KR101065902B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 베어셀; 회로기판을 구비하며 상기 베어셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈; 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 접속부재; 및 상기 접속부재를 상기 베어셀에 결합시키는 결합나사를 포함하며, 상기 회로기판에는 상기 결합나사가 통과하는 나사 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지가 제공된다.
이차전지, 회로기판, 결합나사, 탄성부재, 접착제

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
최근 전자, 통신 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라 휴대용 전자기기의 보급이 늘어나고 있다. 휴대용 전자기기의 전원으로는 재충전이 가능한 이차 전지가 주로 사용되고 있다.
현재 팩 형태의 전지가 이차 전지로서 널리 사용되고 있다. 팩 형태의 전지는 전기에너지를 제공하는 베어셀과, 충방전을 안정적으로 제어하는 보호회로모듈(PCM : Protection Circuit Module)이 하나의 유닛으로 통합된 형태이다.
이러한 팩 형태의 이차전지의 경우 보호회로모듈과 베어셀의 결합구조는 작업성 및 전기적 연결 상태가 좋을 것을 요구한다.
본 발명의 목적은 제조시 작업성이 뛰어난 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기적 연결 상태가 뛰어난 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면,
베어셀; 회로기판을 구비하며 상기 베어셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈; 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 접속부재; 및 상기 접속부재를 상기 베어셀에 결합시키는 결합나사를 포함하며, 상기 회로기판에는 상기 결합나사가 삽입되는 나사 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지가 제공된다.
상기 접속부재는 상기 베어셀과 접촉하는 베어셀 접속부를 구비하며, 상기 회로기판과 상기 베어셀 접속부 사이에 위치하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 탄성부재는 압축코일스프링일 수 있으며, 상기 압축코일스프링은 상기 결합나사에 끼워지고, 상기 압축코일스프링의 양단은 각각 상기 접속부재의 베어셀 접속부와 상기 회로기판에 접할 수 있다. 상기 접속부재는 상기 회로기판과 접촉하는 회로기판 접속부를 더 구비하며, 상기 탄성부재는 상기 회로기판의 길이방향을 따라 상기 회로기판 접속부보다 더 바깥쪽에 위치할 수 있다.
상기 접속부재는 상기 베어셀과 접촉하는 베어셀 접속부와, 상기 베어셀 접 속부로부터 상기 회로기판 쪽으로 연장되어 끝단이 회로기판과 접하는 다수의 지지리브를 구비할 수 있다.
상기 결합나사의 머리는 상기 회로기판으로부터 상기 베어셀의 반대쪽으로 연장되어 돌출되며, 상기 이차전지는 상기 회로기판을 덮으며 상기 결합나사의 머리의 적어도 일부가 삽입되는 삽입 홈이 형성된 상부 케이스를 더 포함할 수 있다. 상기 결합나사는 2개이며, 상기 삽입 홈은 상기 각 결합나사에 대응하여 2개가 마련될 수 있다. 또한, 상기 이차전지는 상기 결합나사와 상기 삽입 홈을 결합시키는 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 접속부재에는 상기 결합나사의 나사산이 형성된 몸체가 통과하는 결합 구멍이 형성되며, 상기 결합구멍의 내주에는 상기 결합나사의 나사산에 물리도록 형성된 다수의 결합 날개가 형성될 수 있다.
상기 베어셀은 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하며 개구부가 형성된 캔과, 상기 캔의 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트를 구비하며, 상기 캡 플레이트에는 상기 결합 나사가 결합되는 나사 홈이 형성될 수 있다. 이때, 상기 캡 플레이트에서 상기 나사 홈이 형성된 부분은 다른 부분보다 두껍게 형성될 수 있다.
상기 접속부재는 상기 회로기판과 접촉하는 회로기판 접속부를 구비하며, 상기 나사 구멍은 상기 회로기판의 길이방향을 따라 상기 회로기판 접속부보다 더 바깥쪽에 위치할 수 있다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 본 발명에 의하면, 결합 나사가 회로기판에 형성된 나사 구멍을 통해 삽입되므로, 결합 나사가 정위치에 똑바로 결합될 수 있어 작업성이 향상된다.
또한, 본 발명에 의하면, 접속부재의 베어셀 접속부가 탄성부재에 의해 밀리게 되므로 전기적 연결상태가 양호하게 유지된다.
