KR100968052B1 - Battery Pack Employed with Mechanical Fuse - Google Patents

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김형찬
이석훈
박래서
권기환
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 판상형 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서, 전지셀의 외면을 감싸는 낮은 신장도의 유연한 선형부재, 및 전지셀의 팽창시 부피 변화에 따른 인장력이 집중되어 절단될 수 있도록 양 단부가 상기 선형부재에 연결된 상태로 전극단자에 접속되어 있는 메카니칼 퓨즈를 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지팩을 제공한다.The present invention is a battery pack in which a plate-shaped battery cell is embedded in the pack case, a flexible linear member of low elongation surrounding the outer surface of the battery cell, and the amount so that the tensile force due to the volume change during expansion of the battery cell can be concentrated and cut Provided is a battery pack including a mechanical fuse connected to an electrode terminal with an end connected to the linear member.

이러한 전지팩은 내부저항을 증가시키지 않으면서 높은 신뢰도로 전지셀의 팽창시 파괴되어 전지의 작동을 멈춤으로써 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.Such a battery pack has an effect of securing safety by stopping the operation of the battery is destroyed when the battery cell is expanded with high reliability without increasing the internal resistance.

Description

메카니칼 퓨즈가 장착되어 있는 전지팩 {Battery Pack Employed with Mechanical Fuse}Battery Pack with Mechanical Fuse {Battery Pack Employed with Mechanical Fuse}

도 1은 대표적인 외장형 전지팩의 사시도이다;1 is a perspective view of a representative external battery pack;

도 2는 대표적인 내장형 전지팩의 사시도이다; 2 is a perspective view of a representative internal battery pack;

도 3은 소형 전지팩의 일반적인 내부 구조에 대한 분해 사시도이다; 3 is an exploded perspective view of a general internal structure of a small battery pack;

도 4 및 5는 본 발명의 하나의 실시예 따라 메카니칼 퓨즈가 외면에 장착되어 있는 전지셀의 평면도 및 사시도이다;4 and 5 are a plan view and a perspective view of a battery cell in which the mechanical fuse is mounted on the outer surface according to one embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명에 따라 전지셀의 외면에 메카니칼 퓨즈가 장착되어 있는 상태의 모식적 수직 단면도이다.6 is a schematic vertical cross-sectional view of a state in which a mechanical fuse is mounted on an outer surface of a battery cell according to the present invention.

본 발명은 판상형 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지셀의 외면을 감싸는 낮은 신장도의 유연한 선형부재, 및 전지셀의 팽창시 부피 변화에 따른 인장력이 집중되어 절단될 수 있도록 양 단부가 상기 선형부재에 연결된 상태로 전극단자에 접속되어 있는 메카니칼 퓨즈를 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지팩을 제공한다.The present invention relates to a battery pack in which a plate-shaped battery cell is embedded in a pack case, and more particularly, to a flexible linear member having a low elongation surrounding an outer surface of a battery cell, and a tensile force due to a volume change when the battery cell is expanded. The present invention provides a battery pack including a mechanical fuse connected to an electrode terminal at both ends connected to the linear member so as to be concentrated and cut.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage. It is used.

리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 종류에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다. 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 특히 두께가 작은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있다.Lithium secondary batteries are classified into cylindrical batteries, square batteries, pouch-type batteries, and the like according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like according to the type of electrolyte. Due to the recent trend toward the miniaturization of mobile devices, there is an increasing demand for small square and pouch type batteries.

휴대폰, 디지털 카메라 등과 같은 휴대용 디바이스에는 각형 전지, 파우치형 전지 등의 전지셀을 팩 케이스에 내장한 소형 전지팩이 사용된다. 이러한 소형 전지팩은 전지셀이 팩 케이스에 장착된 형태에 따라 외장형 전지팩(hard pack)과 내장형 전지팩(inner pack)으로 분류되기도 한다.In portable devices such as mobile phones and digital cameras, small battery packs in which battery cells such as square batteries and pouch-type batteries are incorporated in a pack case are used. Such small battery packs may be classified into external battery packs (hard packs) and internal battery packs (inner packs), depending on the form in which the battery cells are mounted in the pack case.

도 1 및 2에는 대표적인 외장형 전지팩과 내장형 전지팩이 각각 모식적으로 도시되어 있는 바, 이들 전지팩은 각각 나름의 장점과 단점을 가지고 있다. Representative external battery packs and internal battery packs are schematically illustrated in FIGS. 1 and 2, respectively, and these battery packs have their advantages and disadvantages, respectively.

