KR101113554B1

KR101113554B1 - 이차 전지

Info

Publication number: KR101113554B1
Application number: KR1020100073444A
Authority: KR
Inventors: 이상주; 윤희상; 백운성
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20120011558A; US8642192B2; US20120028081A1

Abstract

전극 조립체를 포함하는 베어셀과, 상기 베어셀에 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈과, 상기 보호 회로 모듈의 일측에서 결합되는 제1 케이스와 상기 제1 케이스와 대향하는 타측에서 결합되는 제2 케이스로 이루어진 상부 케이스 및 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나에 형성되어 상기 보호 회로 모듈을 지지하는 하나 이상의 지지 리브;를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.

Description

이차 전지 {SECONDARY BATTERY}

본 발명은 상부 케이스를 개선한 이차 전지에 관한 것으로, 특히 상부 케이스를 좌우의 제1 케이스 및 제2 케이스로 구분하여 체결 결합하는 이차 전지에 관한 것이다.

최근 휴대폰, 노트북 등 휴대용 전자 기기의 사용이 증가하고 있으며, 이들 전자 기기에는 휴대가 간편하도록 전지가 내장되어 있다. 사용되는 전지로는 경제성을 고려하여 재사용이 가능한 이차 전지가 널리 사용된다. 대표적인 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 및 리튬 이온 이차 전지 등을 들 수 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지에 비하여 작동 전압이 약 3배 이상 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 폭넓게 사용된다.

리튬 이온 이차 전지는 과충전이나 과방전에 의하여 전지의 열화나 발열을 일으키는 경우가 있으므로, 전압의 최소 및 최대값 또는 온도 등이 제어되어야 한다. 이를 위하여, 상기 리튬 이온 이차 전지에는 이차 보호 소자를 포함하는 보호 회로 모듈 (Protection Circuit Module)이 구비되어 있다. 일반적으로 사용되는 이차 보호 소자로는, 예컨대 FET (Field Effect Transistor), PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자 및 제어 IC 등을 들 수 있다. 이들 이차 보호 소자는 외부 충격이나 열에 취약하여 쉽게 손상되므로 제조 및 취급시 주의를 요한다. 오늘날 휴대용 전자 기기들은 경량화 및 소형화되는 추세이기 때문에, 이들 전자 기기의 외장재만으로는 이차 전지를 외부 충격으로부터 충분히 보호하기 어렵다. 따라서, 이차 전지 자체적으로 보호 회로 모듈의 손상을 방지할 수 있고, 동시에 생산비가 적게 드는 보호 회로 모듈 케이스를 포함하는 이차 전지의 개발이 요구된다.