그리고, 본 발명에 의하면, 결합 나사의 머리가 상부 케이스에 형성된 홈에 끼워지므로, 상부 케이스의 결합 상태가 강화되고 상부 케이스의 비틀어짐을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 상세히 설명한다.
도1 내지 도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지에 대한 도면이다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 이차전지를 I-I선을 따라 절단하여 도시한 부분 단면도이다. 도 4는 도 3에서 제1 결합나사 주변을 확대하여 도시한 부분 단면도이며, 도5는 도2에 도시된 제1 접속부재의 평면도이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 이차전지(100)는 베어셀(bare cell)(110)과, 보호회로모듈(PCM : Protection Circuit Module)(120)과, PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자(127)과, 제1, 제2 접속 부재(130a, 130b)와, 제1, 제2 결합 나사(140a, 140b)와, 제1, 제2 탄성부재(147a, 147b)와, 상부 케이스(top case)(150)와, 하부 케이스(bottom case)(160)와, 라벨(170)을 구비한다. 이차전지(100)는 보호회로모듈(120)을 이용하여 베어셀(110)을 안정적으로 충방전한다.
베어셀(110)은 전극 조립체(111)와, 캔(112)과, 캡 조립체(115) 및 절연 케이스(118)를 구비한다. 베어셀(110)은 충전기(미도시)로부터 공급된 전기에너지를 저장하고, 저장된 전기에너지를 외부 부하(미도시)에 공급한다.
전극 조립체(111)는 제1 전극판(미도시)과, 제2 전극판(미도시)과, 두 전극판의 사이에 개재된 세퍼레이터(미도시)를 구비한다. 전극 조립체(111)는 젤리-롤(Jelly-Roll) 타입으로 권취되어 형성된다. 제1 전극판에는 전도성인 제1 전극탭(111a)이 결합된다. 제1 전극탭(111a)은 캡 조립체(115)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극판에는 전도성인 제2 전극탭(111b)이 결합된다. 제2 전극탭(111b)은 캡 조립체(115)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는 제1 전극판이 양극판이고, 제2 전극판이 음극판인 것으로 설명한다. 그에 따라, 제1 전극탭(111a)은 양극탭이 되고, 제2 전극탭(111b)은 음극탭이 된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 이와는 달리 제1 전극판이 음극판이고 제2 전극판이 양극판이 되며, 그에 따라, 제1 전극탭(111a)이 음극탭이 되고 제2 전극탭(111b)이 양극탭이 될 수도 있 다.
캔(112)은 일방향을 따라 길게 연장된 얇은 막대 형태인 바닥판(113)과, 바닥판(113)의 가장자리로부터 연장된 측벽(114)을 구비한다. 캔(112)은 전극 조립체(111)와 절연 케이스(118)를 수용하는 공간을 제공한다. 측벽(114)의 끝단 내부 영역은 개방되어 전극 조립체(111)와 절연 케이스(118)가 들어가는 입구인 개구부(114a)를 형성한다. 개구부(114a)의 형상 및 크기는 바닥판(113)과 대체로 동일하다. 개구부(114a)는 캡 조립체(115)에 의해 밀폐된다. 캔(112)은 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속재질의 판부재를 딥 드로우잉과 같은 방법으로 성형하여 제작될 수 있다.
캡 조립체(115)는 캡 플레이트(116)와, 전극 단자(117a)와, 절연 가스켓(117b)과, 터미널 플레이트(117c)와, 절연 플레이트(117d)를 구비한다. 캡 조립체(115)는 캔(112)의 개구부(114a)를 밀봉하며, 베어셀(110)의 두 단자부를 제공한다.