도 1과 같은 외장형 전지팩(10)은 그것이 장착되는 외부기기(12)의 외형 일부를 형성하므로 사용시 외부기기(12)에 장착하기 용이한 장점을 가지지만, 전지셀(도시하지 않음)를 내장한 상태에서 케이스(하우징: 11)를 해당 외부기기의 종류에 맞추어 설계하여야 하므로 상대적으로 고가이고 호환성이 적은 단점을 가지고 있다. The external battery pack 10 as shown in FIG. 1 forms an external part of the external device 12 to which it is mounted, and thus has an advantage of being easily mounted to the external device 12 during use, but includes a battery cell (not shown). In one state, the case (housing: 11) has to be designed according to the type of the external device, which is relatively expensive and less compatible.

반면에, 도 2와 같은 내장형 전지팩(20)은 외부기기의 내부에 장착한 상태에서 외부기기의 일부를 형성하는 덮개를 덮어 사용하므로, 장착이 상대적으로 번거로운 단점은 있지만, 설계가 용이하고 저렴하며 높은 호환성의 장점을 가지고 있다.On the other hand, since the built-in battery pack 20 as shown in Figure 2 is used to cover the cover forming a part of the external device in a state mounted inside the external device, mounting is a relatively cumbersome disadvantage, but easy to design and inexpensive It has the advantage of high compatibility.

이러한 소형 전지팩들의 일반적인 내부 구조가 도 3에 도시되어 있다. A general internal structure of these small battery packs is shown in FIG.

도 3을 참조하면, 전지팩(30)은, 일측에 예를 들어 양극단자가 마련되어 있고 타측에 음극단자가 형성되어 있는 전지셀(31)과; 전지셀(31)의 두 전극단자 중 하나와 접속되어 과열시 전지의 통전을 차단하는 PTC 소자(32)와; 니켈 플레이트(33)를 통해 PTC 소자(32)측 전극단자(양극단자 및 음극단자 중의 하나)와 니켈 플레이트(37)를 통해 나머지 전극단자와 접속되어 전지의 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어하고 외측에는 해당 기기(도시되어 있지 않음)와 접속 가능하도록 외부 입출력 단자가 형성되어 있는 보호회로 모듈(PCM:34)과; 전지셀(31), PTC 소자(32) 및 PCM(34)를 감싸는 상부 케이스(35) 및 하부 케이스(36)로 이루어져 있다.Referring to FIG. 3, the battery pack 30 includes a battery cell 31 having, for example, a positive electrode terminal at one side and a negative electrode terminal at the other side thereof; A PTC element 32 connected to one of the two electrode terminals of the battery cell 31 to block the energization of the battery when overheated; The nickel plate 33 is connected to the electrode terminal (one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal) of the PTC element 32 and the other electrode terminal through the nickel plate 37 to control overcharging, overdischarging, overcurrent, etc. of the battery. A protection circuit module (PCM) 34 having an external input / output terminal formed thereon so as to be connected to a corresponding device (not shown); It consists of an upper case 35 and a lower case 36 surrounding the battery cell 31, the PTC element 32 and the PCM 34.

전지셀(31)의 측면과 니켈 플레이트(33), 그리고 PCM(34)과 니켈 플레이트(37) 사이에는 절연시트(38)가 배치되어 있어서, 각 니켈 플레이트(33, 37)와 인접한 전지셀(31) 또는 보호회로부(34) 간의 불필요한 접촉으로 단락을 방지하여 준다.An insulating sheet 38 is disposed between the side surface of the battery cell 31 and the nickel plate 33, and between the PCM 34 and the nickel plate 37, so that the battery cells adjacent to each of the nickel plates 33 and 37 ( 31) or short circuit is prevented by unnecessary contact between the protection circuit 34.

또한, 전지셀(31)과 하부 케이스(36) 사이에는 양면테이프(39)가 배치되어 있어서 전지셀(31)이 하부 케이스(36)의 바닥면에 밀착되게 고정될 수 있게 된다. 따라서, 상부 및 하부 케이스(35, 36) 내에 전지셀(31)가 수용되면 전지셀(31)은 상부 및 하부 케이스(35, 36) 내에 안정되게 고정될 수 있게 된다.In addition, a double-sided tape 39 is disposed between the battery cell 31 and the lower case 36 so that the battery cell 31 can be fixed to the bottom surface of the lower case 36. Therefore, when the battery cells 31 are accommodated in the upper and lower cases 35 and 36, the battery cells 31 can be stably fixed in the upper and lower cases 35 and 36.