본 발명은 외부 충격으로부터 보호 회로 모듈이 손상되는 것을 방지하고 동시에 생산비가 적게 드는 보호 회로 모듈 케이스를 제공하여 이차 전지의 안전성 및 생산성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이차 전지의 상부 케이스에서 몰딩 공정을 이용하지 않고 좌우로 나누어진 상부 케이스 상호간의 결합만으로 안전하고 견고한 이차전지를 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극 조립체를 포함하는 베어셀과, 상기 베어셀에 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈과, 상기 보호 회로 모듈의 일측에서 결합되는 제1 케이스와 상기 제1 케이스와 대향하는 타측에서 결합되는 제2 케이스로 이루어진 상부 케이스 및 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나에 형성되어 상기 보호 회로 모듈을 지지하는 하나 이상의 지지 리브를 포함하는 이차 전지를 제공한다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 케이스와 제2 케이스는 상부 케이스의 장측부 종단면을 기준으로 분할되어 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 지지 리브는 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 하면에서 연장 형성되어 있다. 또한, 상기 지지 리브는 단자부가 위치하는 영역의 하부에 위치한다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 상면에는 상기 보호 회로 모듈의 단자부가 노출되는 개구부를 포함한다. 상기 개구부는 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 상면에서 장측면에 걸쳐서 연장 형성되어 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 보호 회로 모듈은 양 측면에 고정홀을 포함하고, 상기 고정홀과 대응되는 위치에는 홀이 형성된 고정 부재가 상기 보호 회로 모듈의 하면에 연결되어 있다. 상기 고정 부재는 홀이 형성되어 있는 부분과 홀이 형성되어 있지 않은 부분을 포함하고, 상기 홀이 형성되어 있는 부분은 보호 회로 모듈의 고정홀과 이격되어 홀이 형성되지 않은 부분 사이에 단차지게 형성된다. 상기 보호 회로 모듈의 고정홀과 고정 부재에 형성되어 있는 홀을 관통한 결합 부재가 상기 베어셀의 양측부에 형성된 고정부에 상기 보호 회로 모듈을 체결한다. 바람직하기로는, 상기 결합 부재는 나사를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 케이스와 제2 케이스는 적어도 하나 이상의 체결부를 포함한다. 상기 체결부는 제1 케이스의 상부 내측면을 따라 하나 이상의 홈을 구비한 제1 연장부와, 제2 케이스의 상부 내측면에 상기 제1 연장부의 홈에 대응하는 위치에 형성된 하나 이상의 제1 돌기를 포함한다. 또한, 상기 체결부는 제1 케이스의 양측부 내측면에 형성된 하나 이상의 제2 돌기와, 제2 케이스의 양측부 내측면에 상기 제2 돌기와 대응하는 위치에 형성된 하나 이상의 홈을 구비한 제2 연장부를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 이차 전지는 상기 제1 및 2 케이스의 적어도 어느 하나의 하면 단부에서 연장 형성된 하나 이상의 후크를 포함한다. 상기 후크는 상기 지지 리브의 양측에 각각 형성된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 케이스는 접착제에 의하여 체결 고정된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 또는 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 장측부 내측면에는 보호 회로 모듈을 상부에서 지지하기 위한 상부 리브를 더 포함한다. 상기 상부 리브는 보호 회로 모듈에 수직으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 보호 회로 모듈은 이차 보호 소자를 더 포함한다. 바람직하기로는, 상기 이차 보호 소자는 PTC이다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나는 상면 양측에 체결공을 더 포함한다. 상기 체결공을 통하여 결합 부재가 관통되어 보호 회로 모듈의 고정홀을 통하여 베어셀의 고정부와 체결 고정된다.

본 발명에 따른 이차 전지에 있어서, 보호 회로 모듈을 덮는 상부 케이스는 제1 및 제2 케이스로 나누어져 있다. 상기 상부 케이스는 체결부나 접착제 등에 의하여 결합되므로, 고온 고압 조건을 필요로 하는 몰딩 공정을 거치지 않고 이차 전지를 제조할 수 있다. 따라서, 몰딩 공정에 의하여 발생할 수 있는 이차 보호 소자의 불량 또는 이차 전지의 열화 등을 방지할 수 있다. 또한, 몰딩 공정 후에 이차 보호 소자의 불량 검수 등의 단계를 생략할 수 있으므로, 제조 시간을 단축하고 제조 비용을 감축할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이차 전지에 있어서, 보호 회로 모듈을 보호하는 상부 케이스는 일체형이 아니고, 보호 회로 모듈에 각각의 케이스가 조립되는 형식이다. 따라서, 단자부의 위치를 정확하게 맞출 수 있고 보호 회로 모듈의 변형이 없어, 사용시 접촉 불량 등이 생기지 않는다.

도 1은 베어셀의 상부를 도시한 도면이고,
도 2a는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈의 상면을 도시한 도면이며,
도 2b는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈의 저면을 도시한 도면이고,
도 3a는 본 발명에 따른 제1 케이스의 내부를 도시한 도면이며,
도 3b는 본 발명에 따른 제2 케이스의 내부를 도시한 도면이고,
도 4a는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈과 제1 케이스와의 조립된 형상 및 제2 케이스의 상측면의 사시도이며,
도 4b는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈과 제1 케이스와의 조립된 형상 및 제2 케이스의 측면의 사시도이고,
도 4c는 제1 체결부의 상호 체결 상태를 확대하여 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈이 베어셀에 결합된 형상의 측면을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 보호 회로 모듈 및 제1 케이스가 베어셀에 결합된 형상의 사시도이며,
도 7은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 체결공이 구비된 각 케이스가 결합된 형상을 도시한 도면이다.