캡 플레이트(116)는 제1, 제2 결합부(116a, 116b)와, 단자통공과, 전해액 주입공(116f)를 구비한다. 캡 플레이트(116)는 캔(112)의 개구부(114a)에 대응되는 크기와 형상의 금속판으로서, 바닥판(113)과 같이 일방향을 따라 길게 연장된 형상을 갖는다. 캡 플레이트(116)는 캔(112)의 측벽(114)의 상단에 얹혀진 상태에서, 레이저 용접과 같은 방법에 의해 캔(112)의 측벽(114)과 결합되어 개구부(114a)를 밀폐한다. 캡 플레이트(116)에는 캔(112)의 내부 공간을 향하는 제1 면(116g)과, 제1 면(116g)의 반대면이며 캔의 외부로 노출되는 제2 면(116h)이 마련된다. 제1 면(116g)에는 전극 조립체(111)의 제1 전극탭(111a)이 레이저 용접과 같은 방법에 의해 연결됨으로써, 캡 플레이트(116)는 베어셀(110)의 제1 단자부로서 역할한다.
제1 결합부(116a)와 제2 결합부(116b)는 캡 플레이트(116)의 길이방향 양 끝단부에 각각 위치한다. 제1 결합부(116a)와 제2 결합부(116b)에 제1 접속부재(130a)와 제2 접속부재(130b)가 각각 결합된다.
제1 결합부(116a)는 캡 플레이트(116)의 제2 면(116h)에 형성된 제1 나사 홈(116a1)을 구비한다. 제1 나사 홈(116a1)은 캡 플레이트(116)의 제2 면(116h)과 대체로 직각을 이루며 연장된다. 제1 나사 홈(116a1)은 제1 결합나사(140a)가 결합되는 공간을 제공한다. 제1 결합부(116a)는 제1 나사 홈(116a1)의 깊이가 충분하게 형성되도록 캡 플레이트(116)의 제1 면(116g)이 돌출되어 주변부보다 두껍게 형성된다.
제2 결합부(116b)의 구성은 제1 결합부(116a)의 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2 결합부(116b)에는 제2 접속부재(130b)가 제2 결합나사(140b)에 의해 결합된다.
단자 통공은 캡 플레이트(116)의 중앙부에 위치한다. 단자 통공은 전극 단자(117a)가 지나갈 수 있는 통로를 제공한다.
전해액 주입공(116f)은 단자 통공과 제1 결합부(116a)의 사이에 위치한다. 전해액 주입공(116f)은 캔(112)의 내부로 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하며, 전해액이 주입된 후에는 마개(116j)에 의해 밀폐된다.
전극 단자(117a)는 몸체(117a1)와, 몸체(117a1)로부터 연장된 연결부(117a2)를 구비한다. 전극 단자(117a)는 전극 조립체(111)의 제2 전극 탭(111b)과 전기적으로 연결되고 절연 가스켓(117b)에 의해 캡 플레이트(116)와 전기적으로 절연됨으로써, 전극 단자(117a)는 베어셀(110)의 제2 단자부로서 역할한다.
몸체(117a1)는 캡 플레이트(116)의 제2 면(116h) 상에 위치한다. 몸체(117a1)는 베어셀(110)에서 외부로 노출되어 보호회로모듈(120)와 전기적으로 접속된다.
연결부(117a2)는 몸체(117a1)로부터 연장되어 캡 플레이트(116)의 단자 통공을 지나 끝단(117a3)이 캔(112)의 내부 공간에 위치한다. 연결부(117a2)의 끝단(117a3)은 코킹(caulking)과 같은 방법에 의해 확장되어서, 캡 플레이트(116), 전극 단자(117a), 절연 가스켓(117b), 터미널 플레이트(117c), 절연 플레이트(117d)가 결합된다.
절연 가스켓(117b)은 전극 단자(117a)의 몸체(117a1)가 안착되는 안착부(117b1)와, 안착부(117b1)로부터 돌출되어 캡 플레이트(116)의 단자 통공에 삽입되는 삽입부(117b2)를 구비한다. 절연 가스켓(117b)은 절연재질로 형성되어 전극 단자(117a)를 캡 플레이트(116)와 전기적으로 절연시킨다. 절연 가스켓(117b)에는 안착부(117b1)와 삽입부(117b2)를 관통하는 삽입구멍(117b3)이 형성된다. 삽입구멍(117b3)은 전극 단자(117a)의 연결부(117a2)가 지나가는 통로를 제공한다.
