KR100965274B1 - 이차전지용 접속부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 포함하는 전지팩에서 물리적 접촉방식에 의해 전기적 연결을 제공하는 접속부재로서, 하부 전지셀 전극단자의 외주면 부위를 따라 접촉되면서 전체적으로 면접촉에 의해 전기적 접속을 이룸으로써, 외력에 대해 접촉 부위의 저항 변화를 최소화하고 상기 하부 전지셀 전극단자의 함몰 가능성을 억제하는 외주면 접촉부; 및 상부 전지셀의 전극단자 또는 전지팩 측벽의 중앙 부위에 접촉되며, 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 장착된 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하는 중앙 접촉부;를 포함하는 것으로 구성된 이차전지 접속부재를 제공한다.

Description

이차전지용 접속부재 {Electrical Connecting Member for Secondary Battery}

본 발명은 이차전지용 접속부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 포함하는 전지팩에서 물리적 접촉방식에 의해 전기적 연결을 제공하는 접속부재로서, 하부 전지셀 전극단자의 외주면 부위를 따라 접촉되면서 전체적으로 면접촉에 의해 전기적 접속을 이룸으로써, 외력에 대해 접촉 부위의 저항 변화를 최소화하고 상기 하부 전지셀 전극단자의 함몰 가능성을 억제하는 외주면 접촉부; 및 상부 전지셀의 전극단자 또는 전지팩 측벽의 중앙 부위에 접촉되며, 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 장착된 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하는 중앙 접촉부;를 포함하는 것으로 구성된 이차전지 접속부재에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.

이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지팩의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 전지팩의 사용이 요구된다.

이러한 전지팩은 다수의 단위전지(이차전지)들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 이차전지 팩을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 이차전지가 단위전지로서 유리하다.

반면에, 원통형 이차전지는 일반적으로 각형 및 파우치형 이차전지보다 큰 전기용량을 가지지만, 원통형 이차전지의 외형적 특성상 적층구조로의 배열이 용이하지 않다. 그러나, 이차전지 팩의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 때 각형 또는 파우치형 보다 구조적으로 잇점이 있다.

따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 이차전지들을 직렬방식 또는 병렬 및 직렬방식으로 연결한 전지팩이 많이 사용되고 있다. 그러한 전지팩에 사용되는 코어 팩의 구조로서, 예를 들어, 2P(병렬)-3S(직렬)의 선형 구조, 2P-3S의 판상형 구조, 2P-4S의 선형 구조, 2P-4S의 판상형 구조, 1P-3S의 선형 구조, 1P-3S의 판상형 구조 등이 사용되고 있다.

병렬방식의 연결 구조는, 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 배향한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 그것의 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 병렬방식의 원통형 이차전지들을 뱅크(bank) 로 칭하기도 한다.

직렬방식의 연결구조는, 서로 반대 극성의 전극단자들을 연속되도록 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 길게 배열하거나, 또는 전극단자들이 서로 반대 방향을 향하도록 배열한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다.

이러한 원통형 이차전지들의 전기적 연결에는 일반적으로 니켈 플레이트 등과 같은 얇은 접속부재(예를 들어, 금속 플레이트)를 사용하여 스팟 용접을 행하고 있다.

도 1에는 스팟 용접에 의한 전기적 연결작업을 완료한 상태에서 2P-3S의 판상형 구조의 전지팩을 구성한 상태에서의 모식도가 도시되어 있다. 도 1은 이해의 편의를 위하여 그러한 2P-3S의 판상형 구조의 전지팩의 결합 관계를 분해도로서 표시하였다.

도 1에서와 같이, 각각 병렬로 연결된 이차전지들(20, 21)의 3 개의 전지 쌍들은 금속 플레이트(30)를 통해 직렬로 연결되어, 코어 팩(10)을 형성한다.

도 2에는 도 1의 코어 팩에 보호회로 모듈을 연결한 전지모듈(50)의 모식도가 도시되어 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 각각의 이차전지들(20, 21)은 금속 플레이트(30) 에 연결된 양극 도선(60)과 음극 도선(70) 및 FPCB(80)를 통해 보호회로 모듈(90)에 연결되어 있다. 금속 플레이트(30)에 대한 보호회로 모듈(90)의 전기적 연결은 주로 솔더링에 의해 이루어진다.

일반적으로, 이차전지를 단위전지로 사용하는 전지팩은 사용 과정에서 수많은 충전과 방전을 반복적으로 수행하며, 외부 충격, 낙하, 침상 관통, 과충전, 과전류 등과 같은 조건에서 안전성에 문제가 있는 리튬 이차전지 등이 단위전지로서 사용되므로, 이러한 안전성 문제를 해결하기 위한 보호회로 모듈 등의 안전소자가 부가되어 있다. 상기 안전소자는 전지팩의 해당 단자 접속부위에서 전압 등의 정보를 획득하여 소정의 안전화 과정을 수행함으로써 전지팩의 안전성을 담보한다. 따라서, 당해 부위의 접속상태가 가변적인 경우, 예를 들어, 진동 등에 의해 단자 접속부위의 저항값이 변화되는 경우, 검출 정보의 부정확성으로 인해, 안전소자는 소망하는 과정을 수행하지 못하게 된다. 따라서, 일반적으로 전지팩에서 전지셀과 보호회로 간의 전기적 접속은 솔더링 등으로 이루어진다.

또한, 고출력, 대용량의 전지팩을 구성하기 위해서는 다수의 전지셀들을 직렬 또는 병렬로 연결할 필요가 있으며, 전지팩의 성능을 균일하게 유지하게 위하여, 단자 접속부위의 저항 변화를 최소화하기 위한 안정적인 결합방식이 요구된다. 이러한 전지셀들 간의 전기적 연결은 솔더링 또는 용접, 바람직하게는 스팟 용접을 통해 이루어지는 것이 일반적이다.

그러나, 전지셀들 사이의 용접 또는 솔더링 공정 등은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다.