본 발명을 상세히 설명함에 앞서, 몇 가지 전제 조건을 설명하자면, 첫째, 본 발명은 이 명세서에 기재된 실시예와는 다른 형태로 구현될 수 있기에 본 발명의 기술 사상에 적합한 다른 형태의 실시예도 본 발명의 권리 범위 내에 속한다.

둘째, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

셋째, 도시된 도면에 있어서 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호로 나타낸다. 그러나, 도시된 도면 중에 같은 구성 요소에 대하여 다른 부호가 존재하고, 상세한 설명에서 도면과 부호를 직접적으로 지적하여 설명하는 부분이 있다면, 그 설명에 따른 기술적인 내용이 본 발명의 사상이 된다.

넷째, 도면에서 각 두께나 크기는 설명의 편의와 명확성을 위하여 확대 또는 축소될 수 있으며 실제의 두께나 크기와 다를 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 본 발명은 전극 조립체를 포함하는 베어셀과, 상기 베어셀에 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈과, 상기 보호 회로 모듈의 일측에서 결합되는 제1 케이스와 상기 제1 케이스와 대향하는 타측에서 결합되는 제2 케이스로 이루어진 상부 케이스 및 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나에 형성되어 상기 보호 회로 모듈을 지지하는 하나 이상의 지지 리브를 포함하는 이차 전지를 제공한다.

도 1은 베어셀의 상부를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 베어셀 (10)의 상단부에는 고정부 (11), 벤트 (12), 주입구 (13) 및 전극 (14)이 형성된다.

베어셀 (10)은 그 내부에 음극, 양극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체 (도시하지 않음)를 삽입하고, 상기 주입구 (13)를 통하여 전해액을 주입하여 제작된다. 상기 전극 조립체는 탭을 통하여 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 베어셀 (10) 상단부 양측부에는 홈의 형태를 가진 고정부 (11)가 구비된다. 상기 고정부 (11)은 베어셀 (10)에 보호 회로 모듈의 위치를 확정하여 체결 고정시키기 위한 것으로, 체결되는 부재의 형태에 따라 원뿔형, 원통형 또는 직육면체형 등 형상으로 구비된다.

또한, 상기 베어셀 (10)의 상단부 어느 일측면에는 벤트 (12)가 형성될 수 있다. 베어셀 (10)의 내부의 압력이 높아지는 경우, 상기 벤트 (12)가 열려서 베어셀이 파손되는 것을 막는다.

상기 도 1에 도시되어 있는 벤트 (12), 주입구 (13) 및 전극 (14)의 위치 및 형태 등은 이차 전지의 설계에 따라 다양할 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈의 상면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈의 저면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 보호 회로 모듈 (20)은 보호 회로 기판 (21), 이차 보호 소자 (22), 고정홀 (23), 고정 부재 (24) 및 외부와 이차 전지를 전기적으로 연결하는 단자부 (26)로 이루어져 있다.

보호 회로 기판 (21)에는 이차 전지를 구성하는 회로 (도시하지 않음), 이차 보호 소자 (22) 등이 구비되어 있다. 상기 이차 보호 소자 (22)는 보호 회로 기판 (20)의 하면에 위치하여 베어셀 (10)에 근접한다 (도 5 참조). 상기 이차 보호 소자 (22)는 이차 전지로 흐르는 전류 및 전압 등을 제어하여 이차 전지가 열화 또는 폭발하는 것을 예방하기 위한 것으로, 바람직하기로는 PTC (Positive Temperature Coefficient)일 수 있다.

