KR100936259B1 - Secondary Battery Pack Providing Excellent Productivity and Structural Stability - Google Patents

Secondary Battery Pack Providing Excellent Productivity and Structural Stability Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀; 전지셀의 과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 모듈; 보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있는 절연성 장착부재; 및 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡; 을 포함하고 있으며, 상기 탑 캡에는 전극조립체의 양극 및 음극에 각각 연결되어 있는 한 쌍의 돌출형 전극단자들(제 1 돌출형 전극단자 및 제 2 돌출형 전극단자)이 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재와 보호회로 모듈에는 상기 돌출형 전극단자들에 대응하는 관통홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 돌출형 전극단자들이 절연성 장착부재와 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입되어 고정됨으로써, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합이 이루어지는 구조의 이차전지 팩을 제공한다.The present invention is a battery cell in which the electrode assembly is embedded in a battery case with an electrolyte; A protection circuit module having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent of the battery cell; An insulating mounting member having a structure in which a protection circuit module is mounted on the upper portion; An insulating cap coupled to an upper end of the battery cell; The top cap includes a pair of protruding electrode terminals (first protruding electrode terminal and second protruding electrode terminal) respectively connected to the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly. Through holes corresponding to the protruding electrode terminals are formed in the mounting member and the protection circuit module, respectively, and the protruding electrode terminals are inserted into and fixed in the through holes of the insulating mounting member and the protection circuit module. Provided is a secondary battery pack having a structure in which an insulating mounting member and a protection circuit module are coupled to a cell.

Description

우수한 제조공정성 및 구조적 안정성의 이차전지 팩 {Secondary Battery Pack Providing Excellent Productivity and Structural Stability}Secondary Battery Pack Providing Excellent Productivity and Structural Stability}

본 발명은 우수한 제조공정성 및 구조적 안정성의 이차전지 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지셀, 보호회로 모듈, 보호회로 모듈이 탑재되는 절연성 장착부재, 및 절연성 캡을 포함하고 있으며, 상기 전지셀의 탑 캡에는 전극조립체의 양극 및 음극에 각각 연결되어 있는 한 쌍의 돌출형 전극단자들이 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재와 보호회로 모듈에는 상기 돌출형 전극단자들에 대응하는 관통홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 돌출형 전극단자들이 절연성 장착부재와 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입되어 고정됨으로써, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합이 이루어지는 구조의 이차전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery pack having excellent manufacturing processability and structural stability, and more particularly, includes a battery cell, a protective circuit module, an insulating mounting member on which a protective circuit module is mounted, and an insulating cap. The top cap has a pair of protruding electrode terminals connected to the anode and the cathode of the electrode assembly, respectively, and the through hole corresponding to the protruding electrode terminals is formed in the insulating mounting member and the protection circuit module, respectively. The protruding electrode terminals are continuously inserted into and fixed in the insulating mounting member and the through grooves of the protective circuit module, and thus the secondary battery pack having a structure in which the insulating mounting member and the protective circuit module are coupled to the battery cell. will be.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특 성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.Due to the development of technology and increasing demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are not only various mobile devices but also various electronic products. It is widely used as an energy source.

이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.Secondary batteries are classified into roughly cylindrical cells, square cells, and pouch cells according to external and internal structural features. Among them, rectangular batteries and pouch cells having a small width to length are particularly noticeable. I am getting it.

또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 어플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.In addition, secondary batteries are attracting attention as energy sources such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, which are proposed as a way to solve air pollution of conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuel. Therefore, the type of applications using the secondary battery has been very diversified due to the advantages of the secondary battery, and it is expected that the secondary battery will be applied to many fields and products in the future.

그러나, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 보호회로 모듈(PCM)이 전지셀에 접속된 상태로 탑재되어 있다.However, the lithium secondary battery contains various combustible materials, and there is a danger of overheating or explosion due to overcharging, overcurrent, other physical external impact, etc., and thus has a serious safety drawback. Therefore, the lithium secondary battery is equipped with a protection circuit module (PCM) capable of effectively controlling abnormal states such as overcharge and the like connected to the battery cells.

PCM은 전류의 통전을 제어하는 스위칭 소자로서의 전계 효과 능동소자(FET; Field Effect Transistor)와, 전압 검출기, 저항, 축전기 등의 수동소자로 구성되어 있으며, 전지셀의 과충전, 과방전, 과전류, 단락, 역전압 등을 차단하여, 전지셀의 폭발이나 과열 또는 누액 및 충방전 특성의 악화를 방지하고, 전기적 성능의 저하와 물리화학적 이상거동을 억제함으로써, 위험 요소를 제거하고 사용수명을 연 장시킨다.PCM is composed of Field Effect Transistor (FET) as a switching element that controls the energization of current, and passive elements such as voltage detector, resistor, and capacitor, and overcharge, over discharge, over current, short circuit of battery cell. Prevents explosion, overheating, leakage or deterioration of charge and discharge characteristics of the battery cells, and suppresses deterioration of electrical performance and physical and chemical abnormalities, eliminating risk factors and extending service life. .

일반적으로 PCM은 전도성 니켈 플레이트를 매개로 하여, 용접 또는 솔더링 방식으로 전지셀에 전기적으로 연결된다. 즉, PCM의 접속용 리드에 니켈 플레이트를 각각 용접 또는 솔더링하여 접속한 다음, 그러한 니켈 플레이트를 전지셀의 전극단자에 각각 용접 또는 솔더링하는 것으로 PCM을 전지셀에 연결하여 전지팩을 제조한다.In general, the PCM is electrically connected to the battery cell by a welding or soldering method through a conductive nickel plate. That is, a nickel plate is welded or soldered to the connecting lead of the PCM, respectively, and then the nickel plate is welded or soldered to the electrode terminals of the battery cell to connect the PCM to the battery cell, thereby manufacturing a battery pack.

이 경우, 전지팩을 구성하기 위하여 다수의 용접 또는 솔더링이 요구되며, 이러한 용접 등은 이차전지의 작은 구조로 인해 매우 정밀한 작업으로 진행되어야 하므로, 그만큼 불량의 가능성이 높다. 더욱이, 제품의 제조공정 중에 이러한 작업의 추가로 인하여 제품단가가 상승하는 요인으로 작용한다. In this case, a large number of welding or soldering is required in order to configure the battery pack, and such welding, etc., must be performed in a very precise work due to the small structure of the secondary battery, and thus the likelihood of defects is high. Moreover, the addition of these operations during the manufacturing process of the product acts as a factor that increases the product cost.