구체적으로, 용접 또는 솔더링 공정은, 작업자의 숙련된 기술과 노하우를 필요로 하고, 용접의 강도를 결정하기 위한 파라미터들의 관리를 지속적으로 수행하여야 하므로, 생산 공정이 복잡해지고 비용이 증가하게 되어 생산 효율을 저해하는 요인으로 작용한다. 또한, 전지셀에 직접 용접 또는 솔더링을 행하는 과정에서, 전지팩의 진동 또는 외부 충격으로 인하여 용접부위의 단락(쇼트)이 발생할 수 있고, 전지셀과 연결부재 사이에 전기적 또는 열적 손상이 가해지므로, 전지의 안전성을 위협하고 제품의 불량률을 높이는 원인이 된다. 더욱이, 제조과정 또는 사용 중에 일부 전지셀(들)에 불량이 발생하였을 때, 전지팩을 구성하는 모든 전지셀을 폐기하여야 하는 문제점도 존재한다.

따라서, 전지의 안정성을 위협하고 복잡한 작업공정을 요구하는 용접, 솔더링 등을 통한 접속방식을 대체할 수 있으며, 동시에 전지셀 간의 안정적인 접속구조를 확보하면서 일부 전지셀(들)의 불량시 나머지 전지셀들을 재사용할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

한편, 일차전지를 사용하는 전지팩 분야에서, 접속방식의 전기적 연결구조에 대한 다양한 시도들이 행해진 바 있다. 예를 들어, 한국 특허등록 제0413381호에는, 배터리의 전기적 연결을 위해 배터리 케이스의 좌우측 양단에 도전성 코일을 형성하는 기술 내용이 개시되어 있으며, 미국 특허등록 제525037호에는, 전지팩의 양단에 탄성을 가지도록 구부린 금속판을 설치하여 전기적 연결을 행하는 기술 내용이 개시되어 있다.

그러나, 상기 기술들은 전지셀을 고정하고 전극단자와의 안정적인 접속을 위 해서는 접속부재가 충분한 탄성을 가지고 있어야 하므로, 그렇지 못한 소재에 대하여는 사용이 제한되는 문제점이 있다. 특히, 상기 도전성 코일을 사용하는 기술은 코일을 구성하는 와이어의 단면적이 좁고 접속길이가 상대적으로 길기 때문에 전기 저항이 클 수 밖에 없으며, 증가된 저항은 전력 손실을 유발하고 발열량이 커지면서 전지의 안정적인 접속을 저해할 수 있다. 또한, 상기 탄성을 갖도록 구부린 금속판을 사용하는 기술은, 전지셀을 팩 케이스에 삽입하는 과정에서 과도한 힘을 가하거나 반복적인 사용으로 인해, 금속판이 탄성을 잃게 되거나 파괴되면서, 전지셀에 외부 충격이 인가시 이탈되는 현상 또는 전기적 접속이 끊어지는 현상이 발생할 수 있다.

더욱이, 상기와 같은 접속부재는 해당 부위에서의 가변적인 접속상태로 인해, 앞서 설명한 바와 같은 이차전지 팩에 적용하기에는 한계가 있다.

또한, 용접 또는 솔더링 등에 의하지 않고 기계적 접촉방식으로 전기적 접속을 달성하기 위해서는, 상기 선행기술들에서와 같이, 접속부재가 팩 케이스에 장착되기 위한 격벽이 전지셀들 사이에 위치하는 것이 일반적으로 요구된다. 그러나, 격벽의 존재는 전지팩의 크기 증가를 초래하므로, 소형 경박화 되어가고 있는 최근의 경향에 바람직하지 않다. 또한, 다수의 전지셀들을 포함하는 전지팩은 작동 효율 측면에서 균일한 작동조건 상에 놓이는 것이 바람직하다. 그러나, 격벽은 외부 충격의 인가시 격벽에 의해 구획된 각각의 수납부들에 장착된 전지셀들의 작동 조건이 수납부 별로 서로 다르게 만드는 경향도 있다.

이러한 측면에서, 격벽이 존재하지 않는 상태로 기계적 접촉방식의 접속부재 를 전지셀들 사이에 매우 높은 탄성 가압력으로 장착하는 방안도 고려할 수는 있지만, 팩 케이스를 구성하는 고분자 수지 등의 소재는 장기간의 사용 과정에서 응력에 의해 서서히 변형되는 현상, 즉, 크립프(creep) 현상이 발생한다. 따라서, 접속부재의 지나치게 높은 탄성 가압력은 팩 케이스에 응력을 초래하여 크립프 현상이 일어나게 되고, 결과적으로, 전지셀들 사이의 간격이 점차적으로 벌여지면서 전기적 접속상태가 불안정해진다. 이러한 현상은 특히 장기간의 사용이 요구되는 디바이스에서 심각할 수 있으므로, 일차전지에 기반한 접속방식을, 반복적인 충방전에 의해 장기간의 사용이 요구되는 이차전지 기반의 전지팩에 그대로 적용할 수는 없다.

한편, 원통형 전지는 일반적으로 금속 캔에 젤리-롤이 내장되어 있고 일측 단부에 돌출형의 양극단자가 형성되어 있으며 타측 단부에 평면 상의 음극단자가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 양극단자 부위는 젤리-롤의 상단에 캡 어셈블리가 클링핑 방식으로 장착되어 있으므로 외력에 대해 소정의 구조적 안정성을 나타낸다. 반면에, 음극단자 부위는 젤리-롤이 캔의 내면 하단과 직접 대면하고 있으므로, 외력에 의해 음극단자(즉, 캔의 하단면)가 변형되어, 젤리-롤의 극판들 사이에 단락을 유발하는 경향이 있다.

다수의 전지셀들이 장착되어 있는 전지팩에서 이러한 단락은 안전성 측면에서 매우 심각한 문제점을 유발한다. 본 발명자들이 실험적으로 확인한 바로는, 니켈 플레이트 등의 접속부재를 전지셀 전극단자에 용접 방식으로 결합시킨 구조에서 상기와 같은 단락이 유발되는 것으로 확인되었다.