보호 회로 기판 (21)의 양측부에는 고정홀 (23)이 형성되어 있다. 또한, 상기 보호 회로 기판 (21)의 하면에 상기 고정홀 (23)과 대응되는 위치에는 고정 부재 (24)가 구비될 수 있다.상기 고정 부재 (24)는 홀이 형성되어 있는 부분과 형성되어 있지 않은 부분으로 구분되며, 이들 부분은 단차지게 형성될 수 있다. 상기 고정 부재 (24)에 있어서, 홀이 형성되어 있지 않은 부분은 상기 보호 회로 기판 (21)의 하면에 부착되고, 홀이 형성되어 있는 부분은 상기 고정홀 (23)의 하부에서 이격되어 위치한다. 따라서, 홀이 형성되어 있는 부분은 상기 보호 회로 기판과 간격을 두어, 상기 고정홀 (23)과 체결을 위한 통로를 형성한다. 상기 고정홀 (23)과 고정 부재 (24)는 베어셀 (10)의 고정부 (11)와 함께 연결되어, 별도의 결합 부재 (25)에 의하여 보호 회로 모듈 (20)을 베어셀 (10)에 고정시킨다 (도 4a 참조). 이 경우, 각각의 홀들은 결합 부재의 규격 및 형상이나, 이차 전지의 설계 등에 따라 적절하게 변형될 수 있다. 바람직하기로는, 결합 부재는 나사를 포함한다.

도 3a는 본 발명에 따른 제1 케이스의 내부를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명에 따른 제2 케이스의 내부를 도시한 도면이다.

도 3a, 3b에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지의 상부 케이스는 장측부 종단면을 기준으로 좌측의 제1 케이스 (30)와 우측의 제2 케이스 (40)로 분할된 형태이다.

도 3a, 3b를 참조하면, 상기 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)는 상면 일측에 보호 회로 모듈 (20)의 단자부 (26)가 노출될 수 있는 개구부를 구비한다. 상기 개구부는 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)의 어느 일측에 형성될 수 있으며, 바람직하기로는 양측에 각각 형성된다. 상기 개구부는 상면 일측에서 후술하는 장측면에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 이는 보호 회로 모듈의 단자부의 형태와 크기에 따라 변형이 가능하다.

또한, 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)는 각각 상면에서 하방으로 장측면과 단측면이 연장되어 형성된다.

한편, 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 하면은 후술하는 체결부나 리브가 형성된 부분을 제외하고는 개방된 형태를 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)는, 먼저 보호 회로 모듈을 베어셀에 체결 고정한 후에, 상기 보호 회로 모듈을 감싸면서 좌우측에서 결합되어 고정된다. 이를 위하여, 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 상면, 하면 및 측면에는 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)를 상호 결합시키기 위한 체결부가 각각 형성되어 있다. 이와 같은 체결부를 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 상면, 하면 및 측면에 각각 형성하는 것은 상부 케이스를 보다 견고하게 결합시키기 위한 것이나, 이와 같은 체결부의 형성 위치는 상부 케이스의 크기와 형태, 또는 추가 결합 수단으로서의 접착제의 종류에 따라 그 형성 위치와 체결부의 숫자를 다양하게 변형시킬 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)에는 보호 회로 모듈 (20)을 지지하는 하나 이상의 지지 리브 (32, 42)가 하측면에서 연장되어 형성될 수 있다. 상기 지지 리브는 제1 케이스 (30)와 제2 케이스 (40)의 어느 일측에만 형성되는 것도 가능하나, 본 실시예에서는 양측에서 각각 형성된 것을 도시하였다.

또한, 상기 제1 케이스 (30) 또는 제2 케이스 (40)의 어느 일측 또는 양측의 장측 내측면에는, 보호 회로 모듈을 내측 상부에서 지지함과 동시에 상기 케이스를 보다 견고하게 하기 위하여 보강 리브 (34)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 보강 리브 (34)가 제1 케이스 (30)의 내측 장측면에서 형성된 것을 도시하였다.