터미널 플레이트(117c)는 니켈과 같은 전도성 재질이다. 터미널 플레이트(117c)는 캡 플레이트(116)의 제1 면(116g) 상에 위치하며, 전극 단자(117a)와 결합된다. 터미널 플레이트(117c)는 전극 조립체(111)의 제2 전극탭(111b)이 결합될 수 있는 충분한 면적을 제공한다. 터미널 플레이트(117c)에는 전극 조립체(111)의 제2 전극탭(111b)이 레이저 용접과 같은 방법에 의해 결합된다. 터미널 플레이트(117c)는 절연 플레이트(117d)에 의해 캡 플레이트(116)와 전기적으로 절연된다. 터미널 플레이트(117c)에는 전극 단자(117a)의 연결부(117a2)가 지나가는 제1 통로구멍(117c1)이 형성된다.
절연 플레이트(117d)는 절연재질이다. 절연 플레이트(117d)는 캡 플레이트(116)와 터미널 플레이트(117c)의 사이에 위치한다. 절연 플레이트(117d)는 캡 플레이트(116)와 터미널 플레이트(117c)를 전기적으로 절연시킨다. 절연 플레이트(117d)에는 전극 단자(117a)의 연결부(117a2)가 지나가는 제2 통로구멍(117d1)이 형성된다.
절연 케이스(118)는 본체부(118a)와, 본체부(118a)의 가장자리로부터 위로 연장된 지지부(118b)를 구비한다. 절연 케이스(118)는 캔(112)의 내부에서 전극 조립체(111)와 캡 플레이트(116)의 사이에 위치한다. 절연 케이스(118)는 전극 조립체(111)와 캡 플레이트(116) 사이를 전기적으로 절연시키며, 전극 조립체(111)가 캔(112)의 내부에서 움직이는 것을 억제한다.
본체부(118a)는 캔(112)의 개구부(114a)와 대체로 동일한 형상을 갖는 판상으로서, 제1 전극탭 인출공(118c)과, 제2 전극탭 인출공(118d)과, 전해액 유입구(118e)를 구비한다. 본체부(118a)는 전극 조립체(111)와 대향하며, 전극 조립체(111)와 캡 플레이트(116) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 제1 전극탭 인출 공(118c)은 전극 조립체(111)의 제1 전극탭(111a)이 지나가는 통로를 제공한다. 제2 전극탭 인출공(118d)은 전극 조립체(111)의 제2 전극탭(111b)이 지나가는 통로를 제공한다. 전해액 유입구(118e)는 전해액이 전극 조립체(111) 쪽으로 유입되는 통로를 제공한다.
지지부(118b)는 본체부(118a)의 가장자리로부터 위로 연장된 벽의 형태이다. 캔(112)의 측벽(114)과 접하며, 본체부(118a)를 지지한다. 그에 따라, 전극 조립체(111)가 캔(112) 내부에서 움직이는 것이 억제된다.
보호회로모듈(120)은 회로기판(121)과, 회로기판(121)에 실장된 전기회로소자(122) 및 외부단자(123)를 구비한다. 보호회로모듈(120)은 베어셀(110)과 결합되어서 충방전을 포함하는 이차 전지(100)의 작동을 제어한다.
회로기판(121)은 배선 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판으로서, 대체로 일방향을 따라 길게 연장된 막대 형상이다. 회로기판(121)의 길이방향 양 끝부분에는 각각 제1 나사 구멍(120a)와 제2 나사 구멍(120b)가 각각 형성된다. 제1 나사 구멍(120a)은 캡 플레이트(116)의 제1 나사 홈(116a1)에 대응하여 위치한다. 제1 나사 구멍(120a)으로는 제1 결합나사(140a)가 통과한다. 제1 나사 구멍(120a)은 제1 결합나사(140a)의 가이드 역할을 한다. 제2 나사 구멍(120b)은 캡 플레이트(116)의 제2 나사 홈(116b1)에 대응하여 위치한다. 제2 나사 구멍(120b)으로는 제2 결합나사(140b)가 통과한다. 제2 나사 구멍(120b)은 제2 결합나사(140b)의 가이드 역할을 한다.
회로기판(121)은 제1 면(121a)과, 제1 면(121a)의 반대쪽 면인 제2 면(121b)을 구비한다. 제1 면(121a)은 베어셀(110)의 캡 플레이트(116)와 이격된 거리를 두고 서로 마주본다. 회로기판(121)의 길이방향 양단부 제1 면(121a)에는 제1 접속부재(130a)와 제2 접속부재(130b)가 솔더링과 같은 방법에 의해 결합된다. 회로기판(121)의 제2 면(121a)에는 도전 패드(121c)가 솔더링과 같은 방법에 의해 결합된다. 도전 패드(121c)에는 PTC 소자(127)가 연결된다.