또한, PCM을 포함하는 안전소자들은 전극단자와 전기적 접속을 유지하면서 동시에 전지셀의 다른 부분과는 전기적 절연상태를 유지하여야 한다. 따라서, 이러한 접속 형태를 구성하기 위해서는 다수의 절연성 장착부재들이 요구되며, 전지셀의 조립공정을 복잡하게 만든다는 단점을 가지고 있다. 한편, 안전소자들과 상기 절연성 장착부재 사이에 접착제를 도포하여 결합하는 방식이 사용되고 있으나, 이러한 결합 방식은 전지셀의 강도를 약화시킨다는 단점이 있다. 이러한 결합 강도의 약화는, 전지셀에 물리적 충격이 가해질 경우, 전기적 쇼트 등을 유발하여 발화 및 폭발 등 안전성에 문제를 일으킬 수 있다. In addition, the safety devices including the PCM must maintain electrical connection with the electrode terminals and at the same time maintain electrical insulation with other parts of the battery cell. Therefore, in order to configure such a connection form, a plurality of insulating mounting members are required, which has a disadvantage in that the assembly process of the battery cell is complicated. On the other hand, a method of applying and bonding an adhesive between safety elements and the insulating mounting member has been used, but this coupling method has a disadvantage of weakening the strength of the battery cell. Such a weakening of the bond strength, when a physical shock is applied to the battery cell, may cause an electrical short, etc., may cause a safety problem such as fire and explosion.

따라서, 전지셀 상단에 탑재되는 절연성 장착부재 및 안전소자 등의 조립을 용이하게 하면서 동시에 전지팩의 기계적 강도를 향상시키기 위한 다양한 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, various technologies for facilitating the assembly of the insulating mounting member and the safety device mounted on the top of the battery cell and at the same time improving the mechanical strength of the battery pack have been actively conducted.

이와 관련하여, 일 예로, 한국 특허출원공개 제2006-0060801호는 분리막과, 이 분리막 양면에 배치되는 양극판과 음극판을 포함하는 전극군; 상기 전극군이 내장되는 케이스; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 외부단자가 구비되는 캡 조립체; 상기 캡 조립체에 형성되는 외부단자 관통구멍에 설치되어 외부 단자와 상기 관통구멍 사이에 끼워지는 가스켓; 상기 외부 단자에 끼워져 상기 가스켓에 밀착된 상태로 상기 외부단자에 결합되는 체결부재를 포함하는 이차전지를 개시하고 있다. In this regard, as an example, Korean Patent Application Publication No. 2006-0060801 discloses an electrode group including a separator and a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed on both sides of the separator; A case in which the electrode group is built; A cap assembly coupled to the case to seal the cap and having an external terminal electrically connected to the electrode group; A gasket installed in an outer terminal through hole formed in the cap assembly and fitted between an outer terminal and the through hole; Disclosed is a secondary battery including a fastening member fitted to the external terminal and coupled to the external terminal while being in close contact with the gasket.

그러나, 캡 조립체에 형성되며 전극군과 전기적으로 연결되는 2개의 외부단자는 전지셀 상부에 탑재되는 보호회로 모듈과 같은 안전소자들을 상호 결합시켜 고정할 수 없으므로, 전지셀 상부의 기계적 강도를 향상시키기 어려운 문제점이 있다.However, two external terminals formed in the cap assembly and electrically connected to the electrode group cannot be coupled to each other to secure safety elements such as a protection circuit module mounted on the upper part of the battery cell, thereby improving mechanical strength of the upper part of the battery cell. There is a difficult problem.

또한, 한국 특허출원공개 제2004-0054232호는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체; 상기 전극조립체가 전해액과 함께 수용되고 전도성 금속재로 형성되며 바닥면에 적어도 하나의 고정 돌기가 구비된 캔; 상기 캔의 개구부에 결합되며 그 일측 상부면에 적어도 하나의 홈이 형성된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 가스켓을 통해 절연되도록 관통되어 형성되며 상기 양극판 및 음극판으로부터 인출된 탭들 중 어느 하나와 접속되는 전극단자를 구비하는 캡 조립체; 및 상기 캡 플레이트의 홈에 삽입되어 압연됨으로써 결합되며, 안전 장치와 연결되는 리드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 개시하고 있다. In addition, Korean Patent Application Publication No. 2004-0054232 discloses an electrode assembly comprising a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; A can containing the electrode assembly together with an electrolyte and formed of a conductive metal material and having at least one fixing protrusion on a bottom surface thereof; An electrode coupled to an opening of the can, the cap plate having at least one groove formed on an upper surface of the can, and penetrating through the gasket to be insulated from the cap plate, and connected to any one of the tabs drawn from the positive electrode plate and the negative electrode plate. A cap assembly having a terminal; And a lead plate coupled to the cap plate by being inserted into the groove of the cap plate to be rolled and connected to the safety device.

그러나, 캡 플레이트에 압연됨으로써, 결합되어 있는 리드 플레이트는 전지셀 상단의 안전 장치를 단단히 고정시켜주는 역할을 하는 것으로 전지팩의 기계적 강도를 다소 향상시킬 수 있지만, 여전히 전지셀의 전극단자에 용접 또는 솔더링을 통하여 PCM 등의 전지팩 조립공정을 복잡하게 하는 문제점을 해결하지 못하고 있다.However, by being rolled on the cap plate, the bonded lead plate serves to firmly secure the safety device on the top of the battery cell, thereby slightly improving the mechanical strength of the battery pack, but still welding or welding the electrode terminal of the battery cell. Soldering has not solved the problem of complicating a battery pack assembly process such as PCM.

따라서, 전지셀의 상단에 장착되는 부재의 수를 감소시켜 조립공정을 단순화할 수 있고, 보호회로 모듈과 절연성 장착부재를 무용접 방식으로 연결하면서 안정적인 결합 강도를 동시에 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, the need for a technology that can simplify the assembly process by reducing the number of members mounted on the top of the battery cell, and can secure a stable bonding strength while connecting the protective circuit module and the insulating mounting member in a non-welding manner. This is high.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지셀의 탑 캡과 그것의 상단부에 장착되는 보호회로 모듈 및 절연성 캡을 특정한 형태의 체결 구조에 의해 결합하는 이차전지 팩을 개발하기에 이르렀고, 이러한 구조의 이차전지 팩은 조립 공정을 크게 단순화시킬 수 있고, 향상된 결합 강도에 의해 우수한 구조적 안정성을 제공함을 확인하였다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present application develop a secondary battery pack combining a top cap of a battery cell, a protection circuit module and an insulating cap mounted at an upper end thereof by a specific type of fastening structure. It has been found that the secondary battery pack of this structure can greatly simplify the assembly process and provide excellent structural stability by improved bonding strength.