이하에서, 본 발명의 상부 케이스인 제1 케이스 (30)와 제2 케이스 (40) 및 상기 케이스 (30, 40)들에 형성된 체결부, 지지 리브, 보강 리브를 구분하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 보호 회로 모듈 (20)을 덮고 있는 케이스는 상술한 바와 같이 그 종단면을 기준으로 좌우측으로 각각 제1 및 제2 케이스 (30, 40)로 나누어져 있다.

상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)는 상면, 하면 및 측면에 각각 형성된 체결부에 의하여 결합될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)는 추가로 접착제 등을 이용하여 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다.

먼저, 본 발명의 제1 및 제2 케이스의 체결부는 상면에 형성되는 제1 체결부와 하면에 형성되는 제2 체결부 및 측면에 형성되는 제3 체결부로 구분하기로 한다.

제1 체결부는 최소한 하나 이상의 홈이 형성된 제1 연장부 (35)와 최소한 하나 이상의 제1 돌기 (45)로 이루어진다. 상기 홈이 형성된 제1 연장부 (35)는 제1 케이스 (30) 상부 내측면을 따라 부착되고, 상기 하나 이상의 제1 돌기 (45)는 상기 제1 연장부 (35)의 하나 이상의 홈에 대응되는 위치의 상기 제2 케이스 (40) 상부 내측면에 각각 형성되어 있다. 상기 제1 연장부 (35)는 하나 이상의 홈이 노출되도록 상기 제1 케이스 (30)의 상면과 단차지게 형성될 수 있다. 제1 연장부 (35)와 제1 케이스 (30)는 상호 일체로 형성되는 것도 가능하다. 도 4c에는 상기 제1 체결부인 홈이 형성된 제1 연장부 (35)와 제1 돌기 (45)의 상호 체결 상태가 확대되어 도시되어 있다.

한편, 도 3a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 케이스 (30)의 장측 내측면에는 보호 회로 모듈을 내측 상부에서 지지함과 동시에 케이스를 보다 견고하게 하기 위한 상부 리브 (34)가 추가로 형성될 수 있다. 상기 상부 리브 (34)는 제1 체결부의 홈이 형성된 제1 연장부 (35)와 일체로 형성하여 하측에 위치하는 보호 회로 모듈을 고정하여 케이스 내부에서 유동이 발생하지 않도록 견고하게 지지할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제2 체결부는 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 하면 단부에서 내측으로 각각 연장되어 형성된 제1 후크 (31, 41)와 제2 후크 (33, 43)을 포함한다. 상기 제1 후크 (31, 41)와 제2 후크 (33, 43)는 각각 제1 및 제2 케이스 (30, 40) 하면 단부의 양측면에 구비될 수 있다. 도면을 참조하면, 상기 제1 후크 (31, 41)는 보호 회로 모듈 (20)의 단자부 (26)가 형성된 위치의 하부에 형성되어 있고, 제2 후크 (33, 43)는 상기 단자부 (26)의 반대측인 이차 보호 소자 (22)와 고정 부재 (24)의 홀이 형성되어 있는 부분 사이에 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)에 존재하는 상기 제1 및 제2 후크 (31, 41, 33, 34)는 서로 대응하는 위치에 형성되어 제1 및 제2 케이스 (30, 40)를 상호 체결 결합시킬 뿐만 아니라, 보호 회로 기판 (21) 및 고정 부재 (24)의 위치를 확정하여 고정시킬 수 있다.