전기회로소자(122)는 제어 IC, 충방전 스위치 등의 소자로 이루어진다. 전기회로소자(122)는 이차전지(100)의 충방전 동작을 제어한다. 전기회로소자(122)는 회로기판(121)의 제2 면(121b)에 솔더링과 같은 방법에 의해 결합된다.
외부단자(123)는 회로기판(121)의 제2 면(121b)에 솔더링과 같은 방법에 의해 결합된다. 외부단자(123)는 외부 부하 또는 충전기와 전기적으로 연결된다.
PTC 소자(127)는 PTC 본체(127a)와, 제1 리드 플레이트(127b)와, 제2 리드 플레이트(127c)를 구비한다. PTC 소자(127)는 보호회로모듈(120)과 베어셀(110)의 제2 전극부로서 역할하는 전극 단자(117a)를 전기적으로 연결하며, 베어셀(110)이 과충전 등과 같은 이유로 고온의 상태가 될 경우 이를 감지하여 회로를 차단한다.
PTC 본체(127a)는 온도가 상승하면 전기저항이 급격하게 상승한다. PTC 본체(127a)는 캡 플레이트(116)의 바로 위에 위치하여 베어셀(110)에서 발생하는 열을 직접적으로 감지한다.
제1 리드 플레이트(127b)는 PTC 본체(127a)로부터 연장되며, 베어셀(110)의 전극 단자(117a)에 레이저 용접과 같은 방법에 의해 결합된다. 그에 따라, 제1 리드 플레이트(127b)는 PTC 본체(127a)와 베어셀(110)의 전극 단자(117a)를 전기적으로 연결한다.
제2 리드 플레이트(127c)는 PTC 본체(127a)로부터 연장되며, 보호회로모듈(120)의 도전 패드(121c)에 레이저 용접과 같은 방법에 의해 결합된다. 그에 따라, 제2 리드 플레이트(127c)는 PTC 본체(127a)와 보호회로모듈(120)을 전기적으로 연결한다.
제1 접속부재(130a)는 회로기판 접속부(131a)와, 베어셀 접속부(132a)와, 연결부(133a)를 구비한다. 제1 접속부재(130a)는 니켈과 같은 전도성 재질로 형성되어, 보호회로모듈(120)과 베어셀(110)의 제1 전극부로서 역할하는 캡 플레이트(116)를 전기적으로 연결한다. 회로기판 접속부(131a), 베어셀 접속부(132a) 및 연결부(133a)는 일체의 판부재가 절곡되어 형성될 수 있다. 제1 접속 부재(130a)는 회로기판(121)의 길이방향을 기준으로 일측 끝단에 위치한다.
회로기판 접속부(131a)는 편평한 판상이다. 회로기판 접속부(131a)는 회로기판(121)의 제1 면(121a)에 솔더링과 같은 방법에 의해 결합되며 면접촉한다.
베어셀 접속부(132a)는 편평한 판상이다. 베어셀 접속부(132a)는 제1 결합나사(140a)에 의해 캡 플레이트(116)에 결합되며 면접촉한다. 베어셀 접속부(132a)에는 결합 구멍(134a)이 마련된다. 결합 구멍(134a)은 캡 플레이트(116)의 제1 나사 홈(116a1)에 대응하여 위치한다. 결합 구멍(134a)의 내주에는 제1 결합나사(140a)의 몸체(141a)에 형성된 나사 홈에 끼워져 결합되는 다수의 결합 날개(135a)가 마련된다. 각 결합 날개(135a)는 제1 결합나사(140a)의 나사산의 산부(141a1)사이에 있는 골부(141a2)에 위치한다. 결합 날개(135a)는 제1결합나사(140a)의 나사산의 산부(141a1)와 이웃하는 산부(141a1)의 사이의 간격인 피치(pitch) 보다는 얇은 두께로 형성되어 있다. 이는 결합 날개(135a)가 제1 결합나사(140a)의 나사 홈에 원할하게 밀착되어 결합되기 위해서이다. 결합 날개(135a)는 제1결합나사(140a)의 나사산의 피치의 20% 내지 90%의 두께를 가질 수 있다.