따라서, 본 발명의 목적은 전지셀, 전지셀 상단의 보호회로 모듈 및 절연성 장착부재가 특정한 체결 구조를 통해 결합되는 이차전지 팩을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a secondary battery pack in which a battery cell, a protection circuit module on the top of the battery cell, and an insulating mounting member are coupled through a specific fastening structure.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은, Secondary battery pack according to the present invention for achieving this object,

전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있고, 전지케이스의 개방 상단은 탑 캡에 의해 밀봉되어 있는 전지셀;A battery cell in which an electrode assembly is embedded in a battery case together with an electrolyte, and an open upper end of the battery case is sealed by a top cap;

전지셀의 과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 모듈;A protection circuit module having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent of the battery cell;

보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 탑 캡에 장착되는 절연성 장착부재; 및An insulating mounting member having a structure in which a protection circuit module is mounted on the upper portion and mounted to a top cap of a battery cell; And

보호회로 모듈이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재를 감싸면서 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡;An insulating cap coupled to an upper end of the battery cell while surrounding the insulating mounting member in a state in which the protection circuit module is mounted;

을 포함하고 있으며,It contains,

상기 탑 캡에는 전극조립체의 양극 및 음극에 각각 연결되어 있는 한 쌍의 돌출형 전극단자들(제 1 돌출형 전극단자 및 제 2 돌출형 전극단자)이 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재와 보호회로 모듈에는 상기 돌출형 전극단자들에 대응하는 관통홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 돌출형 전극단자들이 절연성 장착부재와 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입되어 고정됨으로써, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합이 이루어지는 구조로 이루어져 있다.The top cap is provided with a pair of protruding electrode terminals (first protruding electrode terminal and second protruding electrode terminal) connected to the anode and the cathode of the electrode assembly, respectively, and the insulating mounting member and the protection circuit. The through grooves corresponding to the protruding electrode terminals are formed in the module, respectively, and the protruding electrode terminals are inserted into and fixed in the through grooves of the insulating mounting member and the protection circuit module, thereby insulating the battery cell. It consists of a structure in which the member and the protection circuit module are combined.

즉, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 전지셀, 보호회로 모듈, 절연성 장착부재 및 절연성 캡을 포함하는 것으로 구성되어 있고, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합은 상기 한 쌍의 돌출형 전극단자들이 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입되어 고정되는 것으로 달성되므로, 전체적으로 간단한 결합 방식으로 조립 과정이 수행될 수 있다. That is, the secondary battery pack according to the present invention is configured to include a battery cell, a protective circuit module, an insulating mounting member and an insulating cap, the combination of the insulating mounting member and the protective circuit module for the battery cell is the pair of protrusions Since the type electrode terminals are continuously inserted into and fixed in the through holes of the insulating mounting member and the protection circuit module, the assembly process can be performed by a simple coupling method as a whole.

또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 구조가 상호간 기계적 체결이 용이하도록 형성되어 있으므로, 다수의 용접 또는 솔더링 등을 필요로 하는 종래의 이차전지 팩 구조와 비교하여 제조 공정을 단순화시키고, 외부의 충격, 진동 등에 대해 매우 안정적인 결합구조를 제공한다.In addition, the secondary battery pack according to the present invention, since the structure of the insulating mounting member and the protective circuit module is formed to facilitate the mutual mechanical fastening, compared with the conventional secondary battery pack structure that requires a plurality of welding or soldering, etc. It simplifies the manufacturing process and provides a very stable coupling structure against external shocks and vibrations.

상기 전지케이스는 가공상의 용이성과 일정 수준 이상의 기계적 강도가 요구되므로, 금속 소재의 캔일 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 캔일 수 있다.The battery case may be a metal can, and preferably an aluminum can, because it requires easy processing and a certain level of mechanical strength.

돌출형 전극단자가 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 관통홈에 삽입된 후 고정되는 방식은 다양할 수 있으며, 상호간의 결합력을 향상시키고 전극단자와 보호회로 모듈 간의 전기적 접속을 이룰 수 있는 방식이라면 특별히 제한되지 않는다. The protruding electrode terminal may be fixed after being inserted into the insulating mounting member and the through groove of the protective circuit module, and the method may be various. It is not limited.

하나의 바람직한 예에서, 상기 돌출형 전극단자는 도전성 리벳(Rivet) 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 리벳 구조의 돌출형 전극단자의 단부가 보호회로 모듈의 상단면 상에 소정의 길이로 돌출된 상태에서 이를 압연하여 보호회로 모듈에 고정할 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 도전성 리벳을 각각 전극조립체의 양극 및 음극과 연결되는 구조로 상기 탑 캡에 형성한 후, 상기 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입하고, 보호회로 모듈의 상단면으로부터 돌 출된 전극단자의 단부를 압연하는 일련의 간단한 과정에 의해, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합과 보호회로 모듈과 전극단자들의 전기적 접속을 동시에 달성할 수 있다. 돌출형 전극단자 단부의 압연은 전지셀에 대한 절연성 장착부재와 보호회로 모듈의 결합력을 더욱 향상시킨다. In one preferred example, the protruding electrode terminal may be formed of a conductive rivet (rivet) structure. In this case, the end of the protruding electrode terminal of the rivet structure may be fixed to the protective circuit module by rolling it in a state in which the end of the protruding electrode terminal protrudes a predetermined length on the upper surface of the protective circuit module. Specifically, a pair of conductive rivets are formed in the top cap in a structure connected to the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly, respectively, and are continuously inserted into the through holes of the insulating mounting member and the protective circuit module, and the protective circuit module. By a series of simple processes of rolling the end of the electrode terminal protruded from the top surface of the combination of the insulating mounting member and the protective circuit module to the battery cell and the electrical connection of the protective circuit module and the electrode terminal can be achieved at the same time. Rolling of the protruding electrode terminal ends further improves the bonding force between the insulating mounting member and the protection circuit module to the battery cell.

