KR101122790B1 - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 부품 실장 공간이 확보되도록 한 보호회로모듈을 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
본 발명의 이차전지는, 베어셀과; 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;을 구비하며, 상기 보호회로모듈은, PTC 소자 및 제어부품이 설치된 회로기판과, 상기 회로기판과 상기 베어셀 사이에 위치되며 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 단자연결부와 상기 회로기판에 전기적으로 연결되는 기판연결부를 구비한 전극단자탭을 포함하되, 상기 회로기판은, 상기 전극단자탭의 단자연결부를 노출하는 용접홀과, 상기 용접홀에 인접하여 배치되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 용접패드를 포함하며, 상기 용접패드는, 상기 회로기판의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 상부패드와, 상기 회로기판의 하부 피막이 제거되어 동박이 노출되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 하부패드와, 상기 상부패드 및 하부패드 사이에서 상기 회로기판을 관통하며 상기 상부패드 및 하부패드를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 비아홀을 포함함을 특징으로 한다.

Description

이차전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 특히 부품 실장 공간이 확보되도록 한 보호회로모듈을 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이러한 이차전지의 일례인 각형 이차전지는, 내부에 전극조립체를 수용하며 대략 각형으로 형성된 캔과 상기 캔의 개구부를 밀봉하는 캡 조립체를 포함한 베어셀과, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되어 이차전지의 충방전 및 동작을 제어하는 보호회로모듈(Protective Circuit Module, PCM)을 포함한다.
보호회로모듈은, 제어부품들 및 정특성 서미스터(Positive Temperature Coefficient, 이하 PTC라 함) 소자 등이 구비된 회로기판과, 베어셀과 회로기판 사이에서 이들을 전기적으로 연결하는 양극단자탭 및 음극단자탭과 같은 전극단자탭 들을 포함한다. 상기 음극단자탭의 경우 저항용접에 의해 베어셀의 음극단자와 전기적으로 연결되는데, 이를 위해 회로기판의 일 영역에는 용접홀이 형성된다.
이때, 저항용접을 위한 전류패스를 형성하기 위해 용접홀은 두 개의 용접봉이 삽입되기에 충분한 정도의 크기로 형성된다. 하지만, 이 경우 회로기판 상의 부품 실장 공간이 감소되며, 특히 슬림형 이차전지의 경우 부품 실장 공간이 충분히 확보되기 어려워 불량의 가능성이 증대될 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 부품 실장 공간이 확보되도록 한 보호회로모듈을 포함하는 이차전지를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베어셀과; 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;을 구비하며, 상기 보호회로모듈은, PTC 소자 및 제어부품이 설치된 회로기판과, 상기 회로기판과 상기 베어셀 사이에 위치되며 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 단자연결부와 상기 회로기판에 전기적으로 연결되는 기판연결부를 구비한 전극단자탭을 포함하되, 상기 회로기판은, 상기 전극단자탭의 단자연결부를 노출하는 용접홀과, 상기 용접홀에 인접하여 배치되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 용접패드를 포함하며, 상기 용접패드는, 상기 회로기판의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 상부패드와, 상기 회로기판의 하부 피막이 제거되어 동박이 노출되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 하부패드와, 상기 상부패드 및 하부패드 사이에서 상기 회로기판을 관통하며 상기 상부패드 및 하부패드를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 비아홀을 포함를 포함함을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베어셀과; 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;을 구비하며, 상기 보호회로모듈은, PTC 소자 및 제어부품이 설치된 회로기판과, 상기 회로기판과 상기 베어셀 사이에 위치되며, 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 단자연결부와 상기 회로기판에 전기적으로 연결되는 기판연결부를 구비한 전극단자탭을 포함하되, 상기 회로기판은, 상기 전극단자탭의 단자연결부를 노출하는 용접홀과, 상기 용접홀에 인접하여 배치되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 용접패드를 포함하며, 상기 용접패드는 상기 회로기판의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 형태로 구현되며, 상기 용접패드와 인접한 지점에서 상기 회로기판을 관통하는 하나 이상의 비아홀과, 상기 비아홀의 하부에 위치되어 상기 비아홀을 통해 상기 용접패드와 전기적으로 연결되는 도전블럭과, 상기 도전블럭과 상기 전극단자탭의 기판연결부 사이에서 이들을 전기적으로 연결하는 리드 플레이트를 더 포함함을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
삭제
또한, 상기 PTC 소자는 상기 회로기판의 일면에 칩의 형태로 실장될 수 있다.
또한, 상기 용접패드 상에 피복된 부식방지막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극단자탭은 음극단자탭으로 설정될 수 있다. 여기서, 상기 전극단자탭의 단자연결부는 상기 베어셀의 음극단자와 저항용접되어 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 보호회로모듈의 회로기판에 형성되는 용접홀의 크기를 하나의 용접봉이 삽입될 수 있는 정도로 축소하고, 상기 용접홀의 주변에 다른 용접봉이 접촉되어 전류패스를 형성할 수 있는 용접패드를 형성한다.