따라서, 용접, 솔더링을 통한 접속방식을 대체할 수 있고, 전지팩의 크기 증가를 유발하지 않으면서 전지셀들 간의 안정적인 접속구조 및 전지의 안전성을 담보할 수 있는 이차전지용 접속부재에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 목적은, 복잡한 작업 공정이 요구되는 솔더링, 용접 등을 행하지 않고서도 둘 이상의 이차전지 셀들을 안정적으로 연결할 수 있으며, 전기적 연결이 가능하면서 조립공정이 용이하고 필요에 따라 탈부착이 자유로운 특정한 구조의 이차전지 접속부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전지팩의 크기 증가를 초래하지 않으면서 장기간의 사용시에도 안정적인 접속상태를 유지할 수 있고 외력에 대해 안전성을 담보할 수 있는 이차전지 접속부재를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 접속부재는,

둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 포함하는 전지팩에서 물리적 접촉방식에 의해 전기적 연결을 제공하는 부재로서,

접속부재의 하부에 위치하는 전지셀(하부 전지셀)의 전극단자의 외주면 부위를 따라 접촉되면서 전체적으로 면접촉에 의해 전기적 접속을 이룸으로써, 외력에 대해 접촉 부위의 저항 변화를 최소화하고 상기 하부 전지셀 전극단자의 함몰 가능성을 억제하는 외주면 접촉부; 및

접속부재의 상부에 위치하는 전지셀(상부 전지셀)의 전극단자 또는 전지팩 측벽의 중앙 부위에 접촉되며, 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 장착된 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하는 중앙 접촉부;

를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지 접속부재는, 전지셀 전극단자들 상호간의 전기적 접속에 솔더링, 용접 공정을 필요로 하지 않고, 접속부재의 장착만으로 안정적인 접속구조를 유지하게 되므로, 솔더링, 용접 과정 등에서 발생할 수 있는 단락 가능성을 방지하고, 외부 충격 등에 의해서도 접속 부위의 저항 변화가 신뢰수준을 벗어나지 않을 뿐만 아니라, 하부 전지셀 전극단자의 함몰에 의한 단락을 방지할 수 있으며, 동시에 전지팩의 조립공정을 용이하게 하고, 전지셀 전극단자들 간의 안정적인 결합력을 제공할 수 있다.

또한, 전지팩의 조립과정 또는 사용 중에 불량이 발생하였을 때, 전지셀을 용이하게 분리할 수 있으므로, 일부 전지셀 또는 접속부재의 불량으로 인해 전지팩을 구성하는 모든 전지셀을 폐기하여야 하는 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 전지팩의 제조시, 전지셀들 사이에 접속부재의 장착을 위한 격벽을 필요로 하지 않으 므로, 접속부재가 용접, 솔더링 등에 의하지 않고 전지셀의 전극단자에 접속되어 있음에도 불구하고, 전지팩의 크기 증가를 초래하지 않는다.

더욱이, 접속부재가 다소 가압된 상태에서 탄력적으로 전지셀의 전극단자에 접속되어 있으므로, 외부 충격 등이 전지팩에 인가되더라도 접속 부위의 저항 변화가 소망하는 신뢰수준을 벗어나지 않는다. 즉, 상기와 같은 구조는 BMU (Battery Management Unit)와 같은 제어부재가 전지셀의 온도, 전압 등에 대한 정확한 센싱을 가능하게 하도록 함으로써, 전지의 정상적인 작동 상태를 확보할 수 있다. 반면에, 해당 부위에 장착된 접속부재의 탄력적인 가압 상태는, 앞서 설명한 바와 같은, 팩 케이스의 크립프 현상을 초래할 정도로 크지는 않다.

본 발명에 따른 접속부재는 전지셀들 간의 전기적 접속을 위해 전지셀 전극단자들 사이에 장착될 수도 있고, 뱅크 간의 전기적 접속만을 위해 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 장착될 수도 있다.

전자의 경우, 접속부재는 하부 전지셀의 전극단자에 물리적 접촉방식으로 접속되고, 상부 전지셀의 전극단자에 기계적 결합방식으로 접속되는 구조일 수 있다. 후자의 경우, 접속부재는 하부 전지셀의 전극단자에 물리적 접촉방식으로 접속되어 있고, 전지팩 측벽에 지지되는 구조일 수 있다.

본 발명에 따른 접속부재의 특징들 중의 하나는, 외주면 접촉부가 하부 전지셀 전극단자의 외주면 부위를 따라 전체적으로 면접촉 상태로 전기적 접속을 이루고 있다는 점이다.

본 발명자들이 물리적 접촉방식으로 전기적 접속을 이룰 수 있는 여러 구조 의 접속부재들에 대해 다양한 시험들을 수행해 본 결과, 외부 충격 등에 의해서도 접속 부위의 저항 변화가 소망하는 신뢰수준을 벗어나지 않기 위해서는, 접속부재 또는 전지셀의 위치 변동시에도 최대의 접촉면적을 확보하는 것이 필요하고, 이러한 최대 접촉면적의 확보를 위해, 접속부재가 하부 전지셀 전극단자에 대해 면접촉 방식으로 하부 전지셀의 외주면 부위를 따라 큰 반경으로 확보되어야 함을 확인할 수 있었다. 즉, 상기와 같이, 접속부재가 하부 전지셀 전극단자의 외주면 부위를 따라 큰 반경으로 면접촉되는 경우에는, 외부 충격 등에 의해 접속부재 또는 전지셀에 위치 변동이 발생하더라도, 접촉 면적의 감소를 최소화할 수 있다.

상기에서 외주면 부위 는 하부 전지셀 전극단자의 외주면 단부와 그로부터 전극단자 중심축 방향으로 연장된 부위를 포함하는 개념이다. 따라서, 접속부재는 상기 외주면 접촉부를 통해 가장 큰 반경 범위에서 하부 전지셀 전극단자와 접촉되게 된다.

또한, 상기와 같이 접속부재의 외주면 접촉부가 하부 전지셀의 외주면 부위에 면접촉 방식으로 접촉되므로, 외력이 인가되었을 때, 접속부재 및/또는 상부 전지셀의 전극단자에 의해 하부 전지셀의 전극단자가 함몰될 가능성을 최소화할 수 있다.