Sample
No		 Before drop 50 cycle 100 cycle 150 cycle 200 cycle
IR IR IR IR IR
1 134.5 137.4 141.5 146.5 144.3
2 131.5 135.7 138.7 139.2 139.4
3 135.5 137.1 142.4 143.5 180.0
4 131.7 139.2 156.0 147.1 146.7
5 135.0 138.4 153.0 149.0 158.0
6 134.2 145.6 183.0 156.0 156.5
7 134.0 138.8 139.2 138.6 137.3
8 132.0 131.3 137.4 136.1 143.0
9 131.5 138.5 137.0 142.0 143.1
10 134.8 135.6 136.5 140.2 144.2
11 131.8 134.8 137.8 141.8 134.8
12 134.8 135.8 138.5 143.8 146.6
[표 1]은 본 실시 예의 제1 접속부재(130a)와 같이 다수의 결합 날개(135a)가 구비된 경우(표 1의 Sample No7 내지 12 참조)와 결합 날개(135a)가 구비되지 않은 경우(표 1의 Sample No 1 내지 6 참조)의 낙하실험에 따른 IR 값을 측정한 결과이다. [표 1]에서 보는 바와 같이 낙하실험 전(Before drop의 IR 데이터들 참조)의 모든 샘플(sample)의 IR 데이터는 131.5 내지 135.0으로 거의 편차가 없는 상태이다. 그러나 50회, 100회, 150회 및 200회로 점점 많은 횟수로 낙하실험을 진행하게 되면, 제1접속부(130a)에 다수의 결합 날개(135a)를 구비하지 않은 경우는 IR 값이 대체적으로 증가할 뿐만 아니라 각 샘플간의 IR 값의 차이가 크게됨을 알 수 있다. 그러나 제1접속부(130a)에 다수의 결합 날개(135a)를 구비한 경우에는 낙하실험 횟수가 증가하여도 IR 값은 거의 증가하지 않았고, 각 샘플간의 IR 값의 차이도 작은 것을 알 수 있다.
연결부(133a)는 벽의 형태이다. 연결부(133a)의 상단은 회로기판 접속부(131a)의 일단과 연결되고, 연결부(133a)의 하단은 베어셀 접속부(132a)의 일단과 연결된다. 연결부(133a)는 서로 이격된 회로기판 접속부(131a)와 베어셀 접속부(132a)를 연결한다.
제2 접속부재(130b)의 구성은 제1 접속부재(130a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2 접속부재(130b)는 회로기판(121)의 길이방향 일측 끝단에 위치한 제1 접속부재(130a)와 반대편인 타측 끝단에 위치한다. 제2 접속부재(130b)의 베어셀 접속부(132b)는 캡 플레이트(116)의 제2 결합부(116b)에 제2 결합나사(140b)에 의해 결합된다.
제1 결합나사(140a)는 나사산이 형성된 몸체(141a)와, 몸체(141a)의 일단부에 형성된 머리(142a)를 구비한다. 제1 결합나사(140a)는 제1 접속부재(130a)를 캡 플레이트(116)에 결합시킨다. 몸체(141a)는 캡 플레이트(116)의 제1 나사 홈(116a1)에 삽입되어 결합된다. 몸체(141a)에 형성된 나사산은 제1 접속부재(130a)의 결합구멍(134a)에 형성된 다수의 결합 날개(135a)를 물고 제1 나사 홈(116a1) 쪽으로 들어가게 된다. 따라서, 제1 접속부재(130a)의 베어셀 접속부(132a)와 캡 플레이트(116)의 결합력이 강화된다. 머리(142a)는 회로기판(121)에 형성된 제1 나사 구멍(120a)에 위치하며, 베어셀(110)의 반대쪽으로 길게 연장되어 회로기판(121)으로부터 돌출된다.
제2 결합나사(140b)는 몸체(141b)와 머리(142b)를 포함하는 제1 결합나사(140a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2 결합나사(140b)는 제2 접속부재(130b)를 캡 플레이트(116)에 결합시킨다.