전지셀(31)이 수납된 하부 케이스(36)에 상부 케이스(35)를 결합시킨 후 케이스(35, 36) 상호간의 결합력을 더욱 높이고 외부의 이물질이 결합부위 또는 케이스 내부로 유입되는 것을 막기 위하여 포장 라벨(40)을 감싸기도 한다.After the upper case 35 is coupled to the lower case 36 in which the battery cells 31 are stored, in order to further increase the coupling force between the cases 35 and 36 and to prevent foreign substances from entering the coupling site or the inside of the case. The packaging label 40 may also be wrapped.

따라서, 소형 전지팩은 PCM에서 과충전, 과방전, 과전류 등을 제어함으로써 전지의 안전성을 보장하고 경우에 따라서는 PTC 소자에 의해 과열시의 안전성을 보장한다. Therefore, the small battery pack ensures the safety of the battery by controlling overcharge, overdischarge, overcurrent, etc. in the PCM and, in some cases, the safety during overheating by the PTC element.

그럼에도 불구하고, 이러한 안전소자들의 비정상적인 작동, 급격한 외부 충격 등 다양한 원인에 의해 전지셀은 위험상태에 놓일 수 있으며, 경우에 따라서는 전해질의 분해가 급속히 촉진되어 폭발에 이르는 위험성도 존재한다. 또한, 상기 안전소자들이 감지하지 못할 정도의 느린 과정에 의해 전지셀의 팽창이 유발될 수도 있으므로, 상기와 같은 안전소자들 만으로는 이러한 문제점을 근본적으로 해결하지 못한다. 전지셀의 발화와 폭발은 전지의 안전성을 저해하는 가장 심각한 문제이며, 이를 해결하기 위한 많은 연구가 행해져 왔다. Nevertheless, the battery cells may be in a dangerous state due to various causes such as abnormal operation of the safety devices, sudden external shocks, and in some cases, the decomposition of the electrolyte may be rapidly promoted, resulting in a risk of explosion. In addition, since the expansion of the battery cell may be caused by a slow process not detected by the safety devices, such safety devices alone do not fundamentally solve this problem. The ignition and explosion of the battery cell is the most serious problem that impairs the safety of the battery, and many studies have been conducted to solve it.

일반적으로, 원통형 전지는 내압 상승시 이를 해소하기 위한 장치를 장착하기 위한 내부 공간을 확보하기가 용이하지만, 각형 또는 파우치형 전지셀은 전지팩의 구조상 그것이 용이하지 못하다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 몇몇 시도들이 있어 왔다. In general, the cylindrical battery is easy to secure the internal space for mounting the device for releasing it when the internal pressure rises, the square or pouch type battery cell is not easy because of the structure of the battery pack. Thus, several attempts have been made to solve this problem.

예를 들어, 한국 특허등록 제369,069호에서는 파우치형 전지셀에서 일측 단자가 전지셀의 외면을 감싸도록 연장되어 있고 그것의 중간부에 노치를 형성하여 전지셀의 팽창시 상기 노치가 파열됨으로서 단전을 이루는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 구성은 몇가지 문제점을 가지고 있는 바, 첫째, 단자의 길이가 늘어남으로 인해 내부 저항이 크게 증가되고, 둘째, 전극단자가 전지셀의 외면을 감쌈으로써 단락의 위험성이 높으며, 셋째, 팽창시의 인장력이 노치에 집중되기는 하지만 전지셀을 감싸는 전극단자 자체가 동일한 소재로 이루어져 있어서 전반적인 인장을 초래하므로 소정의 임계 압력(팽창도)에서 신뢰도 있게 파열되기 어렵다는 문제점을 가지고 있다. For example, in Korean Patent Registration No. 369,069, one terminal of a pouch-type battery cell extends to cover the outer surface of the battery cell, and a notch is formed in the middle of the battery cell so that the notch ruptures when the battery cell is expanded. The art of making is disclosed. However, this configuration has several problems, firstly, the internal resistance is greatly increased due to the increase in the length of the terminal, and second, the risk of short circuit is high because the electrode terminal wraps the outer surface of the battery cell. Although the tensile force of is concentrated on the notch, the electrode terminal surrounding the battery cell itself is made of the same material, resulting in overall tension, and has a problem that it is difficult to rupture reliably at a predetermined critical pressure (expansion degree).

