이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 베어셀, 금속 케이스 및 보호회로기판의 결합상태도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(100)은 베어셀(110)과, 상기 베어셀(110)의 외면을 감싸는 금속 케이스(120)와, 상기 금속 케이스(120)와 전지 팩(100)이 설치되는 통신기기(미도시)를 전기적으로 연결하는 보호회로기판(130)을 포함한다.
상기 베어셀(110)의 가장자리에는 프레임(140)이 더 설치된다.
상기 베어셀(110)은 파우치 형태의 외장재로 감싸여지고, 그 내부에는 양극판, 세퍼레이터, 음극판(미도시)이 적층되어 대략 젤리-롤 형태로 권취되어 전해질과 함께 수납된다.
상기 베어셀(110)는 대략 직육면체의 형상으로 형성된다. 이러한 직육면체에서 넓이가 넓은 장측면인 제1,2면(111)(112)과, 상기 제1,2면(111)(112)을 연결하는 폭이 좁은 4개의 단측면인 제3,4,5,6면(113,114,115,116)으로 구성된다. 상기 베어셀(110)의 단측면중 양극탭(117)과 음극탭(118)은 제3면(113)에서 돌출된다.
상기 베어셀(110)을 감싸고 있는 외장재는 다층 구조로 이루어진다. 상기 다층 구조의 외장재는 금속층이 중앙에 형성되고, 그 양면중 외측면에는 제1절연층이 형성되고 내측면에는 제2절연층이 형성된다. 이때, 금속층은 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물중 선택되는 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 제1절연층은 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 그 등가물중 선택된 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 제2절연층은 접착층으로 이루어는 부분으로서 변성 폴리프로필렌(CPP) 또는 그 등가물중 선택된 하나가 될 수 있다.
상기 금속 케이스(120)는 상기 베어셀(110)의 장측면인 제1면(111)과 좌,우 단측면인 제4면(114) 및 제5면(115)을 감싸는 제1 케이스(121)와, 상기 베어셀(110)의 또 다른 장측면인 제2면(112)과 좌,우 단측면인 제 4면(114) 및 제5면(115)을 감싸는 제2 케이스(122)를 포함한다.
상기 제1 케이스(121)는 상기 베어셀(110)의 제1면(111)을 감싸면서 측면인 제4,5면(114,115)을 감싸도록 양측부가 절곡된 연장부(121a)가 형성된다. 또한, 상기 제2케이스(122)도 상기 베어셀(110)의 제2면(112)을 감싸면서 측면인 제4,5면(114,115)을 감싸도록 양측부가 절곡된 연장부(122a)가 형성된다.
이처럼 절곡된 제1 및 제2 케이스(121)(120)의 연장부(121a)(122a)는 상기 베어셀(110)의 측면인 제4,5면(114,115)에서 결합된다. 이때, 제1 케이스(121)와 제2케이스(122)를 결합하기 위하여 연장부(121a)와 연장부(122a)가 상호 끼움결합될 수 있다. 또는 하나의 연장부에 록킹홀을 형성하고 다른 하나의 연장부에 록킹홀에 삽입되는 록킹돌기 등을 형성하여 록킹돌기가 록킹홀에 삽입되는 결합방식을 이용할 수도 있다. 그러나 이러한 결합방식에 한정할 필요는 없다.
상기 금속 케이스(120)의 재질은 스틸, 스테인리스 스틸(SUS), 또는 그 등가물중 하나를 선택적으로 적용할 수 있다. 이때 금속 케이스(120)의 재질은 알루미늄 보다는 부식 전위가 낮은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 알루미늄 등과 같이 부식 전위가 높은 금속은 전류의 유입이 과다한 경우에 부식 발생이 쉽기 때문이다. 그러나 금속 케이스(120)의 재질을 특별히 한정할 필요는 없고 본 발명에서 요구하는 금속 케이스의 기능에 적합한 재질이면 어떠한 재질의 금속이라도 적용가능하다.
상기 금속 케이스(120)는 상기 보호회로기판(130)과 전기적으로 연결하기 위한 연결단자(123)가 구비된다. 이러한 연결단자(123)는 금속 케이스(120)의 제1 케이스(121) 또는 제2 케이스(122) 중 적어도 하나에 연결된다. 이는 금속 케이스(120)의 제1 케이스(121) 및 제2케이스(122)는 연장부(121a)(122a)에 의해 결합되어 상호 전기적으로 통전상태에 있기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 금속 케이스(120)의 제1 케이스(121)에 연결단자(123)가 구비된다. 이러한 연결단자(123)는 후술하는 보호회로기판(130)의 안테나패드(133)와 대응되는 위치 에 구비된다.