앞서의 설명한 바와 같이, 원통형 이차전지는 음극 부위에서 젤리-롤이 금속 캔에 직접 대면하는 구조로 이루어져 있으므로, 외력에 의해 쉽게 함몰될 수 있다. 따라서, 상기 하부 전지셀 전극단자는 음극이고, 상부 전지셀 전극단자는 양극인 것이 바람직하다.

상기 전극단자 함몰에 따른 단락의 방지는 실험을 통해서도 확인할 수 있다.

도 3에는 도 2의 전지모듈을 팩 케이스에 장착한 상태의 전지팩(종래기술)의 X선 투시도가 개시되어 있고, 도 4에는 그러한 전지팩을 좌측 단부가 바닥을 향하는 방향으로 1 m 높이에서 낙하시킨 후의 변화를 보여주는 X선 투시도가 도시되어 있다.

도 4에서 보는 바와 같이, 접속부재(니켈 플레이트)는 전지셀(a)의 음극단자와 전지셀(b)의 양극단자에 각각 용접 방식으로 결합되어 있다. 낙하에 의한 충격 인가시, 돌출 구조의 양극단자가 니켈 플레이트를 경유하여 평면 구조의 음극단자에 강한 충격을 가하여, 음극단자의 금속 캔 하단이 함몰되는 현상이 발생하였다(x 부위 참조). 함몰된 음극단자는 금속 캔 내부의 젤리-롤의 대응 부위와 접촉되어 단락을 유발하였다.

반면에, 도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 접속부재를 사용하여 물리적 접촉방식으로 양극단자와 음극단자를 전기적으로 연결한 전지팩을 상기와 동일한 방식으로 낙하시킨 후의 변화를 보여주는 X선 투시도가 도시되어 있다.

도 5에서 보는 바와 같이, 접속부재의 외주면 접촉부는 하부 전지셀(a) 음극단자의 외주면 부위에 면접촉되어 있고, 중앙 접촉부는 상부 전지셀(b)의 양극단자에 기계적 체결 방식으로 결합되어 있다. 낙하에 의해 강한 충격이 인가되었음에도 불구하고, 중앙 접촉부의 탄력적인 구조에 의해 충격은 상당 부분 흡수(damping)되고, 그나마 전달된 충격은 외주면 접촉부에 의해 음극단자의 외주면 방향으로 전달된다. 따라서, 도 4에서와 같은 음극단자의 함몰 현상이 발생하지 않았고(y 부위 참조), 젤리-롤의 단락을 유발하지 않았다.

이상의 실험 결과에서도 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 접속부재는 외주면 접촉부와 중앙 접촉부의 구조적 특성에 의해 외부 충격에 의한 내부 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 외주면 접촉부는 전체적으로 하부 전지셀 전극단자의 외주면 형상에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 외주면 접촉부가 상기와 같은 형상을 가짐으로써, 앞서 설명한 바와 같은 가장 큰 반경 범위에서 접촉 상태가 만들어진다. 이러한 구조에서, 외주면 접촉부는 하부 전지셀 전극단자의 표면적에 대해 10% 내지 70%의 면접촉을 형성하는 것이 바람직하다. 접촉 부위의 저항을 고려하면 면접촉을 위한 접촉 계면이 클수록 바람직하지만, 외주면 접촉부의 크기 증가는 중앙 접촉부의 크기 감소를 초래하므로, 상기 범위에서 접촉 계면을 이루는 것이 필요하다.

상기 외주면 접촉부에는, 바람직하게는, 하부 전지셀 전극단자에 대한 접속부재의 장착 상태를 고정할 수 있도록, 하부 전지셀의 상단 측면을 감싸는 하나 또는 그 이상의 보조 연결부가 추가로 포함되어 있는 구조일 수 있다. 따라서, 상기 보조 연결부에 의해 접속부재는 하부 전지셀에 대해 더욱 안정적인 장착 상태를 이룰 수 있다. 보조 연결부의 형태는 다양할 수 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 보조 연결부는 외주면 접촉부로부터 연장된 형태의 하나 또는 둘 이상의 가변 팁(tip)일 수 있다. 따라서, 상기 가변 팁은 하부 전지셀의 외면에 대응하여 절곡됨으로써, 외력이 가해지더라도 접속부재가 하부 전지셀 전극단자 상에 안정적으로 고정될 수 있도록 도와 준다.

본 발명의 또 다른 특징은 중앙 접촉부가 상부 전지셀 전극단자 또는 전지팩 측벽의 중앙 부위에 접촉되고 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공한다는 점이다. 접속 부위의 저항 변화가 신뢰수준을 벗어나지 않고 외력에 의한 하부 전지셀 전극단자의 함몰을 방지할 수 있도록 외주면 접촉부가 접속부재의 바깥쪽에 형성됨에 따라, 중앙 접촉부는 접속부재의 중앙 부위에 위치하게 되며, 외부 충격 등에 의한 접속부재 또는 전지셀의 위치 변동시에도 접속 불안정성의 문제를 유발하지 않는다. 더욱이, 중앙 접촉부는 전지셀들 사이 또는 전지셀과 전지팩 측벽 사이에 장착된 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하므로, 별도의 장착부, 예를 들어, 격벽이 없이도 전지팩에서 소정의 전기적 연결을 이룰 수 있어서, 전지팩의 크기 증가를 유발하지 않는다. 또한, 인가된 외력의 탄력적인 구조에 의해 상당부분 흡수하여 외주면 접촉부로 전달되는 충격량을 최소화함으로써, 앞서 설명한 바와 같은 하부 전지셀 전극단자의 함몰에 따른 젤리-롤의 단락을 방지하여 준다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 중앙 접촉부는 외주면 접촉부에 대해 탄력적인 상향 돌출 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 돌출 구조는 매우 다양할 수 있으며, 중앙 접촉부에 대응하는 상부 전지셀 전극단자의 형상 또는 전지팩 측벽의 형상에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 중앙 접촉부가 상부 전지셀의 양극단자에 접속될 때, 상기 중앙 접촉부는 상기 전지셀 양극단자의 가스 배출구 또는 체결용 개구에 가변적으로 결합되는 체결부를 포함하는 구조일 수 있다.