또한, 미국 특허등록 제6,136,464호에는 전지셀 케이스 상에 내부로 만입된 오목부를 형성하고 그러한 오목부에 절단부재를 위치시키며 그 상부에 단자가 지나가도록 하여 전지셀의 팽창시 오목부가 상승하면서 그것 내부의 절단부재가 단자의 취약 부분을 절단하도록 구성한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 구성은 복잡한 구조를 바탕으로 하고 있으므로 제조비용이 높고 신뢰도 있는 안전성을 제공하지 못하는 단점을 가지고 있다. In addition, U.S. Patent No. 6,136,464 forms a recess indented on the battery cell case, places a cutting member in the recess, and passes the terminal on the upper portion thereof so that the recess is raised during expansion of the battery cell. Disclosed is a technique in which a cutting member is configured to cut a weak portion of a terminal. However, such a configuration is based on a complex structure has a disadvantage of high manufacturing cost and failing to provide reliable safety.

따라서, 보다 간단한 구조에 의해 높은 신뢰도로 전지의 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high demand for a technology capable of securing battery safety with high reliability due to a simpler structure.

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 낮은 신장도의 선형부재로 전지셀의 외면을 감싸고 그러한 선형부재 중간에 메카니컬 퓨즈를 장착한 구조의 전지팩은, 내부 저항의 증가를 크게 억제하면서, 전지셀의 비정상적인 팽창시 높은 신뢰도로서 전지의 작동을 중지시켜 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have described a battery pack having a low elongation linear member that surrounds the outer surface of a battery cell and has a mechanical fuse mounted in the middle of the linear member. It was confirmed that reliability can be improved by stopping operation of the battery as reliability, and the present invention has been completed.

따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 판상형 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서, 전지셀의 외면을 감싸는 낮은 신장도의 유연한 선형부재, 및 전지셀의 팽창시 부피 변화에 따른 인장력이 집중되어 절단될 수 있도록 양 단부가 상기 선형부재에 연결된 상태로 전극단자에 접속되어 있는 메카니칼 퓨즈를 포함하는 것으로 구성되어 있다. Accordingly, the battery pack according to the present invention is a battery pack in which a plate-shaped battery cell is embedded in a pack case, and has a low elongation, a flexible linear member covering an outer surface of the battery cell, and a tensile force due to a volume change when the battery cell is expanded. It comprises a mechanical fuse connected to the electrode terminal in a state in which both ends are connected to the linear member so as to be concentrated and cut.

즉, 본 발명에 따른 전지팩은 전지셀의 비정상적인 작동으로 인한 팽창시 메카니칼 퓨즈에 인장력이 집중되어 단전을 이루며, 퓨즈의 장착으로 인한 내부 저항의 증가를 최대한 억제하면서 높은 신뢰도로 전지의 안전성을 확보할 수 있다는 점에 특징이 있다. That is, the battery pack according to the present invention achieves a short circuit by the tension force is concentrated in the mechanical fuse during expansion due to the abnormal operation of the battery cell, while ensuring the safety of the battery with high reliability while suppressing the increase in the internal resistance due to the installation of the fuse It is characterized by the fact that it can be done.

상기 판상형 전지셀은 양극/분리막/음극의 전극조립체가 케이스에 내장된 형태가 판상 구조를 가진 전지셀로서, 바람직하게는 각형 전지셀과 파우치형 전지셀을 들 수 있다. 각형 전지셀은 일반적으로 각형 금속캔에 전극조립체를 내장하여 밀봉한 전지이고, 파우치형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트 (예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트)의 파우치형 케이스에 전극조립체를 내장하여 밀봉한 전지이다. 파우치형 전지셀은 중량이 작고 제조비가 저렴하며 변형이 용이하다는 장점 이외에, 각형 금속캔에 비해 팽창에 대한 내성이 낮으므로, 본 발명의 전지팩에 특히 바람직하다. The plate-shaped battery cell is a battery cell having a plate-like structure in which the electrode assembly of the anode / separation membrane / cathode is embedded in a case, and preferably, a rectangular battery cell and a pouch-type battery cell are mentioned. A rectangular battery cell is generally a battery in which an electrode assembly is enclosed in a rectangular metal can and sealed, and a pouch type battery cell is an electrode assembly in a pouch type case of a laminate sheet (for example, an aluminum laminate sheet) including a resin layer and a metal layer. It is a battery sealed by the built-in. The pouch-type battery cell is particularly preferable for the battery pack of the present invention, in addition to the advantages of low weight, low manufacturing cost, and easy deformation, since the pouch-type battery cell has low resistance to expansion compared to a rectangular metal can.