그러나, 상기 제2 체결부로서의 제1 후크 (31, 41)와 제2 후크 (33, 43)는 어느 하나만 체결부로 형성하고, 다른 하나는 보호 회로 기판 (21)을 지지하거나 또는 제1 및 제2 케이스 (30, 40)를 보강하는 보강 리브 형태로 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 제2 후크 (33, 43)는 보호 회로 모듈 (20)의 단자부 (26)의 반대측에 형성하고, 제1 후크 (31, 41)는 보강 리브 형태로 타측에 형성될 수 있다. 제1 후크 (31, 41)가 보강 리브 형태로 형성된 경우에는, 보호 회로 기판 (21)의 바닥면에 부착되어 있는 고정 부재 (24)와 접촉하여, 보호 회로 모듈 (20)과 고정 부재 (24)의 위치를 고정할 수 있다. 또한, 이와 같이 보강 리브의 역할을 하는 제1 후크 (31, 41)는 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 어느 한쪽에만 존재하거나, 또는 양쪽 모두에 존재할 수 있다. 상기 보강 리브의 역할을 제1 후크 (31, 41)가 양쪽 케이스 모두 존재하는 경우에는, 이들 제1 후크 (31, 41)은 서로 어긋나도록 위치할 수 있으며, 제1 후크 (31, 41)가 서로 대응하도록 위치할 수도 있다.

본 발명의 제3 체결부는 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 양측면에 각각 형성될 수 있다. 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이, 제3 체결부는 제1 케이스 (30)의 측부 내측면에 각각 형성된 제2 돌기 (36)와 제2 케이스 (40)의 대응되는 위치에 형성된 제2 연장부 (46)를 포함한다. 상기 제2 연장부 (46)에는 홈이 형성되어 있고, 상기 홈이 노출되도록 상기 제2 케이스 (30)의 측면과 단차지게 형성된다. 상기 제2 연장부 (46)는 제2 케이스 (40)과 일체로 형성되거나, 또는 별도의 부재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 보호 회로 모듈을 하부에서 지지하고 하부 위치를 고정하기 위한 지지 리브 (32, 42)가 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)의 하면 단부에서 내측으로 연장되어 형성된다. 즉, 상기 지지 리브 (32, 42)는 단자부 (26)의 아래쪽에서 보호 회로 기판 (21)과 단자부 (26)를 지지한다.

상술한 상부 리브 (34)는 보호 회로 기판 (21)을 상면에서 접촉하면 지지하고, 상기 지지 리브 (32, 42)는 보호 회로 기판 (21)을 하면에서 접촉하며 지지하므로 상기 보호 회로 기판 (21)을 포함하는 보호 회로 모듈 (20)은 상기 케이스 안에서 유동 없이 더욱 견고하게 고정될 수 있다. 바람직하기로는, 상기 상부 리브 (34)는 제1 케이스 (30)에서 보호 회로 모듈 (20)에 대하여 수직이다. 또한, 상부 리브 (34)를 이용하면 케이스의 강도를 더 높일 수 있다. 따라서, 케이스의 두께를 더 얇게 제작할 수 있으므로, 생산비를 절감하고 이차 전지를 더 경량화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상술한 지지 리브 (32, 42), 상부 리브 (34)는 제1 또는 제2 케이스의 어느 한쪽에 존재하거나, 또는 제1 및 제2 케이스 양쪽 모두에 존재할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이차 전지에 있어서, 상기 제1 및 제2 케이스가 보호 회로 모듈에 결합되는 경우에는, 지지 리브 (32, 42) 또는 상부 리브 (34)에 의하여 상기 보호 회로 모듈의 위치가 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서의 제1 후크 (31, 41)도 역시 상기 보호 회로 모듈을 지지하는 리브의 역할을 하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에서 보호 회로 모듈의 위치가 더욱 견고하게 고정되며 케이스 내에서 유동이 발생하지 않는다.

도 4a는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈과 제1 케이스와의 조립된 형상 및 제2 케이스의 상측면의 개략적인 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 보호 회로 모듈과 제1 케이스와의 조립된 형상 및 제2 케이스의 측면의 개략적인 사시도이다.

도 4a, 4b를 참조하여 본 발명에서 보호 회로 모듈이 조립된 후 본 발명의 제1 및 제2 케이스에 구비된 체결부에 의하여 결합된 상태를 살펴보기로 한다.