일반적으로 원통형 이차전지의 양극단자에는 전지셀 내부의 이상 발생시 발생하는 내부 가스를 전지셀 외부로 배출하기 위해 가스 배출구가 다수 형성되어 있다. 따라서, 중앙 접촉부의 상기 체결부는 상부 전지셀 양극단자의 가스 배출구에 결합되어, 외부 충격, 진동 등의 인가시에도 안정적인 접속 상태를 유지할 수 있다.

상기 체결부의 구조는 매우 다양할 수 있으며, 그에 대한 예들은 이후 도면을 통해 추가적으로 설명한다.

바람직하게는, 상기 중앙 접촉부가 개구를 포함하는 상향 돌출형의 브릿지 구조로 이루어져 있는 구조일 수 있다.

본 발명자들이 다양한 구조의 접속부재들에 대해 시험적으로 확인한 바로는, 한정적인 장착 공간 내에서 중앙 접촉부가 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하기 위해서는, 개구를 포함하는 상향 돌출형의 브릿지 구조가 가장 바람직한 것으로 확인되었다. 브릿지 구조는 해당 부위에 대한 장착을 위해 변형이 용이한 반면에, 접속부재의 소재 특성에 기반한 탄성에 의해 높은 탄력성을 제공한다. 또한, 브릿지 구조는 외력의 인가시 힘의 분배에 의해 하부 전지셀 쪽으로 전달되는 충격량을 최소화하여, 접속부재로 인한 하부 전지셀 전극단자의 함몰 현상을 억제할 수 있다.

상기 개구의 수와 형태는 상기 브릿지 구조의 형상에 따라 달라질 수 있다.

바람직한 예에서, 상기 개구에는 상부 전지셀 전극단자, 하부 전지셀 전극단자, 또는 상부 및 하부 전지셀 전극단자들에 탄력적으로 가압되면서 접속되는 하나 또는 둘 이상의 보조 접속부가 추가로 형성되어 있는 구조일 수 있다.

상기 보조 접속부들은 접속부재의 탄성력을 더욱 보강하고, 전지팩에 진동 또는 굽힘 등과 같은 외력이 인가되었을 때, 전극단자가 순간적으로 단락되는 것을 방지하여 준다.

상기 보조 접속부들은, 바람직하게는, 외주면 접촉부의 내측으로 하향 또는 상향 테이퍼 구조로 형성되어 있을 수 있다.

상향 테이퍼 구조의 보조 접속부는 그것의 단부가 외주면 접촉부보다 높은 높이로 중심축 방향으로 경사져 있는 구조이다. 외주면 접촉부보다 높은 높이로 상향 연장된 보조 접속부들은, 접속부재가 하부 전지셀의 전극단자에 접촉된 상태에서 중앙 접촉부를 탄력적으로 지지할 수 있고, 또한, 상부 전지셀의 전극단자와 접속된 상태를 유지하므로, 앞서 설명한 바와 같은 외력의 인가시 불안정한 접속 상태로 인해 순간적인 단락이 발생하는 것을 방지하여 준다.

이와는 반대로, 하향 테이퍼 구조의 보조 접속부는 앞에서 언급한 효과를 얻기 위하여 그것의 단부가 외주면 접촉부보다 낮은 높이로 중심축 방향으로 경사져 있음은 물론이다.

경우에 따라서는, 상기 접속부재의 적어도 일측에는 상기 회로연결용 단자부가 위치하는 측면 연장부가 형성되는 구조일 수 있으며, 이를 통해 보호회로 등에 간단하게 연결시킬 수 있다. 상기 측면 연장부에 형성된 단자부의 구조는 특별히 한정하지 않으며 보호회로 등과 연결하기 위한 부재의 종류에 따라 그 구조가 달라진다.

본 발명에 따른 접속부재는, 바람직하게는, 하나의 도전성 판재를 가압 변형하여 일체로서 제조할 수 있다. 즉, 하나의 도전성 판재를 접속부재의 형상에 적합하게 펀칭 및 압연 가공하여, 외주면 접촉부, 중앙 접촉부, 체결부, 보조 접속부 등을 용이하고 간단한 방법으로 제조할 수 있다. 상기 도전성 판재는 상기와 같은 가공성, 도전성, 소정의 탄성을 가진 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 니켈, 황동, 알루미늄, 구리 및 이들의 선택적인 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 소재로 바람직하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 또한 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 상기 이차전지 접속부재가 장착되어 전지셀들의 전기적 연결을 이루는 구조의 전지팩에 관한 것이다.

상기 전지팩은 다수의 전지셀들이 전기적 연결을 이루며 배열되어 있는 전지열(row)이 팩 케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 전지열은 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 이차전지 접속부재는 각각의 전지열에서 길이방향으로 배열된 전지셀들의 전기적 연결에 사용될 수 있으며, 둘 이상의 전지열들이 포함되어 있는 구조에서는 측면방향으로 배열된 전지셀들(뱅크)의 전기적 연결에도 사용될 수 있다.

뱅크의 전기적 연결에만 사용되는 경우에는, 예를 들어, 둘 또는 그 이상의 이차전지 셀들이 측면 방향으로 인접하여 장착될 수 있는 수납부들을 포함하고 있는 팩 케이스에 전지셀들을 장착한 후, 상기 팩 케이스를 구성하는 측벽들 중 전지셀의 전극단자가 접하는 측벽 상에, 외주면 접촉부가 전극단자 쪽을 향하도록 상기 접속부재를 결합시키는 구조로 전지팩이 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 전지팩은 고출력 대용량을 필요로 하는 휴대용 DVD, 소형 PC 등과 같은 가정용 전자기기의 전원으로 사용될 수 있지만, 적용 분야가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

특히 바람직하게는 노트북 컴퓨터의 전원으로 사용될 수 있으므로, 본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 노트북 컴퓨터를 제공한다.

노트북 컴퓨터의 일반적인 구조와 그것의 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 이에 대한 추가적인 설명을 본 명세서에서는 생략한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 6 및 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 조립과정을 나타낸 사시도들이 모식적으로 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 전지팩(100)은, 전지셀들 사이에 격벽이 없는 팩 케이스(200)에, 다수의 원통형 전지셀들(300, 302, 304, 306)이 소정의 접속부재들(100, 102)에 의해 전기적 접속을 이루고 있는 구조로 이루어져 있다.