상기 선형부재는 낮은 신장도의 소재로 이루어져 있어서 전지셀의 팽창시 길이 변화를 거의 겪지 않는다. 반면에, 상기 부재는 선형의 형태로서 유연하므로 전지셀의 외면에 밀착된 상태로 그것을 감쌀 수 있고, 전지셀의 팽창시에도 전지셀의 외면 형상에 따라 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 전지셀의 팽창으로 인한 부피 증가시, 인장력은 메카니컬 퓨즈에 집중될 수 있다. Since the linear member is made of a material having a low elongation, the linear member hardly experiences a change in length when the battery cell is expanded. On the other hand, since the member is flexible in a linear form, it can be wrapped in a state of being in close contact with the outer surface of the battery cell, and can be maintained in a close state according to the outer surface shape of the battery cell even when the battery cell is expanded. Therefore, when the volume increases due to the expansion of the battery cell, the tensile force can be concentrated in the mechanical fuse.

하나의 바람직한 예에서, 상기 선형부재는 낮은 신장도와 유연한 선형의 전기절연성 소재로 이루어진 밴드로서, 전지셀의 중간부위를 수평으로 감싸도록 장착 위치가 설정되어 있다. 전지셀의 팽창시 가장 부피 변화가 큰 부위는 중간부위이므로 팽창에 민감하게 반응할 수 있다.In one preferred embodiment, the linear member is a band made of a low elongation and a flexible linear electrically insulating material, the mounting position is set to horizontally wrap the middle portion of the battery cell. The area with the largest volume change during expansion of the battery cell may be sensitive to expansion because it is an intermediate portion.

상기 메카니컬 퓨즈는 앞서 설명한 바와 같이 그것의 양 단부가 선행부재에 연결된 상태에서 전극단자에 접속되어 있다. 이러한 접속방식은 다양할 수 있는 바, 전지셀의 전극단자 중의 하나(양극단자 또는 음극단자)가 메카니켈 퓨즈를 경유한 후 보호회로 모듈(PCM)에 접속되어 있는 구조이거나, 전지셀의 양극단자와 음극단자가 각각 PCM에 접속된 상태에서 PCM의 양극과 음극이 메카니컬 퓨즈를 경유하여 접속되어 있는 구조일 수 있다. As described above, the mechanical fuse is connected to the electrode terminal with both ends thereof connected to the preceding member. Such a connection method may vary. One of the electrode terminals of the battery cell (positive electrode terminal or negative electrode terminal) is connected to the protection circuit module (PCM) after passing through a mechanical nickel fuse, or the positive terminal of the battery cell. The anode and the cathode of the PCM may be connected via a mechanical fuse while the and cathode terminals are connected to the PCM, respectively.

상기 메카니컬 퓨즈의 구조 역시 다양할 수 있는 바, 예를 들어, 상대적으로 얇은 두께의 금속 시트, 중간 부위에 노치 또는 슬릿이 형성되어 있는 금속 박편 등을 들 수 있다. 이러한 구조의 퓨즈는 인장력의 인가시 기계적으로 파손된다는 측면에서 열 퓨즈와 구별된다. The structure of the mechanical fuse may also vary, for example, a metal sheet having a relatively thin thickness, a metal flake having a notch or a slit formed in an intermediate portion thereof, and the like. Fuses of this structure are distinguished from thermal fuses in that they are mechanically broken when a tensile force is applied.

메카니컬 퓨즈는 그것의 양 단부가 선형부재에 연결되어 그 자체로서 전지셀의 외면에 장착될 수 있으며, 경우에 따라서는, 양면 테이프를 사용하여 전지셀의 외면에 더욱 안정적으로 부착될 수 있다. The mechanical fuse may be mounted on the outer surface of the battery cell as its both ends are connected to the linear member, and in some cases, it can be more stably attached to the outer surface of the battery cell using a double-sided tape.