또 다른 예로서, 상기 돌출형 전극단자가 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 관통홈에 삽입된 후, 그것의 단부가 보호회로 모듈의 상단면 상에 소정의 길이로 돌출되고, 상기 단부가 기계적 체결방식으로 보호회로 모듈에 고정되는 구조일 수 있다. 돌출된 전극단자 단부에 대한 보호회로 모듈의 기계적 체결방식은 다양할 수 있으므로, 하나의 바람직한 예에서, 암나사 구조와 수나사 구조에 의한 체결방식을 들 수 있다. As another example, after the protruding electrode terminal is inserted into the insulating mounting member and the through groove of the protective circuit module, its end protrudes to a predetermined length on the upper surface of the protective circuit module, and the end is mechanically fastened. It may be a structure fixed to the protection circuit module in a manner. Since the mechanical fastening method of the protective circuit module to the protruding electrode terminal end may vary, in one preferred example, there is a fastening method by the female screw structure and the male screw structure.

한편, 상기 돌출형 전극단자들은 보호회로 모듈과 절연성 장착부재를 전지셀 상단에 고정시켜 결합하는 역할 이외에, 부가적으로 전지셀의 제조를 용이하게 하고 구조를 간소화할 수 있는 역할을 수행할 수 있는 구조로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the protruding electrode terminals may serve to additionally facilitate the manufacture of the battery cell and simplify the structure, in addition to the role of fixing the protective circuit module and the insulating mounting member to the top of the battery cell. It may be made of a structure.

예를 들어, 상기 돌출형 전극단자들 중의 적어도 하나는 전지케이스 내부와 연통되는 관통로를 포함하는 중공 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 관통로는 전지셀 제조 과정 중 전지케이스에 전극조립체를 장착한 후 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구로 사용될 수 있다. 즉, 돌출형 전극단자 자체가 전해액 주입구로 활용됨으로써, 종래의 전지셀에서와 같이 탑 캡 상에 별도의 전해액 주입구를 형성할 필요가 없다. 따라서, 상기 관통로는 전해액 주입구로서 사용된 후, 예를 들어, 금속 볼에 의해 밀봉되는 구조로 이루어질 수 있다.For example, at least one of the protruding electrode terminals may have a hollow structure including a through passage communicating with an inside of the battery case. The through passage may be used as an electrolyte injection hole for injecting an electrolyte after mounting an electrode assembly in a battery case during a battery cell manufacturing process. That is, since the protruding electrode terminal itself is utilized as the electrolyte injection hole, it is not necessary to form a separate electrolyte injection hole on the top cap as in the conventional battery cell. Therefore, the through passage may be used as an electrolyte injection hole, for example, and may have a structure sealed by a metal ball.

돌출형 전극단자의 형상은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, 전극단자의 단부를 압연하여 보호회로 모듈에 고정하는 구조에서, 용이한 압연을 위하여, 상단으로부터 만입된 형태의 홈이 형성되어 있는 구조로 돌출형 전극단자가 형성될 수도 있다.The shape of the protruding electrode terminal may vary. For example, as described above, in the structure in which the end of the electrode terminal is rolled and fixed to the protection circuit module, the protruding electrode terminal is formed in a structure in which grooves of the shape indented from the top are formed for easy rolling. May be

또한, 돌출형 전극단자의 단부를 기계적 체결 방식으로 보호회로 모듈에 고정하는 구조에서, 예를 들어, 돌출형 전극단자의 단부에는 나사선이 형성되어 있고, 상기 단부가 보호회로 모듈의 상단면으로 돌출된 상태에서 너트를 결합시켜 기계적 체결을 이루는 구조로 이루어질 수도 있다.In addition, in the structure in which the end of the protruding electrode terminal is fixed to the protective circuit module by mechanical fastening, for example, an end of the protruding electrode terminal is formed with a screw line, and the end protrudes to the upper surface of the protective circuit module. It may be made of a structure to form a mechanical fastening by coupling the nut in the state.

상기 돌출형 전극단자들은 전지셀의 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용가능 하나, 예를 들어, 각형 전지셀의 경우, 상기 제 1 돌출형 전극단자는 탑 캡과 전기적으로 연결된 상태에서 전지셀의 양극과 연결되어 있고, 상기 제 2 돌출형 전극단자는 탑 캡과 전기적으로 절연된 상태에서 전지셀의 음극과 연결되어 있는 구조일 수 있다. 따라서, 제 1 돌출형 전극단자는 양극단자, 제 2 돌출형 전극단자는 음극단자의 역할을 수행할 수 있다. The protruding electrode terminals may be variously applied regardless of the type and shape of the battery cell. For example, in the case of a square battery cell, the first protruding electrode terminal may be electrically connected to the top cap. The second protruding electrode terminal may be connected to the positive electrode, and may be connected to the negative electrode of the battery cell in an electrically insulated state from the top cap. Accordingly, the first protruding electrode terminal may serve as a positive electrode terminal, and the second protruding electrode terminal may serve as a negative electrode terminal.

상기 구조에서, 바람직하게는, 제 1 돌출형 전극단자는 탑 캡과 일체형으로 형성되는 구조일 수 있다. 즉, 제 1 돌출형 전극단자는 탑 캡을 프레스 성형하여 제조하는 과정에서 탑 캡과 동시에 형성될 수 있다. 그러나, 별도로 준비된 돌출형 단자를 탑 캡에 결합시켜 형성할 수 있음은 물론이며, 예를 들어, 탑 캡에 별도의 돌출형 단자를 용접에 의해 결합시킬 수도 있다. 다만, 제조 공정성 등을 고려할 때, 전자의 프레스 성형에 의한 돌출형 전극단자의 형성 방법이 더욱 바람직하 다. In the above structure, preferably, the first protruding electrode terminal may be formed integrally with the top cap. That is, the first protruding electrode terminal may be formed at the same time as the top cap in the process of press molding the top cap. However, of course, the separately prepared protruding terminal may be formed by coupling to the top cap, and for example, a separate protruding terminal may be coupled to the top cap by welding. However, in consideration of manufacturing processability, a method of forming the protruding electrode terminal by press molding of the former is more preferable.

또 다른 예에서, 상기 탑 캡에는 관통구가 형성되어 있고; 상기 제 1 돌출형 전극단자와 제 2 돌출형 전극단자는, 판상형의 본체, 본체의 상부로 수직 연장되어 있는 상부 연장부, 및 상기 탑 캡의 관통구에 삽입되고 본체의 하부로 수직 연장되어 있는 하부 연장부로 이루어져 있으며; 상기 돌출형 전극단자의 하부 연장부가 탑 캡의 관통구에 삽입된 상태에서, 그것의 단부를 압연하여 돌출형 전극단자를 탑 캡에 결합시키는 구조로 이루어질 수 있다.In another example, the top cap is formed with a through hole; The first protruding electrode terminal and the second protruding electrode terminal are inserted into a plate-shaped main body, an upper extension vertically extending upwardly of the main body, and a through hole of the top cap and vertically extending downwardly of the main body. A lower extension; In the state where the lower extension of the protruding electrode terminal is inserted into the through-hole of the top cap, the end of the protruding electrode terminal may be rolled to couple the protruding electrode terminal to the top cap.