상기 보호회로기판(130)은 상기 베어셀(110)의 제3면(113)에 설치된다. 상기 보호회로기판(130)의 일측면에는 양극패드(131), 음극패드(132) 및 안테나패드(133)가 구비된다. 이때, 상기 보호회로기판(130)에는 베어셀(110)의 충방전을 제어하기 위한 각종 보호회로 부품(미도시)이 설치된다.
상기 양극패드(131)는 상기 베어셀(110)의 양극탭(117)과 전기적으로 연결되고, 음극패드(132)는 음극탭(118)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 안테나패드(133)는 상기 금속 케이스(120)의 연결단자(123)와 전기적으로 연결된다.
상기 보호회로기판(130)의 반대측면에는 양극패드(131)와 전기적으로 연결된 양극외부단자(134), 음극패드(132)와 전기적으로 연결된 음극외부단자(135) 및 안테나패드(133)와 전기적으로 연결된 안테나단자(136)가 설치된다.
상기 프레임(140)은 상기 베어셀(110)의 측면인 제3,4,5,6면(113,114,115,116)을 둘러싸고 설치된다. 상기 프레임(140)은 상기 베어셀(110)의 제3면(113)에 설치되는 상부 프레임(141)과, 상기 베어셀(110)의 제4,5,6면(114,115,116)에 설치되는 하부 프레임(142)으로 구분할 수 있다. 상기 상부 프레임(141)에는 상기 보호회로기판(130)의 양극외부단자(134), 음극외부단자(135) 및 안테나단자(136)가 외부로 돌출되도록 통공(141a)(141b)(141c)이 형성된다.
상기 베어셀(110)의 제1면(111) 및 상기 금속 케이스(120)의 제1 케이스(121)와, 상기 베어셀(110)의 제2면(112) 및 상기 금속 케이스(120)의 제2 케이스(122) 사이에는 각각 절연부재(150)(160)가 설치될 수 있다. 이러한 절연부재(150)(160) 는 접착테이프인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 접착테이프는 양면테이프를 사용하여 상기 베어셀(100)과 금속 케이스(120)가 접착되도록 할 수 있다.
상기 베어셀(110), 프레임(140) 및 금속 케이스(120)가 결합된 상태에서 외주면에 라벨(170)이 더 감겨질 수 있다. 이러한 라벨(170)은 상기 베어셀(110)에 프레임(140) 및 금속 케이스(120)를 보다 견고하게 고정시키고, 절연체의 역할을 수행하게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 작용을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(100)은 상기 보호회로기판(130)에 구비된 양극패드(131) 및 음극패드(132)가 충전기와 전기적으로 연결되어 재충전 작용을 실시한다.
또한, 통신기기에 전지 팩(100)이 장착된 상태에서는 금속 케이스(120)의 제1케이스(121)의 연결단자(123)가 안테나패드(133)를 통해 통신기기와 연결되어 있다. 그러므로 외부 전파의 송수신 신호가 금속 케이스(120)를 통해 통신기기로 전달된다. 따라서 통신기기는 별도의 안테나를 구비하지 않은 상태에서도 전지 팩(100)의 금속 케이스(120)가 안테나의 역할을 수행하게 되므로 통신기기의 통화감도를 향상시키는 효과가 있다. 아울러 안테나의 설치공간을 배제할 수 있어 통신기기의 소형화가 가능하며, 디자인의 자유도를 증대시킬 수 있다.
아울러 전지 팩(100)은 베어셀(110)이 외면이 감싸고 있는 금속 케이스(120)에 의해 외부 충격으로부터 베어셀(110)을 보호하게 된다. 따라서 파우치형 외장재를 사용하는 폴리머 전지의 경우에는 제품의 신뢰성을 보다 향상시키는 효과가 있다.
다음에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩을 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩의 베어셀, 금속 케이스 및 보호회로기판의 결합상태도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩(200)은 베어셀(110)과, 상기 베어셀(110)의 외면을 감싸는 금속 케이스(220)와, 상기 금속 케이스(220)와 전지 팩(200)이 설치되는 통신기기(미도시)를 전기적으로 연결하는 보호회로기판(130)을 포함한다.
그리고 부가되는 전지 팩의 구성은 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 따라서 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하며, 동일 구성에 대한 구조와 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩(200)에서 금속 케이스(220)는 상기 베어셀(110)의 제1면(111)과 제4면(114) 및 제5면(115)을 감싸는 제1 케이스(221)와, 상기 베어셀(110)의 제2면(112)과 제4면(114)과 제5면(115)을 감싸는 제2 케이스(222)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 케이스(221),(222)는 양측부에 연장부(221a),(222a)가 형성되어 제1,2 케이스(221)(222)는 상기 베어셀(110)의 측면인 제4,5면(114,115)에서 결합된다.
또한, 상기 금속 케이스(220)의 재질은 스틸, 스테인리스 스틸(SUS), 또는 그 등가물중 하나를 선택적으로 적용한다. 이때 금속 케이스(220)의 재질은 알루미늄 보다는 부식 전위가 낮은 금속을 사용한다.