메카니컬 퓨즈는 전지셀의 팽창에 대한 민감도를 높이기 위하여 둘 이상 포함시킬 수도 있는 바, 예를 들어, 전지셀의 전면과 배면의 중앙에 각각 위치시킨 상태에서 선형부재로 이들을 연결할 수도 있다. Mechanical fuses may be included in two or more in order to increase the sensitivity to the expansion of the battery cell, for example, may be connected to the linear member in the state positioned in the center of the front and rear of the battery cell, respectively.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 4 및 5에는 본 발명의 하나의 실시예 따라 메카니컬 퓨즈가 전지셀의 전면 중앙에 부착되어 있는 구조의 평면도 및 사시도가 각각 모식적으로 도시되어 있다.4 and 5 schematically show a plan view and a perspective view, respectively, of a structure in which a mechanical fuse is attached to the front center of a battery cell according to one embodiment of the present invention.

이들 도면을 참조하면, 우선, 파우치형 전지셀(100)은 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체가 내장된 상태에서 밀봉됨으로써 제조된다. 그러한 밀봉 과정에서 양측 실링부(110)와 상단 실링부(120)가 형성되는데, 양측 실링부(110)는 수직으로 상향 절곡하여 본체(130)에 밀착시키고, 상부 실링부(120)에는 PCM(200)이 탑재된다. PCM(200)에는 전지셀(100)의 전극단자들이 연결 되어 있고 외부 입출력 단자들이 포함되어 있다. Referring to these drawings, first, the pouch type battery cell 100 is manufactured by sealing an electrode assembly in a pouch type case of an aluminum laminate sheet. In the sealing process, both sealing parts 110 and the upper sealing part 120 are formed, and both sealing parts 110 are bent vertically upward to closely contact the main body 130, and the upper sealing part 120 has a PCM ( 200) is mounted. The PCM 200 includes electrode terminals of the battery cell 100 and includes external input / output terminals.

메카니칼 퓨즈(300)는 전지셀(100)의 중간 부위를 수평으로 감싸고 있는 밴드(310)에 연결된 상태로 전지셀(100)의 외면에 장착되어 있다. The mechanical fuse 300 is mounted on an outer surface of the battery cell 100 in a state of being connected to a band 310 which horizontally surrounds an intermediate portion of the battery cell 100.

전지셀(100)의 전극단자들(도시하지 않음)은 PCM(200)에 연결되어 있고, PCM(200)의 양극단자(210)와 음극단자(220)는 와이어(320, 322)를 통해 메카니칼 퓨즈(300)를 경유하여 접속되어 있다. 따라서, 메카니칼 퓨즈(300)가 파괴되는 경우에는 전지의 작동이 중지된다. The electrode terminals (not shown) of the battery cell 100 are connected to the PCM 200, and the positive terminal 210 and the negative terminal 220 of the PCM 200 are mechanically connected through the wires 320 and 322. It is connected via the fuse 300. Therefore, when the mechanical fuse 300 is destroyed, the operation of the battery is stopped.

도 6에는 본 발명에 따라 전지셀의 외면을 감싸고 있는 선형부재와 그것에 연결된 메카니칼 퓨즈의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.6 schematically shows a vertical cross-sectional view of a linear member surrounding the outer surface of a battery cell and a mechanical fuse connected thereto according to the present invention.

도 6을 참조하면, 선형부재로서의 밴드(310)는 전지셀(100)의 하부면 전체와 양측면 및 상면부의 일부를 감싸고 있고, 메카니칼 퓨즈(300)는 그것의 양 단부가 밴드(310)에 연결된 상태로 전지셀(100)의 상부면 중앙에 위치하여 있다. Referring to FIG. 6, the band 310 as a linear member surrounds the entire lower surface of the battery cell 100 and a part of both sides and the upper surface thereof, and the mechanical fuse 300 has both ends thereof connected to the band 310. In the state is located in the center of the upper surface of the battery cell 100.