상기와 같은 탑 캡과 돌출형 전극단자들의 결합 구조에 의해, 전극단자들을 탑 캡에 더욱 용이하고 안정적으로 결합할 수 있고, 돌출형 전극단자들의 상부 연장부 및 하부 연장부는 전지셀에 대한 보호회로 모듈과 절연성 장착부재들의 결합을 더욱 견고하고 안정적으로 유지할 수 있다.By the coupling structure of the top cap and the protruding electrode terminals as described above, the electrode terminals can be more easily and stably coupled to the top cap, and the upper and lower extensions of the protruding electrode terminals are a protection circuit for the battery cell. The combination of the module and the insulating mounting member can be more firmly and stably maintained.

한편, 제 2 돌출형 전극단자가 전기적으로 음극인 구조에서, 상기 제 2 돌출형 전극단자가 양극의 탑 캡에 절연될 수 있도록, 예를 들어, 제 2 돌출형 단자와 탑 캡의 관통구의 계면에는 상호간의 절연을 위한 전기절연성 가스켓이 장착되는 구조로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the structure in which the second protruding electrode terminal is electrically negative, for example, the interface between the second protruding terminal and the through hole of the top cap may be insulated from the top cap of the anode. It may have a structure in which an electrically insulating gasket for mutual insulation is mounted.

상기 상부 연장부 및/또는 하부 연장부는 압연이 용이한 구조로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 상부 연장부 및/또는 하부 연장부는, 용이한 압연을 위하여, 그것의 단부로부터 만입된 형태의 홈이 형성되어 있는 구조일 수 있다.The upper extension portion and / or the lower extension portion may be formed in an easy rolled structure. For example, the upper extension portion and / or the lower extension portion may have a structure in which a groove of a shape indented from an end thereof is formed for easy rolling.

상기 돌출형 전극단자들은 보호회로 모듈 및 절연성 장착부재의 관통홈에 용이하게 삽입될 수 있는 형상이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 평면상 원형, 타원형 또는 사각형 등으로 이루어질 수 있다.The protruding electrode terminals are not particularly limited as long as they can be easily inserted into the through holes of the protective circuit module and the insulating mounting member. For example, the protruding electrode terminals may be formed in a planar circle, an ellipse or a rectangle.

또한, 돌출형 전극단자의 소재는 전극단자로서 전도성이 높은 소재라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 Cu, Ni 및/또는 Cr이 도금되어 있는 스틸, 스테인리스 스틸, 알루미늄, Al 합금, Ni 합금, Cu 합금 또는 Cr 합금 등으로 이루어질 수 있다. 돌출형 전극단자가 탑 캡에 일체로 형성되어 있는 경우에는 탑 캡과 동일한 소재로 되어 있음은 물론이다. Further, the material of the protruding electrode terminal is not particularly limited as long as it is a material having high conductivity as the electrode terminal. Preferably, Cu, Ni, and / or Cr plated steel, stainless steel, aluminum, Al alloy, Ni alloy, Cu alloy or Cr alloy. If the protruding electrode terminal is formed integrally with the top cap, it is of course made of the same material as the top cap.

한편, 상기 절연성 장착부재는 탑 캡에 안정적으로 장착될 수 있도록, 바람직하게는, 접착제를 이용한 접착방식에 의해 전지셀에 결합될 수 있다.Meanwhile, the insulating mounting member may be coupled to the battery cell by an adhesive method using an adhesive, so that the insulating mounting member may be stably mounted on the top cap.

상기 절연성 캡은 전지셀을 외부의 충격으로부터 보호하고 전지셀 상단에 장착되는 부재들에 대한 기계적 강도를 보완함과 동시에 전기적 절연상태를 유지하는 역할을 수행하게 된다. 바람직하게는, 전지셀에 대한 결합력을 향상시킬 수 있도록, 상기 절연성 캡은 전지셀 상에 장착된 상태에서 그것의 적어도 일부가 전지셀의 상단부의 외측면을 감쌀 수 있도록 소정의 길이로 하향 연장된 구조일 수 있다. 이러한 효과를 극대화하기 위하여, 상기 절연성 캡의 하향 연장부는 전지셀의 상단부 외측면에 접착 방식 또는 기계적 체결 방식으로 결합되어 있는 구조가 바람직하다.The insulative cap serves to protect the battery cell from external shocks and to maintain mechanical insulation while supplementing the mechanical strength of the members mounted on the top of the battery cell. Preferably, the insulating cap extends downwardly to a predetermined length so that at least a portion thereof may surround the outer surface of the upper end of the battery cell while being mounted on the battery cell so as to improve the bonding force to the battery cell. It may be a structure. In order to maximize this effect, the downward extension of the insulating cap is preferably a structure that is coupled to the outer surface of the upper end of the battery cell by an adhesive method or a mechanical fastening method.

상기 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡 이외에 하단부에도 별개의 절연성 캡(하단 캡)이 장착되는 구조일 수 있으며, 상기 전지셀의 케이스 외면에는 외장 필름이 부착되어 있는 구조일 수 있다. 이를 통해 외부 충격으로부터 전지셀을 보호하고 전기적 절연상태를 유지할 수 있다. 바람직하게는 상기 외장 필름은 절 연성 캡의 하향 연장부를 감싸는 구조로 부착될 수 있다.In addition to the insulating cap coupled to the upper end of the battery cell may be a structure that is equipped with a separate insulating cap (lower cap) in the lower end, it may be a structure in which the outer film is attached to the outer surface of the case of the battery cell. This protects the battery cell from external shock and maintains electrical insulation. Preferably, the exterior film may be attached to the structure surrounding the downward extension of the insulated cap.

본 발명에 따른 이차전지 팩은, 전지셀의 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용가능하며, 바람직하게는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 이른바 각형 전지일 수 있다.The secondary battery pack according to the present invention may be variously applied regardless of the type and shape of the battery cell, and preferably, a so-called rectangular battery in which an electrode assembly of a cathode / separator / cathode is embedded in a rectangular metal can. .