구체적으로, 2 종류의 접속부재들(100, 102)과 4 개의 전지셀들(300, 302, 304, 306)이 위치되어 있고, 접속부재(100)의 돌출 체결부(130)에 양극단자들이 기계적 결합방식으로 접속되도록 4 개의 원통형 전지셀들(300, 302, 304, 306)을 밀 착시키면서 팩 케이스(200)의 수납부에 장착한 구조로 이루어져 있다.

따라서, 원통형 전지셀들(306, 308)의 양극단자들은 탄력적인 가압 상태를 유지하면서 돌출 체결부(130)가 형성된 접속부재(100)와 기계적 결합방식으로 접속되고, 원통형 전지셀들(302, 304)의 음극단자들은 접속부재(100)와 물리적 접속방식으로 결합되므로, 전지팩을 용이하게 조립할 수 있고 전지셀 전극단자들 간의 접속구조를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 돌출 체결부(130)를 포함하고 있지 않은 접속부재(102)가 팩 케이스 측벽과 원통형 전지셀들(306, 308)의 음극단자들이 접하는 부위에 장착됨으로써 측면으로 배열된 원통형 전지셀들(306, 308)의 음극단자들을 상호간에 전기적으로 병렬 연결하는 구조로 이루어져 있다.

조립된 상태에서 전지팩(400)의 형상을 도 7을 통해 확인할 수 있는 바, 이를 참조하면, 전지팩(400)은 2 개의 원통형 전지셀들(300)이 측면방향으로 접하면서 장착되어 있고, 동시에 길이방향으로 2 개의 원통형 전지셀들(300)이 장착되어 있어서, 2P-2S의 판상형 구조를 이루고 있다.

도 8에는 도 6에 사용되는 접속부재(100)의 하나의 예시적인 확대 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 9에는 그것의 평면 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(100)는 두 개의 단자 접속부(A, B)가 상호 연결되어 있고, 외부 회로에 연결하기 위한 회로 연결용 단자부(150)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

각각의 단자 접속부는, 소정의 폭으로 하부 전지셀(도시하지 않음)의 전극단 자와 면접촉에 의해 전기적으로 연결되는 외주면 접촉부(110), 브릿지 구조의 중앙 접촉부(160), 및 외주면 접촉부(110)의 내측으로 상향 또는 하향 테이퍼 구조로 연속된 보조 접속부들(140, 142)로 구성되어 있다.

중앙 접촉부(160)는 외주면 접촉부(110)에 대해 단자 접속부의 중심축(180) 방향으로 상향 테이퍼된 구조의 상향 돌출부(120), 및 상향 돌출부(120)와 브릿지(190)로 연결되고 상향으로 돌출된 돌출 체결부(130)로 이루어져 있다.

외주면 접촉부(110)는, 외력에 대해 접촉 부위의 저항 변화를 최소화하고 하부 전지셀 전극단자(도시하지 않음)의 함몰 가능성을 억제할 수 있도록, 하부 전지셀 전극단자의 외주면 부위를 따라 접촉되면서 전체적으로 면접촉에 의해 전기적 접속을 이룬다. 외주면 접촉부(110)는 하부 전지셀 전극단자의 형상에 대응하여 전체적으로 환 구조를 이루며 면접촉을 수행한다.

중앙 접촉부(160)는 외주면 접촉부(110)에 대해 상대적으로 돌출되어 있으며, 탄력적인 브릿지 구조에 의해 높은 접촉 탄력성을 발휘하고, 외부 충격이 가해졌을 때 힘의 분산에 의해 외주면 접촉부(110)로 전달되는 충격량을 최소화시킨다.

상향 돌출부(120)의 상단은 수직 단면 상으로 대략 ∩ 형상을 가진다. 또한, 돌출 체결부(130)의 내측면에는 단자 접속부의 중심축(180) 방향으로 체결돌기(132)가 돌출되어 있어서, 접속부재가 상부 전지셀(도시하지 않음)의 전극단자의 소정 부위와 결합된 후 상호간에 탈리되는 것을 방지하여 준다. 이 때, 상향 돌출부(120) 및 브릿지(190)는 상부 전지셀 전극단자의 중심부위와 접촉되어 전기적으로 연결된다.

돌출 체결부(130)와 상향 돌출부(120)를 연결하는 4 개의 브릿지들(190)은 방사형으로 대칭 구조를 이루는 형상으로 이루어져 있다. 즉, 소정의 간격으로 상호 이격된 브릿지들(190)이 상향 돌출부(120)와 돌출 체결부(130)를 연결하는 형상이며, 브릿지(190) 자체가 상향 돌출되어 있다.

또한, 각각의 브릿지들(190)과 외주 접속면(110) 사이의 공간에는 4 개의 보조 접속부들(144)이 외주 접속면(110)으로부터 상향으로 테이퍼되어 있고, 다른 4 개의 보조 접속부들(142)은 외주 접속면(110)으로부터 하향으로 테이퍼되어 있다. 이러한 보조 접속부들(144)의 단부는 해당 보조 접속부의 상향 테이퍼 방향에 대해 하향으로 절곡되어 있고, 다른 보조 접속부들(142)의 단부는 해당 보조 접속부의 하향 테이퍼 방향에 대해 상향으로 절곡되어 있다. 따라서, 접속부재(100)를 하부 전지셀(도시하지 않음)의 양극 또는 음극단자에 장착하는 과정에서, 보조 접속부들(140, 142)은 탄력적으로 가압되면서 하부 전지셀 또는 상부 전지셀의 전극단자에 접속되게 된다.

이러한 보조 접속부들(140, 142)은 다소 낮은 탄성계수를 나타내지만 4 개의 부위들이 각각 독립적으로 전지셀들의 전극단자에 접속되므로, 진동 등과 같은 외부 요인으로부터 전지셀의 순간적인 단락을 방지하여 전지셀들 간의 전기적인 연결을 지속적으로 유지시켜 준다.

