)이 형성된다.
그리고, 제1 및 제2 케이스(230)(240)의 서로 접촉되는 부분에 위치하여 제1 및 제2 케이스(230)(240)의 일부를 결합하는 체결수단을 포함하며, 이와 같은 체결수단은 결합홈(241)과 결합돌기(232)에 의한 구성일 수 있다.
미설명부호 252는 가이드 부재(250)의 멀티셀에 대한 결합시, 가이드 부재(250)의 하면과 제1 및 제2 연결단자(270)(280) 사이에 발생할 수 있는 간섭 방지용의 절개부를 나타낸 것이다.
상기한 도 1 내지 도 9의 실시예에 따른 이차전지의 구성에 의해서, 둘 이상의 베어 셀이 조립 방식의 결합 과정을 통해 하나의 팩형 이차전지를 형성하는 것이므로, 비교적 대용량의 이차전지가 제공될 수 있을 뿐만 아니라, 그 제작의 전 과정이 사전 제작된 구성품들의 조립을 통해 이루어지므로, 완성된 전지에 이상이 있거나 전지의 사용 과정에서 이상이 발생하는 경우 용이하게 분리하여 이상 부분을 해결한 후 재조립할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차전지를 실시하기 위한 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 사상에 해당한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 일 실시예를 보인 분해사시도
도 2는 도 1의 실시예에 따른 이차전지의 요부를 보인 사시도
도 3은 도 1의 실시예에 따른 이차전지의 결합된 상태를 보인 사시도
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도
도 5은 도 1의 실시예에 따른 이차전지에 라벨이 부착된 상태를 보인 사시도
도 6는 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 보인 단면도
도 7은 본 발명에 따른 이차전지의 또 다른 실시예를 보인 분해사시도
도 8은 도 7의 실시예에 따른 이차전지의 결합사시도
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 이차전지 10,20 :베어 셀
30 : 제1 케이스 31 : 단자홀
32 : 결합돌기 33 : 채움부
40 : 제2 케이스 41 : 결합홀
42 : 채움부 44 : 가이드돌기
50 : 가이드 부재 51 : 가이드부
52 : 가이드홈 53 : 양면테이프
60 : 보호회로기판 61 : 외부 접속 단자
62 : 전자소자 63a,63b : 내부 접속단자
70 : 제1 리드 플레이트 80 :제2 리드 플레이트
90 : 연결단자 100 : 접착시트

Claims (23)

  1. 충전 및 방전이 가능한 둘 이상의 베어 셀이 서로 접하여 연결되어 이루어지고, 상기 각 베어 셀은 전기적으로 연결되는 멀티 셀;
    상기 멀티 셀을 커버하는 제 1 및 제 2케이스; 및
    상기 베어 셀의 서로 접하는 일면과 수직 방향에 배치되고, 상기 멀티 셀과 결합되는 가이드 부재;
    를 포함하고, 상기 가이드 부재에는 가이드부가 형성되며, 상기 제 1 및 제 2케이스는 상기 가이드 부재의 가이드부와 슬라이딩 결합하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 부재의 상부에 안착되고, 상기 멀티 셀과 전기적으로 연결되는 보호회로기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 케이스의 서로 접촉되는 부분에 위치하여 상기 제1 및 제2 케이스의 일부를 결합하는 체결수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 체결수단은 상기 제1 및 제2 케이스에 각각 형성되는 결합돌기와 결합홈인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합돌기의 외경은 상기 결합홈의 내경과 동일하거나 큰 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 가이드 부재의 가이드부는 상기 제 1 및 제 2케이스와 슬라이딩 결합을 위한 레일 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 보호회로기판은 상기 제1 또는 제2 케이스에 의해 커버되는 상태로 상기 베어 셀의 어느 한 극성과 전기적으로 연결된 제1 리드 플레이트와, 상기 제1 또는 제2 케이스에 의해 커버되는 상태로 상기 베어 셀의 다른 한 극성과 전기적으로 연결된 제2 리드 플레이트를 통해 상기 멀티 셀과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 연이어진 상대적으로 좁은 폭의 네 측면에 상대적으로 넓은 폭의 두 측면이 마주하며 연결되는 형태로 이루어져, 상기 넓은 어느 한 측면을 타 베어 셀의 넓은 한 측면과 접하며 연결되어 상기 멀티셀을 형성하고,
    상기 가이드 부재는, 상기 베어 셀의 좁은 어느 한 측면이 배치된 상기 멀티셀의 일 측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 멀티 셀은 상기 베어 셀의 폭이 좁은 세 측면의 연결을 통해 형성된 세 측면이 상기 제1 및 제2 케이스에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 좁은 네 측면이 곡면 형태로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 케이스는 상기 복수 베어 셀의 커버되지 않는 좁은 측면들 사이의 간극을 메우는 채움부가 구비된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 채움부는 상기 복수 베어 셀의 연결되는 곡면형 측면을 수평 상태로 연결하는 높이와 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 베어 셀의 좁은 어느 한 측면에 상기 베어 셀의 어느 한 극성과 전기적 으로 연결되는 전극단자가 외부에 노출되는 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 베어 셀의 좁은 네 측면은 마주하는 한 쌍의 긴 측면 및 마주하는 또 다른 한 쌍의 짧은 측면으로 이루어지고, 상기 짧은 두 측면 중 어느 한 측면에 상기 전극단자가 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 케이스는 상기 보호회로기판을 내측에 수용하는 상태로 상기 가이드 부재에 길이 방향을 따라 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 케이스나 제2 케이스에 상기 보호회로기판의 외부 접속 단자를 전지 외부에 노출하기 위한 단자홀이 천공되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 가이드부를 형성하는 상태로 사출 성형된 수지성형물인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지성형물인 가이드 부재는 인서트 사출에 의해 상기 보호회로기판과 일체를 이루며 성형되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 가이드부가 가이드홈의 형태이며, 상기 제1 및 제2 케이스는 가이드 돌기가 형성되어 상기 가이드 돌기가 상기 가이드홈 형태인 가이드부를 따라 슬라이딩 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 멀티 셀에 양면테이프를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 양면테이프는 절연성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 케이스는 베이스부와 상기 베이스부의 둘레로부터 연장되는 측벽부를 포함하는 형태로 이루어져, 상기 멀티 셀의 면들을 상기 베이스부와 측벽부의 내측 공간에 수용하는 상태로 커버하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 제2 케이스 간의 접촉 부분, 그리고 상기 제1 및 제2 케이스와 상기 멀티 셀 간의 접촉 부분을 감싸는 동시에, 상기 제1 및 제2 케이스, 상기 가이드 부재, 상기 멀티 셀의 전지 외측을 향한 외면의 전체나 일부를 감싸는 접착시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 접착시트는 라벨인 것을 특징으로 하는 이차전지
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