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view of a rechargeable battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지 팩(100)은, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀(130), 전지케이스의 개방된 상단을 밀봉하는 탑 캡(120), 보호회로가 형성되어 있는 판상형의 보호회로 모듈(150), 전지셀(130)의 탑 캡(120)에 장착되는 절연성 장착부재(140), 보호회로 모듈(150)이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(140)를 감싸면서 전지셀(130)의 상단부에 결합되는 절연성 캡(160), 전지셀(130)의 하단부에 장착되는 하단 캡(170) 등으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the secondary battery pack 100 according to the present invention includes a battery cell 130 in which an electrode assembly is embedded in a battery case together with an electrolyte, and a top cap 120 that seals an open upper end of the battery case. Insulating mounting in a state where the protective circuit module 150 of the plate-shaped protective circuit module 150, the insulating mounting member 140 mounted on the top cap 120 of the battery cell 130, the protective circuit module 150 is mounted The insulating cap 160 is coupled to the upper end of the battery cell 130 while surrounding the member 140, and the lower cap 170 is mounted on the lower end of the battery cell 130.

한 쌍의 돌출형 단자들(112, 114)은 탑 캡(120)의 상단부 양측에 상부 방향으로 돌출되어 있는 제 1 돌출형 전극단자(112)와 제 2 돌출형 전극단자(114)로 이루어져 있다. 절연성 장착부재(140)에는 돌출형 전극단자들(112, 114)의 하단부에 대응하는 형상 및 크기로 이루어진 관통홈들(142, 144)이 형성되어 있고, 보호회로 모듈(150)에는 돌출형 전극단자들(112, 114)의 상단부에 대응하는 형상 및 크기로 이루어진 관통홈 들(152, 154)이 형성되어 있다.The pair of protruding terminals 112 and 114 includes a first protruding electrode terminal 112 and a second protruding electrode terminal 114 protruding upward in both directions of the upper end of the top cap 120. . The insulating mounting member 140 has through grooves 142 and 144 formed in shapes and sizes corresponding to lower ends of the protruding electrode terminals 112 and 114, and the protruding electrodes in the protection circuit module 150. Through grooves 152 and 154 having a shape and size corresponding to the upper ends of the terminals 112 and 114 are formed.

제 1 돌출형 단자(112)는 탑 캡(120)과 전기적으로 연결된 상태에서 전지셀(130)의 양극(도시하지 않음)과 연결되고, 제 2 돌출형 단자(114)는 탑 캡(120)과 전기적으로 절연된 상태에서 전지셀(130)의 음극(도시하지 않음)과 연결되어 있다.The first protruding terminal 112 is connected to the positive electrode (not shown) of the battery cell 130 in an electrically connected state with the top cap 120, and the second protruding terminal 114 is the top cap 120. It is connected to the negative electrode (not shown) of the battery cell 130 in an electrically insulated state.

전지셀(130)에 대한 절연성 장착부재(140) 및 보호회로 모듈(150)의 결합은, 돌출형 전극단자들(112, 114)을 절연성 장착부재(140)의 양 측부에 형성되어 있는 관통홈들(142, 144)과 보호회로 모듈(150)의 양 측부에 형성되어 있는 관통홈들(152, 154)에 삽입한 후, 돌출형 전극단자들(112, 114)의 단부를 압연함으로써 달성된다. 또한, 탑 캡(120)에 대한 절연성 장착부재(140)의 결합은 접착제에 의해 달성될 수 있다.The combination of the insulating mounting member 140 and the protection circuit module 150 with respect to the battery cell 130 includes the through grooves in which the protruding electrode terminals 112 and 114 are formed at both sides of the insulating mounting member 140. This is achieved by inserting the through holes 152 and 154 formed on both sides of the field 142 and 144 and the protection circuit module 150, and then rolling the ends of the protruding electrode terminals 112 and 114. . In addition, bonding of the insulating mounting member 140 to the top cap 120 may be accomplished by an adhesive.

절연성 캡(160)은 보호회로 모듈(150)이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(140)를 감싸면서 전지셀(130)의 상단부에 결합되고, 전지셀(130) 상단부의 외측면을 감쌀 수 있도록 소정의 길이로 하향 연장되어 있다. 전지셀(150)의 하단에는 하단 캡(170)이 부착된다.The insulating cap 160 is coupled to the upper end of the battery cell 130 while wrapping the insulating mounting member 140 in the state in which the protective circuit module 150 is mounted, so as to surround the outer surface of the upper end of the battery cell 130. It extends downward to a predetermined length. The lower cap 170 is attached to the lower end of the battery cell 150.

도 2 내지 도 6에는 제 1 돌출형 전극단자의 다양한 변형예들에 대한 단면 모식도들이 도시되어 있다.2 to 6 are cross-sectional schematics of various modifications of the first protruding electrode terminal.

이들 도면을 도 1과 함께 참조하면, 먼저, 도 2의 돌출형 전극단자(112)는 도전성 리벳으로서, 판상형 헤드(1122)와 헤드(1122)에 수직으로 연장된 바디(1124)로 이루어져 있다.Referring to these drawings together with FIG. 1, first, the protruding electrode terminal 112 of FIG. 2 is a conductive rivet and includes a plate head 1122 and a body 1124 extending perpendicular to the head 1122.

도 3의 돌출형 전극단자(112a)에서, 중앙부위에 형성되어 있는 중공부(1126)는 압연을 용이하게 할 뿐만 아니라, 전지셀(130)의 내부와 연통되어 있으므로 전해액 주입구로 사용될 수 있다.In the protruding electrode terminal 112a of FIG. 3, the hollow portion 1126 formed at the center portion may not only facilitate rolling but also communicate with the inside of the battery cell 130, and thus may be used as an electrolyte injection hole.

도 4의 돌출형 전극단자(112b)는 중앙부위에 바디(1124)의 상단으로부터 소정의 깊이(h)로 만입되어 있는 만입홈(1128)이 형성되어 있어서, 바디(1124)의 단부를 압연시 바디(1124)의 외측 방향으로 잘 펴지도록 할 수 있다. The protruding electrode terminal 112b of FIG. 4 has an indentation groove 1128 indented at a predetermined depth h from the upper end of the body 1124 at the central portion thereof, so that the end of the body 1124 is rolled. It can be made to extend well in the outward direction of the body 1124.

또한, 도 5의 돌출형 전극단자(112c)는 바디(1124)의 단부에 나사선(1125)이 형성되어 있어서, 절연성 장착부재(140) 및 보호회로 모듈(150)의 관통홈들(142, 144, 152, 154)에 연속적으로 삽입된 후, 단부의 나사선(1125)은 너트(도시하지 않음)와 기계적으로 체결된다.In addition, the protruding electrode terminal 112c of FIG. 5 has a threaded line 1125 formed at an end of the body 1124, and the through holes 142 and 144 of the insulating mounting member 140 and the protection circuit module 150 are formed. After successive insertions into 152, 154, the thread 1125 at the end is mechanically engaged with a nut (not shown).