제1 탄성부재(147a)는 압축코일스프링으로서, 제1 결합 나사(140a)에 끼워진 상태로 회로기판(121)과 제1 접속부재(130a)의 베어셀 접속부(132a)의 사이에 위치한다. 제1 탄성부재(147a)의 양단부는 각각 회로기판(121)의 제1 면(121a)과 제1 접속부재(130a)의 베어셀 접속부(132a)에 각각 접한다. 제1 탄성부재(147a)는 제1 접속부재(130a)의 베어셀 접속부(132a)를 베어셀(110)의 캡 플레이트(116) 쪽으로 가압하여 제1 접속부재(130a)와 캡 플레이트(116) 사이의 전기적 연결 상태를 안정적으로 유지시킨다.
제2 탄성부재(147b)는 압축코일스프링으로서, 제2 결합나사(140b)에 끼워진 상태로 회로기판(121)과 제2 접속부재(130b)의 베어셀 접속부(132b)의 사이에 위치한다. 제2 탄성부재(147b)의 양단부는 각각 회로기판(121)의 제1 면(121a)과 제2 접속부재(130b)의 베어셀 접속부(132b)에 각각 접한다. 제2 탄성부재(147b)는 제2 접속부재(130b)의 베어셀 접속부(132b)를 베어셀(110)의 캡 플레이트(116) 쪽으로 가압하여 제2 접속부재(130b)와 캡 플레이트(116) 사이의 전기적 연결 상태를 안정적으로 유지시킨다.
상부 케이스(150)는 회로기판(121)과 대향하는 덮개판(151)과, 덮개판(151)으로부터 연장되어 캔(112)의 측벽(114)과 이어진 측벽(152)을 구비한다. 상부 케이스(150)은 그 내부에 보호회로모듈(120)을 수용하면서 베어셀(110)의 상부에 위치한다. 상부 케이스(150)는 보호회로모듈(120)을 보호한다. 상부 케이스(150)에는 외부 단자(123)가 노출되는 관통홀(150a)이 마련된다.
상부 케이스(150)의 덮개판(151)의 내면에는 제1 결합나사(140a)의 머리(142a)와 제2 결합나사(140b)의 머리(142b)가 각각 삽입되는 제1 삽입 홈(151a)과 제2 삽입 홈(151b)가 마련된다. 제1 결합나사(140a)의 머리(142a)의 끝단(142a)과 제1 삽입 홈(151a)의 끝단(151a1) 사이에는 제1 접착제(149a)가 형성된다. 제2 결합나사(140b)의 머리(142b)와 제2 삽입 홈(151b) 사이에도 제2 접착제(149b)가 형성된다. 제1 접착제(149a)와 제2 접착제(149b)에 의해 상부 케이스(150)는 제1 결합나사(140a) 및 제2 결합나사(140b)에 강하게 결합된다. 상부 케이스(150)가 제1 결합나사(140a) 및 제2 결합나사(140b)와 강하게 결합되므로, 상부 케이스(150)가 외부 충격에 의해 비틀어지는 등 변형되는 것을 방지할 수 있다.
하부 케이스(160)는 베이스판(161)과, 베이스판(161)의 가장자리로부터 연장된 측벽부(162)를 구비한다. 하부 케이스(160)는 베어셀(110)의 하부를 감싸며 보호한다. 베이스판(161)은 캔(112)의 바닥판(113)에 양면 테이프(171)에 의해 부착된다. 측벽부(162)는 캔(112)의 하부를 감싸며 캔(112)의 측벽(114) 하부를 보호한다. 측벽부(162)에는 위로 더 연장된 연장부(163)가 마련된다.