도 10에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접속부재의 사시도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 10의 접속부재의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(100a)는 두 개의 단자 접속부(Aa, Ba)가 상 호 연결되어 있고, 외부 회로에 연결하기 위한 회로 연결용 단자부(170a)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

각각의 단자 접속부는 하부 전지셀(도시하지 않음)의 전극단자와 소정의 폭(c)으로 면접촉에 의해 전기적으로 연결되는 외주면 접촉부(110a), 외주면 접촉부(110a)에 대해 단자 접속부의 중심축(180) 방향으로 돌출된 중앙 접촉부(160a), 및 외주면 접촉부(110a)의 내측 단부로부터 돌출된 보조 접속부들(140a)로 구성되어 있다.

중앙 접촉부(160a)는 상향 테이퍼된 탄성부(120a), 탄성부(120a)를 기준으로 소정의 높이(d)로 상향 돌출된 돌출 체결부(130a), 돌출 체결부(130a)의 상단면으로부터 소정의 깊이(e)로 중심축(180a) 상에 만입되어 있고 상부 전지셀(도시하지 않음)의 전극단자와 전기적으로 연결되는 접촉부(140a)로 이루어져 있다.

외주면 접촉부(110a)는 하부 전지셀 전극단자의 외면에 대응하는 동심원 형상으로 이루어져 있다.

탄성부(120a)의 폭(f)은 단자 접속부의 반경(C)을 기준으로 대략 30%의 크기이고, 외주면 접촉부(110a)를 기준으로 단자 접속부의 중심축(180a) 방향으로 소정의 상향 기울기(a)로 테이퍼 경사면을 이루고 있어서, 외주면 접촉부(110a)가 하부 전지셀의 전극단자에 대해 탄력적인 접지력을 유지하게 된다.

돌출 체결부(130a)의 높이(d)는 접속부재(100a)의 전체 높이(D)를 기준으로 대략 50%의 크기이고, 수직 단면 상으로 대략 ∩ 형상을 가진다. 또한, 돌출 체결부(130a)의 내측면에는 단자 접속부의 중심축(180a) 방향으로 체결용 돌기(132a) 가 돌출되어 있어서, 접속부재가 상부 전지셀의 전극단자의 소정 부위와 결합된 후 상호간에 탈리되는 것을 방지하여 준다. 이때, 접촉부(140a)는 상부 전지셀 전극단자의 중심부위와 접촉되어 전기적으로 연결된다.

돌출 체결부(130a)는 탄성부(120a)와 접촉부(140a)를 연결하는 4 개의 브릿지들(190a)이 방사형으로 대칭 구조를 이루는 형상으로 이루어져 있다. 즉, 소정의 간격으로 상호 이격된 브릿지들(190a)이 탄성부(120a)와 접촉부(140a)를 연결하는 형상이며, 브릿지(190a) 자체가 상향 돌출되어 소정의 돌출 체결부(130a)를 이루고 있다.

보조 접속부(140a)는 단자 접속부의 중심축(180a) 방향으로 소정의 각도(b)를 이루면서 경사져 있고, 그것의 하단부(144a)는 외주면 접촉부(110a)보다 낮은 높이로 연장되어 있다. 따라서, 접속부재(100a)를 하부 전지셀(도시하지 않음)의 음극단자에 장착하는 과정에서, 보조 접속부(190a)는 탄력적으로 가압되면서 하부 전지셀의 전극단자에 접속되게 된다.

도 12에는 도 6에 사용되는 접속부재(102)의 하나의 예시적인 확대 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 13에는 그것의 평면 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(102b)는 두 개의 단자 접속부(Ab, Bb)가 상호 연결되어 있고, 접속부재의 일측에는 외부 회로에 연결하기 위한 회로연결용 단자부(152a)가 위치하는 측면 연장부(150a)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.

각각의 단자 접속부들은 소정의 폭으로 면접촉에 의해 하부 전지셀(도시하지 않음)의 전극단자와 전기적으로 연결되는 외주면 접촉부(110b), 외주면 접촉 부(110b)에 대해 단자 접속부의 중심축(180) 방향으로 상향 테이퍼된 브릿지 구조의 중앙 접촉부(160b), 외주면 접촉부(110b)의 내측으로 하향 테이퍼 구조로 연속된 보조 접속부들(140b)로 이루어져 있다.

외주면 접촉부(110b)에서 하부 전지셀의 전극단자와 접촉되는 접촉 폭(w)은 단자 접속부의 반경(W)을 기준으로 대략 10%의 크기이며, 하부에 위치하는 전지셀 전극단자의 외면에 대응하는 동심원 형상으로 이루어져 있다.

중앙 접촉부(160b)는 접속부재(100b)의 전체 높이(H)에 대해 소정의 높이(h)로 돌출되어 있으며, 중앙 접촉부(160b)의 4 개의 브릿지들은 십자형의 대칭구조를 이루는 형상으로 이루어져 있다

또한, 중앙 접촉부(160b)와 외주면 접촉부(110b) 사이의 공간에는 단자 접속부의 중심축(180b)을 기준으로 방사 대칭형을 이루는 4 개의 보조 접속부들(140b)이 외주면 접촉부(110b)로부터 하향으로 테이퍼되어 있다. 이러한 보조 접속부들(140b)의 단부는 해당 보조 접속부의 하향 테이퍼 방향에 대해 상향으로 절곡(144b)되어 있다. 따라서, 접속부재(100b)를 하부 전지셀(도시하지 않음)의 음극단자에 장착하는 과정에서, 보조 접속부들(140b)은 탄력적으로 가압되면서 접속부재(100b)의 하부에 위치하는 전지셀의 전극단자에 접속되게 된다.

도 14에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접속부재의 평면 구조가 모식적으로 도시되어 있고, 도 15에는 도 14의 선 E-E에 따른 수직 단면도와 부위 F에 대한 확대도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 접속부재(100c)는 하나의 금속 판재로 이루어져 있 고, 두 개의 단자 접속부들(Ac, Bc)이 상호 연결되어 있는 2p 구조의 접속부재이다. 각각의 단자 접속부는 대략 접시 형태의 원반 구조로서, 전체적으로 동심원의 형태를 이루는 외주면 접촉부(110c)와 중앙 접촉부(160c)로 이루어져 있다.