도 6의 돌출형 전극단자(112d)에서 헤드(1122)의 하단부는 탑 캡(120)과 일체형으로 이루어져 있어서, 전지팩(100) 제조시 부품수를 절감할 수 있고, 또한 헤드(1122)와 바디(1124)의 중앙부위에 관통로(1121)가 형성되어 있어서 전해액 주입구로 사용될 수 있다. 탑 캡(120)과 일체화되어 있는 돌출형 전극단자(112d)는, 예를 들어, 탑 캡(120)을 프레스 성형할 때 동시에 형성되도록 할 수 있다. In the protruding electrode terminal 112d of FIG. 6, the lower end portion of the head 1122 is integrally formed with the top cap 120, thereby reducing the number of parts when manufacturing the battery pack 100, and further reducing the head 1122. A through passage 1121 is formed at the central portion of the body 1124 and may be used as an electrolyte injection hole. The protruding electrode terminal 112d integrated with the top cap 120 may be formed at the same time as the top cap 120 is press-molded, for example.

도 7에는 제 2 돌출형 전극단자의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.7 is a schematic cross-sectional view of the second protruding electrode terminal.

도 7을 참조하면, 제 2 돌출형 전극단자(114)는 판상형의 본체(1142), 본체(1142)의 상부로 수직 연장되어 있는 상부 연장부(1144), 및 탑 캡의 관통구(도 8: 122)에 삽입되고 본체(1142)의 하부로 수직 연장되어 있는 하부 연장부(1146)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 7, the second protruding electrode terminal 114 includes a plate-shaped main body 1142, an upper extension 1144 vertically extending upward of the main body 1142, and a through hole of the top cap (FIG. 8). A lower extension part 1146 inserted into the lower part of the main body 1142 and extending vertically to the lower part of the main body 1142.

또한, 상부 연장부(1144)와 하부 연장부(1146)의 각 단부에는 만입홈들(1143, 1145)이 형성되어 있어서, 단부의 압연을 용이하게 할 수 있다.In addition, recessed grooves 1143 and 1145 are formed at each end of the upper extension portion 1144 and the lower extension portion 1146, thereby facilitating the rolling of the edge portion.

도 8에는 이차전지 팩의 상부를 나타내는 수직단면 모식도가 도시되어 있다.8 is a vertical cross-sectional view showing an upper portion of the secondary battery pack.

도 8을 도 1과 함께 참조하면, 이차전지 팩(100)의 상부에 제 1 돌출형 전극단자(112)와 일체형으로 형성된 탑 캡(120)에 절연성 장착부재(140) 및 보호회로 모듈(150)이 순차적으로 장착되어 있다.Referring to FIG. 8 together with FIG. 1, an insulating mounting member 140 and a protection circuit module 150 are formed on the top cap 120 formed integrally with the first protruding electrode terminal 112 on the secondary battery pack 100. ) Are mounted sequentially.

제 1 돌출형 전극단자(112)는 앞서 설명한 바와 같이, 중앙부위에 전해액을 주입하기 위한 관통로(1121)가 형성되어 있고, 탑 캡(120)과 일체형으로 형성되어 있다.As described above, the first protruding electrode terminal 112 is formed with a through passage 1121 for injecting an electrolyte into the central portion, and is integrally formed with the top cap 120.

반면에, 제 2 돌출형 전극단자(114)는 그것의 하부 연장부(1146)가 탑 캡(120)의 관통구(122)에 상부로부터 삽입 및 장착되어 있고, 제 2 돌출형 전극단자(114)와 탑 캡(120)의 계면에는 상호간의 절연을 위해 전기절연성 가스켓(124)이 장착되어 있다. 또한, 제 2 돌출형 전극단자(114)의 상부 연장부(1144)와 하부 연장부(1146)의 단부에는 만입홈들(1143, 1145)이 각각 형성되어 있다.On the other hand, the second protruding electrode terminal 114 has its lower extension 1146 inserted and mounted from the top into the through-hole 122 of the top cap 120, and the second protruding electrode terminal 114 is provided. At the interface of the top cap 120 and the electrically insulating gasket 124 is mounted for mutual insulation. In addition, indentations 1143 and 1145 are formed at the ends of the upper extension 1144 and the lower extension 1146 of the second protruding electrode terminal 114, respectively.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 특정 구조의 돌출형 전극단자들을 사용하여 전지팩 상단의 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈을 결합함으로써, 조립 공정을 크게 단순화시킬 수 있고, 우수한 결합력에 의해 전지팩의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 돌출형 전극단자들이 전지의 외부로 노출되지 않음으로써, 외관상 제품의 신뢰성을 높이고 단락의 위험성을 방지할 수 있다.As described above, the secondary battery pack according to the present invention combines the insulating mounting member and the protection circuit module on the top of the battery pack by using the protruding electrode terminals of a specific structure, thereby greatly simplifying the assembly process, and excellent bonding force. By this, the structural stability of the battery pack can be improved. In addition, since the protruding electrode terminals are not exposed to the outside of the battery, it is possible to enhance the reliability of the product and prevent the risk of short circuit.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도이다; 1 is an exploded perspective view of a secondary battery pack according to an embodiment of the present invention;

도 2 내지 도 6은 제 1 돌출형 전극단자의 다양한 변형예들에 대한 수직 단면 모식도들이다;2 to 6 are vertical cross-sectional schematics of various modifications of the first protruding electrode terminal;

도 7은 제 2 돌출형 전극단자의 수직단면 모식도이다;7 is a schematic cross-sectional view of the second protruding electrode terminal;

도 8은 이차전지 팩의 상부를 나타내는 수직단면 모식도이다.8 is a schematic vertical cross-sectional view showing an upper portion of a secondary battery pack.