라벨(170)은 캔(112)의 측벽을 감싸도록 베어셀(110)의 외면에 부착된다. 라벨(170)은 상부 케이스(150)의 측벽(152)과, 하부 케이스(160)의 연장부(163)를 함께 감싸도록 형성된다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지에 대한 도면이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 단면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 제1 접속부재의 사시도이다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용된다. 또한, 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 중복된 설명을 피하기 위하여 생략된다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 제1 실시예에 기재된 제1, 제2 접속부재와는 다른 구성의 제1, 제2 접속부재를 구비하며, 제1 실시예에 기재된 제1, 제2 탄성부재를 구비하지 않는다는 점을 제외하면 제1 실시예에 기재된 이차전지의 구성과 동일하다. 따라서, 제2 실시예에 대해서는 제2 실시예에 구비되는 제1, 제2 접속부재에 대해서만 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 접속부재(230a)는 회로기판 접속부(131a)와, 베어셀 접속부(132a)와, 연결부(133a)와, 다수의 지지 리브(236a)를 구비한다. 회로기판 접속부(131a)와 베어셀 접속부(132a)와 연결부(133a)는 제1 실시예에서의 구성과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다수의 지지 리브(236a)는 베어셀 접속부(132a)로부터 회로기판(121) 쪽으로 연장되어 형성된다. 각 지지 리브(236a)의 끝단에는 접촉부(237a)가 형성된다. 지지 리브(236a)에 의해 제1 접속부재(230a)의 베어셀 접속부(132a)는 캡 플레이트(116)과의 접속 상태를 양호하게 유지하게 된다.
제2 접속부재(230b)의 구성 및 작용은 제1 접속부재(230a)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이차전지를 I-I선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 제1 결합나사 주변을 확대하여 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 접속부재의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제1 접속부재의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이차전지 110 : 베어셀
120 : 보호회로모듈 121 : 회로기판
120a : 제1 나사 구멍 120b : 제2 나사 구멍
130a : 제1 접속부재 130b : 제2 접속부재
140a : 제1 결합나사 140b : 제2 결합나사
149a : 제1 접착제 149b : 제2 접착제
150 : 상부 케이스 151a : 제1 삽입 홈
151b : 제2 삽입 홈

Claims (16)

  1. 베어셀;
    회로기판을 구비하며 상기 베어셀의 충방전을 제어하는 보호회로모듈;
    상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 접속부재; 및
    상기 접속부재를 상기 베어셀에 결합시키는 결합나사를 포함하며,
    상기 회로기판에는 상기 결합나사가 삽입되는 나사 구멍이 형성되고,
    상기 회로기판이 내부에 수용되도록 베어셀의 상부에 형성되며, 상기 결합나사와 대응되는 위치에 삽입 홈이 형성된 상부 케이스가 포함되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 베어셀과 접촉하는 베어셀 접속부를 구비하며,
    상기 회로기판과 상기 베어셀 접속부 사이에 위치하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 압축코일스프링인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압축코일스프링은 상기 결합나사에 끼워지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 압축코일스프링의 양단은 각각 상기 접속부재의 베어셀 접속부와 상기 회로기판에 접하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 회로기판과 접촉하는 회로기판 접속부를 더 구비하며,
    상기 탄성부재는 상기 회로기판의 길이방향을 따라 상기 회로기판 접속부보다 더 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 베어셀과 접촉하는 베어셀 접속부와, 상기 베어셀 접속부로부터 상기 회로기판 쪽으로 연장되어 끝단이 회로기판과 접하는 지지리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지리브는 다수 개 인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결합나사는 상기 회로기판으로부터 상기 베어셀의 반대쪽으로 연장되어 돌출되는 머리와, 상기 머리에서 연장되어 나사산이 형성된 몸체로 형성되며,
    상기 상부 케이스는 상기 회로기판을 덮으며 상기 결합나사 머리의 적어도 일부가 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합나사는 2개이며, 상기 삽입 홈은 상기 각 결합나사의 머리에 대응되도록 2개가 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 결합나사의 머리는 삽입 홈과 결합되도록 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재에는 상기 결합나사의 나사산이 형성된 몸체가 통과하는 결합 구멍이 형성되며,
    상기 결합구멍의 내주에는 상기 결합나사의 나사산에 물리도록 형성된 다수의 결합 날개가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 결합 날개들은 상기 결합나사의 나사산의 피치보다는 얇은 두께로 형성 된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베어셀은 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하며 개구부가 형성된 캔과, 상기 캔의 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트를 구비하며,
    상기 캡 플레이트에는 상기 결합 나사가 결합되는 나사 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 캡 플레이트에서 상기 나사 홈이 형성된 부분은 다른 부분보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 회로기판과 접촉하는 회로기판 접속부를 구비하며,
    상기 나사 구멍은 상기 회로기판의 길이방향을 따라 상기 회로기판 접속부보다 더 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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