밴드(310)는 얇은 소재의 선형부재이므로 유연하여 전지셀(100)의 외면에 밀착되어 있지만, 신장도가 매우 낮은 소재로 이루어져 있어서 전지셀(100)의 팽창시에는 길이 변화없이 전지셀(100)의 외면 형상에 따라 변화되면서 밀착 상태를 유지한다. 따라서, 전지셀(100)의 팽창에 따른 인장력이 메카니컬 퓨즈(300)에 집중되어 파괴가 일어나게 된다. Since the band 310 is a linear member made of a thin material, it is flexible and closely adhered to the outer surface of the battery cell 100. However, the band 310 is made of a material having a very low elongation. Maintaining close contact while changing according to the outer surface shape of). Therefore, the tensile force due to the expansion of the battery cell 100 is concentrated on the mechanical fuse 300, the destruction occurs.

이상, 본 발명에 따른 몇몇 실시예들을 참조하여 발명의 내용을 상술하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.The foregoing has been described above with reference to some embodiments according to the present invention, but those skilled in the art to which the present invention pertains to various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above information. It will be possible.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 내부저항을 증가시키지 않으면서 높은 신뢰도로 전지셀의 팽창시 파괴되어 전지의 작동을 멈춤으로써 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery pack according to the present invention has an effect of securing safety by stopping the operation of the battery is destroyed when the battery cell is expanded with high reliability without increasing the internal resistance.

Claims (8)

판상형 전지셀이 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩으로서, 전지셀의 외면을 감싸는 유연한 선형부재, 및 전지셀의 팽창시 부피 변화에 따른 인장력이 집중되어 절단될 수 있도록 양 단부가 상기 선형부재에 연결된 상태로 전극단자에 접속되어 있는 메카니칼 퓨즈를 포함하는 것으로 구성되어 있으며, 상기 선형부재는 전지셀의 팽창시 길이 변화 없이 전지셀의 외면 형상에 따라 변화되면서 밀착 상태를 유지할 수 있는 신장도와 유연한 선형의 전기절연성 소재로 이루어진 밴드로서, 전지셀의 중간부위를 수평으로 감싸도록 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. A battery pack in which a plate-shaped battery cell is embedded in a pack case, the flexible linear member surrounding the outer surface of the battery cell, and both ends connected to the linear member so that the tensile force is concentrated and cut according to the volume change when the battery cell is expanded. It consists of a mechanical fuse connected to the electrode terminal in a state, the linear member of the elongation and flexible linear to maintain a close state while changing according to the outer shape of the battery cell without changing the length when the battery cell expansion A band made of an electrically insulating material, characterized in that the battery pack is mounted to horizontally wrap the middle portion of the battery cell. 제 1 항에 있어서, 상기 판상형 전지셀은 각형 전지셀 또는 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the plate-shaped battery cell is a square battery cell or a pouch-type battery cell. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀의 전극단자 중의 하나는 메카니켈 퓨즈를 경유한 후 보호회로 모듈(PCM)에 접속되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein one of the electrode terminals of the battery cell is connected to a protection circuit module (PCM) after passing through a mechanical fuse. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀의 양극단자와 음극단자가 각각 PCM에 접속된 상태에서 PCM의 양극과 음극이 메카니컬 퓨즈를 경유하여 접속되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode of the PCM are connected via a mechanical fuse while the positive terminal and the negative terminal of the battery cell are connected to the PCM, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 메카니컬 퓨즈는 금속 시트, 또는 중간 부위에 노치 또는 슬릿이 형성되어 있는 금속 박편인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein the mechanical fuse is a metal sheet or a metal flake having a notch or a slit formed at an intermediate portion thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 메카니컬 퓨즈는 양면 테이프를 사용하여 전지셀의 외면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. The method of claim 1, wherein the mechanical fuse is a battery pack, characterized in that attached to the outer surface of the battery cell using a double-sided tape. 제 1 항에 있어서, 상기 메카니컬 퓨즈는 전지셀의 전면과 배면의 중앙에서 선형부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The method of claim 1, wherein the mechanical fuse is a battery pack, characterized in that connected to the linear member at the center of the front and rear of the battery cell.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001057206A (en) 1999-08-19 2001-02-27 Nec Mobile Energy Kk Sealed type battery provided with current breaking device
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001057206A (en) 1999-08-19 2001-02-27 Nec Mobile Energy Kk Sealed type battery provided with current breaking device
JP2001196049A (en) 2000-01-07 2001-07-19 Alps Electric Co Ltd Pressure sensitive current breaker structure for battery
KR100768186B1 (en) * 2001-11-30 2007-10-17 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery mounting safety device using swelling phenomenon

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