Claims (18)

전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있고, 전지케이스의 개방 상단은 탑 캡에 의해 밀봉되어 있는 전지셀;A battery cell in which an electrode assembly is embedded in a battery case together with an electrolyte, and an open upper end of the battery case is sealed by a top cap; 전지셀의 과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 모듈;A protection circuit module having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent of the battery cell; 보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 탑 캡에 장착되는 절연성 장착부재; 및An insulating mounting member having a structure in which a protection circuit module is mounted on the upper portion and mounted to a top cap of a battery cell; And 보호회로 모듈이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재를 감싸면서 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡;An insulating cap coupled to an upper end of the battery cell while surrounding the insulating mounting member in a state in which the protection circuit module is mounted; 을 포함하고 있으며,It contains, 상기 탑 캡에는 전극조립체의 양극 및 음극에 각각 연결되어 있는 한 쌍의 돌출형 전극단자들(제 1 돌출형 전극단자 및 제 2 돌출형 전극단자)이 형성되어 있고, 상기 제 1 돌출형 전극단자는 탑캡과 전기적으로 연결된 상태에서 전지셀의 양극과 연결되어 있으며, 상기 제 2 돌출형 전극단자는 탑 캡과 전기적으로 절연된 상태에서 전지셀의 음극과 연결되어 있고, 상기 절연성 장착부재와 보호회로 모듈에는 상기 돌출형 전극단자들에 대응하는 관통홈이 각각 형성되어 있으며, 상기 돌출형 전극단자들이 절연성 장착부재와 보호회로 모듈의 관통홈들에 연속하여 삽입되어 고정됨으로써, 전지셀에 대한 절연성 장착부재 및 보호회로 모듈의 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The top cap is provided with a pair of protruding electrode terminals (a first protruding electrode terminal and a second protruding electrode terminal) connected to the anode and the cathode of the electrode assembly, respectively, and the first protruding electrode terminal. Is connected to the positive electrode of the battery cell in an electrically connected state with the top cap, and the second protruding electrode terminal is connected to the negative electrode of the battery cell in an electrically insulated state from the top cap, and the insulating mounting member and the protection circuit The through grooves corresponding to the protruding electrode terminals are formed in the module, respectively, and the protruding electrode terminals are inserted into and fixed in the through grooves of the insulating mounting member and the protection circuit module, thereby insulating the battery cell. Secondary battery pack, characterized in that the combination of the member and the protective circuit module. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속 캔인 것을 특징으로 하는 이차전 지 팩.The secondary battery pack according to claim 1, wherein the battery case is a metal can. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자는 도전성 리벳(Rivet) 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack as claimed in claim 1, wherein the protruding electrode terminal has a conductive rivet structure. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자의 단부가 보호회로 모듈의 상단면 상에 소정의 길이로 돌출된 상태로 압연되어 보호회로 모듈에 고정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack according to claim 1, wherein an end of the protruding electrode terminal is rolled in a state protruding to a predetermined length on an upper surface of the protective circuit module and fixed to the protective circuit module. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자의 단부가 보호회로 모듈의 상단면 상에 소정의 길이로 돌출되어 있고, 상기 단부가 기계적 체결방식으로 보호회로 모듈에 고정되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩. The secondary battery pack of claim 1, wherein an end of the protruding electrode terminal protrudes a predetermined length on an upper surface of the protection circuit module, and the end is fixed to the protection circuit module by a mechanical fastening method. . 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자들 중의 적어도 하나는 전지케이스 내부와 연통되는 관통로를 포함하는 중공 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack according to claim 4 or 5, wherein at least one of the protruding electrode terminals has a hollow structure including a through passage communicating with an inside of the battery case. 제 6 항에 있어서, 상기 관통로는 전해액 주입구로서 사용된 후 금속 볼에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack according to claim 6, wherein the through passage is sealed by a metal ball after being used as an electrolyte injection hole. 제 4 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자는, 용이한 압연을 위하여, 상단으로부터 만입된 형태의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack according to claim 4, wherein the protruding electrode terminal has a groove formed in an indented shape from an upper end for easy rolling. 제 5 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자의 단부에는 나사선이 형성되어 있고, 상기 단부가 보호회로 모듈의 상단면으로 돌출된 상태에서 너트를 결합시켜 기계적 체결을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack according to claim 5, wherein a screw line is formed at an end of the protruding electrode terminal, and the nut is coupled to the nut in a state in which the end protrudes toward the upper surface of the protective circuit module. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 돌출형 전극단자의 하단부는 탑 캡과 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩. The secondary battery pack according to claim 1, wherein the lower end of the first protruding electrode terminal is integrally formed with the top cap. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 탑 캡에는 관통구가 형성되어 있고, The top cap is formed with a through hole, 상기 제 1 돌출형 전극단자와 제 2 돌출형 전극단자는, 판상형의 본체, 본체의 상부로 수직 연장되어 있는 상부 연장부, 및 상기 탑 캡의 관통구에 삽입되고 본체의 하부로 수직 연장되어 있는 하부 연장부로 이루어져 있으며,The first protruding electrode terminal and the second protruding electrode terminal are inserted into a plate-shaped main body, an upper extension vertically extending upwardly of the main body, and a through hole of the top cap and vertically extending downwardly of the main body. Consists of a lower extension, 상기 하부 연장부의 단부를 압연하여 돌출형 전극단자를 탑 캡에 결합시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.Rolling the end of the lower extension portion of the secondary battery pack, characterized in that for coupling the protruding electrode terminal to the top cap. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 돌출형 전극단자와 탑 캡의 관통구의 계면에는 상호간의 절연을 위한 전기절연성 가스켓이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.13. The secondary battery pack according to claim 12, wherein an electrically insulating gasket is installed at an interface between the second protruding electrode terminal and the through hole of the top cap. 제 12 항에 있어서, 상기 상부 연장부 및 하부 연장부 중 하나 이상은, 용이한 압연을 위하여, 그것의 단부로부터 만입된 형태의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.13. The secondary battery pack as claimed in claim 12, wherein at least one of the upper extension portion and the lower extension portion is provided with a groove indented from its end portion for easy rolling. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자들은 평면상 원형, 타원형, 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack of claim 1, wherein the protruding electrode terminals have a circular, elliptical, or quadrangular shape. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출형 전극단자들은 Cu, Ni 및 Cr 중 하나 이상이 도금되어 있는 스틸, 스테인리스 스틸, 알루미늄, Al 합금, Ni 합금, Cu 합금 또는 Cr으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack as claimed in claim 1, wherein the protruding electrode terminals are made of steel, stainless steel, aluminum, Al alloy, Ni alloy, Cu alloy, or Cr plated with one or more of Cu, Ni, and Cr. . 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 장착부재는 접착방식에 의해 전지셀에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack of claim 1, wherein the insulating mounting member is coupled to the battery cell by an adhesive method. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형의 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.The secondary battery pack as claimed in claim 1, wherein the battery cell is a rectangular lithium secondary battery.
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