먼저, 제1 케이스의 상부 내측면에는 하나 이상의 홈이 형성된 제1 연장부 (35)가 단차를 달리하여 구비되고, 제2 케이스 상부 내측면에는 제1 연장부 (35)에 형성된 홈에 대응하는 위치에 하나 이상의 제1 돌기 (45)가 형성되어 있다. 제1 돌기 (45)은 그에 대응하는 홈이 형성된 제1 연장부 (35)에 삽입되어 제1 및 제2 케이스를 결합시킨다.

또한, 각 케이스의 내측면에 형성된 제2 연장부 (46) 및 제2 돌기 (36, 도 3a 참조)도 상기 제1 연장부 (35)와 제1 돌기 (45)와 동일하게 결합된다. 이때, 홈과 돌기가 결합하는 부분에 접착제와 같은 접착 재료를 사용하여 상기 결합을 더 견고하게 할 수 있다.

본 발명에서 상술한 체결부가 제1 및 제2 케이스에 형성되어 있지 않을 경우에는 별도의 접착제나 양면 테이프 등의 접착 재료를 사용하여 각 케이스를 결합시킬 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 제1 및 제2 연장부와 제1 및 제2 돌기는 각각의 제1 및 제2 케이스를 결합시키기 위한 것으로, 이들 체결부가 서로 대응하여 케이스에 존재하면 되고, 그 위치나 형상이 고정된 것은 아니다.

도 5는 베어셀과 본 발명에 따른 보호 회로 모듈이 결합된 형상의 측면을 도시한 도면이고, 도 6은 베어셀과 본 발명에 따른 보호 회로 모듈 및 제1 케이스가 결합된 형상의 개략적인 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 보호 회로 모듈 (20)은 먼저 고정홀 (23)과 고정 부재 (24)를 통하여 베어셀 (10)의 고정부 (11, 도 1 참조)에 고정된다. 이때, 나사 등의 결합 부재 (25)를 이용하여 고정시킬 수 있다. 또한, 베어셀 (10)의 전극 (14)과 벤트 (12, 도 1 참조) 사이에는 이차 보호 소자 (22)가 위치하며, 단자부 (26)의 아래쪽엔 주입구 (13)가 위치한다. 이와 같이 보호 회로 모듈 (20)을 베어셀 (10)과 고정시킨 후에, 제1 케이스 (30)와 제2 케이스 (40)를 각각 보호 회로 모듈 (20)의 측면에서 삽입하여 양자를 체결 결합시킨다.

도 7은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 도면으로, 베어셀 (10), 보호 회로 모듈, 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)가 최종 조립된 형태를 도시하고 있다. 상기 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)가 그 종단면을 기준으로 양측에서 각각 조립되어 결합되고, 상기 케이스 (30, 40)의 개구부를 통하여 보호 회로 모듈의 단자부 (26)가 노출된다.

한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상부 케이스를 도시한 도면이다.

본 실시예에서는 보호 회로 모듈에 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)에 먼저 결합시킨 후, 이를 베어셀에 조립한다. 본 실시예에서는 상기 제1 케이스 (30) 및 제2 케이스 (40)의 양측 외표면에 별도의 체결공 (50)이 구비된다. 상기 체결공 (50)은 베어셀의 고정부 (11, 도 1 참조)가 형성된 위치와 대응되는 위치에 형성된다. 상기 체결공 (50)은 나사 등의 별도의 결합 부재 (25)에 의하여 상기 제1 및 제2 케이스 (30, 40)와 보호 회로 모듈을 베어셀의 고정부 (11, 도 1 참조)에 결합시키는 데 이용될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 및 제2 케이스 (30. 40)의 상면에 보호 회로 모듈의 단자부 (26)가 노출되는 개구부 이외에 별도의 결합 부재 (25)용 체결공 (50)이 더 구비된다는 점에서 상술한 실시예들과는 구분된다.