외주면 접촉부(110c)는 원형 구조의 전지셀 단자(도시하지 않음)의 외면 형상에 대응하여, 그것의 외주면 부위에서 전지셀 단자와 면접촉 되게 된다.

중앙 접촉부(160c)는 탄성력을 제공할 수 있도록 가압부(130c)가 중심축 방향으로 소정의 기울기로 테이퍼되어 있고, 중심 부위에는 만입부(140c)가 형성되어 있다. 접속부재(100c)의 측면 연장부(152c)에는 보호회로 등을 연결하기 위한 단자부(150c)가 위치하고 있다.

소정의 기울기를 가지는 중앙 접촉부(160c)에 의해 전지셀이 탄력적으로 연결되며, 중앙 접촉부(160c)의 가압부(130c) 상에는 중심축에 대해 소용돌이 형상으로 절취부(132c)가 형성되어 있어서 중앙 접촉부(160c)의 탄성력을 소망하는 수준으로 조절하여 설계할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 전지셀 전극단자들의 전기적 접속을 위해 용접, 솔더링 공정 등을 필요로 하지 않으므로 용접과정에서 발생할 수 있는 전지의 단락 가능성을 방지하고 불량률을 크게 감소시킬 수 있으며, 이차 전지 셀의 전극단자들 간의 안정적인 결합구조에 의해 접속부위의 저항 변화를 최소화 할 수 있고, 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있으며, 전지팩에 낙하, 진동 등과 같은 외력이 인가되는 경우에도 전지셀의 단락을 유발하지 않는 효과가 있다. 또한, 용접 등을 사용하지 않은 전기적 접속방식으로 이루어져 있음에도 불구하고, 전지팩의 크기 증가를 유발하지 않으면서, 장기간의 사용에도 안정적인 접속상태를 유지할 수 있다.

도 1은 종래의 접속부재인 금속 플레이트에 의해 전기적으로 연결된 전지들의 결합 방식을 보여주는 분해도이다;

도 2는 도 1의 코어 팩에 보호회로 모듈을 연결한 전지모듈의 모식도이다;

도 3은 도 2의 전지모듈을 팩 케이스에 장착한 상태의 전지팩의 X선 투시도이다;

도 4 및 도 5는 도 3의 전지팩과 본 발명의 하나의 실시예에 따른 접속부재를 사용한 전지팩을 각각 낙하시킨 후의 변화를 보여주는 X선 투시도들이다;

도 6 및 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 조립과정을 나타낸 모식도들이다;

도 8은 도 6에 사용되는 접속부재를 확대한 사시도이고, 도 9는 그것의 평면 모식도이다.

도 10은 다른 실시예에 따른 접속부재의 사시도이고, 도 11에는 도 10의 접속부재의 수직 단면도이다;

도 12는 도 6에 사용되는 접속부재를 확대한 사시도이고, 도 13은 그것의 평면 모식도이다;

도 14는 또 다른 실시예에 따른 접속부재의 평면 모식도이고, 도 15는 도 14의 선 E-E에 따른 수직 단면도와 부위 F에 대한 확대도이다.

Claims (15)

1. 둘 또는 그 이상의 원통형 이차전지들을 포함하는 전지팩에서 물리적 접촉방식에 의해 전기적 연결을 제공하는 부재(접속부재)로서,

   접속부재의 하부에 위치하는 전지셀(하부 전지셀)의 전극단자의 외주면 부위를 따라 접촉되면서 전체적으로 면접촉에 의해 전기적 접속을 이룸으로써, 외력에 대해 접촉 부위의 저항 변화를 최소화하고 상기 하부 전지셀 전극단자의 함몰 가능성을 억제하는 외주면 접촉부; 및

   접속부재의 상부에 위치하는 전지셀(상부 전지셀)의 전극단자 또는 전지팩 측벽의 중앙 부위에 접촉되며, 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 장착된 접속부재 전체에 탄력적인 접촉력을 제공하는 중앙 접촉부;

   를 포함하는 것으로 구성된 이차전지 접속부재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재는 하부 전지셀의 전극단자에 물리적 접촉방식으로 접속되어 있고, 상부 전지셀의 전극단자에 기계적 결합방식으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재는 하부 전지셀의 전극단자에 물리적 접촉방식으로 접속되어 있고, 전지팩 측벽에 지지되는 것을 특징으로 하는 이차전지 접 속부재.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 하부 전지셀 전극단자는 음극이고, 상부 전지셀 전극단자는 양극인 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 외주면 접촉부는 전체적으로 하부 전지셀 전극단자의 외주면 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 하부 전지셀 전극단자의 표면적에 대해 10% 내지 70%의 접촉 계면을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 외주면 접촉부에는, 하부 전지셀 전극단자에 대한 접속부재의 장착 상태를 고정할 수 있도록, 하부 전지셀의 상단 측면을 감싸는 하나 또는 그 이상의 보조 연결부가 추가로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 접촉부는 외주면 접촉부에 대해 탄력적인 상향 돌출 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 중앙 접촉부는 상부 전지셀의 양극단자에 접속되어 있고, 상기 전지셀 양극단자의 가스 배출구 또는 체결용 개구에 가변적으로 결합되 는 체결부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 접촉부는 개구를 포함하는 상향 돌출형의 브릿지 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 개구에는 상부 전지셀 전극단자, 하부 전지셀 전극단자, 또는 상부 및 하부 전지셀 전극단자들에 탄력적으로 가압되면서 접속되는 하나 또는 둘 이상의 보조 접속부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 보조 접속부들은 외주면 접촉부의 내측으로 하향 또는 상향 테이퍼 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재의 적어도 일측에는 회로연결용 단자부가 위치하는 측면 연장부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재는 하나의 도전성 판재를 가압 변형하여 일체로서 제조되는 것을 특징으로 하는 이차전지 접속부재.
14. 전지셀 전극단자들 사이 또는 전지셀 전극단자와 전지팩 측벽 사이에 제 1 항에 따른 이차전지 접속부재가 장착되어 전지셀들의 전기적 연결을 이루는 것을 특징으로 하는 전지팩.
15. 전원으로서 제 14 항에 따른 전지팩을 포함하고 있는 노트북 컴퓨터.

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