상기 금속 케이스(220)는 상기 베어셀(110)과 전기적으로 연결하기 위한 접지단자(223)가 구비된다. 이러한 접지단자(223)는 금속 케이스(220)의 제1 케이스(221) 또는 제2 케이스(222) 중 적어도 하나에 연결된다. 이는 금속 케이스(220)의 제1 케이스(221) 및 제2케이스(222)는 연장부(221a)(222a)에 의해 결합되어 상호 전기적으로 통전상태에 있기 때문이다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 금속 케이스(220)의 제2케이스(222)에 접지단자(223)가 구비된다.
상기 금속 케이스(220)의 접지단자(223)는 상기 베어셀(110)의 전극탭중 어느 하나의 전극탭과 연결된다. 바람직하기는 음극탭(118)과 연결된다. 따라서 상기 접지단자(223)는 상기 제2케이스(222)에서 상기 음극탭(118)과 대응되는 부위에 구비된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩(200)은 통신기기에 장착되어 사용되거나, 충전기와 연결되어 충전을 실시하는 상태에서 상기 금속 케이스(220)의 제2케이스(222)에 구비된 접지단자(223)가 베어셀(110)의 음극탭(118)과 전기적으로 연결된 상태로 접지되어 있다.
따라서 전지 팩(200)의 외관을 형성하는 금속 케이스(220)는 항시 전기적으로 접지(ground) 상태를 유지하게 된다.
다음에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩을 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 베어셀, 금속 케이스 및 보호회로기판의 결합상태도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩(300)은 베어셀(110)과, 상기 베어셀(110)의 외면을 감싸는 금속 케이스(320)와, 상기 금속 케이스(320)와 전지 팩(300)이 설치되는 통신기기(미도시)를 전기적으로 연결하는 보호회로기판(130)을 포함한다.
그리고 부가되는 전지 팩의 구성은 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 따라서 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하며, 동일 구성에 대한 구조와 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩(300)에서 금속 케이스(320)는 상기 베어셀(110)의 제1면(111)과 제4면(114) 및 제5면(115)을 감싸는 제1 케이스(321)와, 상기 베어셀(110)의 제2면(112)과 제4면(114)과 제5면(115)을 감싸는 제2 케이스(322)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 케이스(321),(322)는 양측부에 연장부(321a),(322a)가 각각 형성된다. 그리고 제1,2 케이스(321)(322)는 상기 연장부(321a)(322a)에 의해 상기 베어셀(110)의 측면인 제4,5면(114,115)에서 결합된다.
또한, 상기 금속 케이스(320)의 재질은 스틸, 스테인리스 스틸(SUS), 또는 그 등가물중 하나를 선택적으로 적용한다. 이때 금속 케이스(320)의 재질은 알루미늄 보다는 부식 전위가 낮은 금속을 사용한다.
상기 금속 케이스(320)는 상기 보호회로기판(130)과 전기적으로 연결하기 위한 연결단자(323)가 구비된다. 상기 연결단자(323)는 상기 보호회로기판(130)의 안테나패드(133)와 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 연결단자(323)는 금속 케이스(320)의 제1 케이스(321) 또는 제2 케이스(322) 중 적어도 하나에 연결된다.
아울러 상기 금속 케이스(320)는 상기 베어셀(110)과 전기적으로 연결하기 위한 접지단자(324)가 구비된다. 상기 접지단자(324)는 상기 베어셀(110)의 전극탭중 어느 하나의 전극탭과 연결된다. 바람직하기는 음극탭(118)과 연결된다. 그리고 상기 접지단자(324)는 금속 케이스(320)의 제1 케이스(321) 또는 제2 케이스(322) 중 적어도 하나에 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 팩(300)은 제1케이스(321)에 연결단자(323)가 구비된다. 연결단자(323)는 제1케이스(321)에서 안테나패드(133)와 대응되는 위치에 구비된다. 또한, 제2케이스(322)에 접지단자(324)가 구비된다. 접지단자(324)는 제2케이스(322)에서 음극탭(118)과 대응되는 위치에 구비된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 팩(300)은 통신기기를 사용하는 상태에서 전지 팩(300)의 금속 케이스(320)중 제1케이스(321)에 구비된 연결단자(323)가 안테나패드(133)를 통해서 통신기기와 연결되어 있다. 그러므로 외부 전파의 송수신 신호가 금속 케이스(320)를 통해 통신기기로 전달된다.
아울러 통신기기에 전지 팩(300)이 장착되어 있거나, 충전기와 접속된 상태에서 금속 케이스(320)중 제2케이스(322)에 구비된 접지단자(324)는 베어셀(110)의 음극탭(118)과 접지되어 있다. 따라서 전지 팩(300)의 외관을 형성하는 금속 케이스(320)는 전기적으로 접지(ground) 상태를 유지하게 된다.