본 발명의 기술 사상은 양호한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예들는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하기 위함이 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 발명의 권리 범위는 이하의 특허 청구 범위에 의하여 정해지는 것으로, 본 명세서의 기재에 구속되지 않으며, 특허 청구 범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

10: 베어셀
11: 고정부
12: 벤트
13: 주입구
14: 전극
20: 보호 회로 모듈
21: 보호 회로 기판
22: 이차 보호 소자
23: 고정홀
24: 고정 부재
25: 결합 부재
26: 단자부
30: 제1 케이스
31, 41: 제1 후크
32, 42: 지지 리브
33, 43: 제2 후크
34: 상부 리브
35: 제1 연장부
36: 제2 돌기
40: 제1 케이스
45: 제1 돌기
46: 제2 연장부
50: 체결공

Claims

전극 조립체를 포함하는 베어셀;
상기 베어셀에 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈;
상기 보호 회로 모듈의 일측에서 결합되는 제1 케이스와 상기 제1 케이스와 대향하는 타측에서 결합되는 제2 케이스로 이루어진 상부 케이스; 및
상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나에 형성되어 상기 보호 회로 모듈을 지지하는 하나 이상의 지지 리브;를 포함하고, 상기 보호 회로 모듈은 양 측면에 고정홀을 포함하고, 상기 고정홀과 대응되는 위치에 고정 부재가 상기 보호 회로 모듈의 하면에 연결된 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스와 제2 케이스는 상기 상부 케이스의 장측부 종단면을 기준으로 분할된 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 지지 리브는 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 하면에서 연장 형성된 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 지지 리브는 상기 보호 회로 모듈의 단자부가 위치하는 영역의 하부에 위치하는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 상면에는 상기 보호 회로 모듈의 단자부가 노출되는 개구부를 포함하는 이차 전지.
제5항에 있어서,
상기 개구부는 상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 상면에서 장측면에 걸쳐서 연장 형성된 이차 전지.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정 부재는 홀이 형성되어 있는 부분과 홀이 형성되어 있지 않은 부분을 포함하고, 상기 홀이 형성되어 있는 부분은 상기 보호 회로 모듈의 고정홀과 이격되어 상기 홀이 형성되지 않은 부분 사이에 단차지게 형성된 이차 전지.
제8항에 있어서,
상기 보호 회로 모듈의 고정홀과 고정 부재에 형성되어 있는 홀을 관통한 결합 부재가 상기 베어셀의 양측부에 형성된 고정부에 상기 보호 회로 모듈을 체결하는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스와 제2 케이스는 적어도 하나 이상의 체결부를 포함하는 이차 전지.
제10항에 있어서,
상기 체결부는 상기 제1 케이스의 상부 내측면을 따라 하나 이상의 홈을 구비한 제1 연장부와, 상기 제2 케이스의 상부 내측면에 상기 제1 연장부의 홈에 대응하는 위치에 형성된 하나 이상의 제1 돌기를 포함하는 이차 전지.
제10항에 있어서,
상기 체결부는 상기 제1 케이스의 양측부 내측면에 형성된 하나 이상의 제2 돌기와, 상기 제2 케이스의 양측부 내측면에 상기 제2 돌기와 대응하는 위치에 형성된 하나 이상의 홈을 구비한 제2 연장부로 이루어진 체결부를 더 포함하는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 2 케이스의 적어도 어느 하나의 하면 단부에서 연장 형성된 하나 이상의 후크를 포함하는 이차 전지.
제13항에 있어서,
상기 후크는 상기 지지 리브의 양측에 각각 형성된 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스 또는 제2 케이스의 적어도 어느 하나의 장측부 내측면에는 상기 보호 회로 모듈을 상부에서 지지하기 위한 상부 리브를 더 포함하는 이차 전지.
제15항에 있어서,
상기 상부 리브는 보호 회로 모듈에 수직으로 형성되는 이차 전지.
제15항에 있어서,
상기 상부 리브는 상기 제1 연장부와 일체로 형성되는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 케이스의 적어도 어느 하나는 상면 양측에 체결공을 더 포함하는 이차 전지.
제18항에 있어서,
상기 체결공은 결합 부재가 관통되어 보호 회로 모듈의 고정홀을 통하여 상기 베어셀의 고정부와 체결되는 이차 전지.