이에 따라, 회로기판 상의 데드 스페이스가 감소되어 부품 실장 공간이 확보된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 분해 사시도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 측면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지(10)는, 베어셀(20)과, 베어셀(20)에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(100)을 포함한다.
베어셀(20)은, 캔(21)과, 캔(21)에 수용되는 전극조립체(22)와, 캔(21)의 개구부(21a)를 밀봉하는 캡 조립체(30)를 포함한다.
캔(21)은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가지고 일단부에 개구부(21a)가 형성된 금속재질의 용기로서, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 따라서, 캔(21) 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다. 이와 같은 캔(21)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경금속 재질로 형성될 수 있다.
전극조립체(22)는 양극판(23) 및 음극판(25)과, 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(24)를 젤리롤(Jelly Roll) 형태로 권취하여 형성될 수 있다.
양극판(23)은 일례로, 알루미늄으로 이루어진 집전체에 양극활물질인 코발트산 리튬을 코팅하여 형성될 수 있고, 음극판(25)은 일례로, 구리 포일로 이루어진 집전체에 음극활물질인 탄소 등을 코팅시켜 형성될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(24)는 일례로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합 체(co-polymer)로 형성될 수 있다.
이와 같은 전극조립체(22)는 양극판(23)에 부착되어 인출된 양극탭(26)과, 음극판(25)에 부착되어 인출된 음극탭(27)을 구비하며, 양극탭(26) 및 음극탭(27)에는 단락방지를 위한 절연 테이프(28)가 감겨진다.
캡 조립체(30)는 캡 플레이트(31)와, 가스켓(32)과, 음극단자(33)와, 절연 플레이트(34)와, 단자 플레이트(35)와, 절연 케이스(36)와, 마개(37)를 포함한다.
캡 플레이트(31)는 대략 중앙에 단자통공(31a)이 형성되는데, 이와 같은 캡 플레이트(31)에 음극단자(33)를 조립할 시 음극단자(33)의 외주부에 가스켓(32)을 위치시켜 단자통공(31a)을 관통시킨다. 한편, 캡 플레이트(31)의 일측에는 전해액 주입공(31b)이 형성되며, 전해액 주입공(31b)은 전해액 주입이 완료된 이후에 마개(37)로 밀봉된다.
절연 플레이트(34)는 캡 플레이트(31)의 하면에 설치되고, 절연 플레이트(34)의 하면에는 단자 플레이트(35)가 설치된다. 따라서, 절연 플레이트(34)에 의해 캡 플레이트(31)와 단자 플레이트(35)가 절연된다.
그리고, 단자 플레이트(35)는 음극단자(33)의 하단부와 결합된다.
한편, 전극조립체(22)의 음극판(25)은 음극탭(27)과 단자 플레이트(35)를 통하여 음극단자(33)와 전기적으로 연결되고, 전극조립체(22)의 양극판(23)은 양극탭(26)을 통하여 캡 플레이트(31)와 전기적으로 연결된다. 이때, 캡 플레이트(31)가 양극단자의 역할을 수행하게 된다.
절연 케이스(36)는 전극조립체(22)의 상부에 위치되어, 전극조립체(22)와 캡 조립체(30)를 절연시킨다.
보호회로모듈(100)은, 상면 및 하면에 외부접속단자(115), 각종 제어부품(116) 및 PTC 소자(120) 등이 설치된 회로기판(110)과, 회로기판(110)과 베어셀(20) 사이에 위치된 전극단자탭(112, 113, 114)을 포함한다.
여기서, 전극단자탭(112, 113, 114)이 반드시 보호회로모듈(100)에 포함되는 구성요소는 아니나, 편의상 본 발명에서는 전극단자탭(112, 113, 114)이 보호회로모듈(100)에 포함되는 소자임을 가정하여 설명하기로 한다.
전극단자탭(112, 113, 114)은 양극단자탭(113, 114) 및 음극단자탭(112)을 포함하며, 각각의 전극단자탭(112, 113, 114)은 베어셀(20)에 전기적으로 연결되는 단자연결부(112a, 113a, 114a)와 회로기판(110)에 전기적으로 연결 및/또는 고정되는 기판연결부(112b, 113b, 114b)를 구비한다. 단자연결부(112a, 113a, 114a)와 기판연결부(112b, 113b, 114b)는 단차를 가지도록 일체로 성형되거나, 혹은 별도의 전극 플레이트를 연결한 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니나, 이하에서는 회로기판(110)의 대략 중앙에 연결된 전극단자탭(112)이 음극단자탭이고, 회로기판(110)의 양측에 연결된 전극단자탭(113, 114)이 양극단자탭이라 가정하여 설명하기로 한다. 다만, 경우에 따라서는 회로기판(110)의 양측에 연결된 전극단자탭(113, 114) 중 하나는 베어셀(20)과 보호회로모듈(100) 사이의 간격을 유지하는 더미 플레이트로 설정될 수도 있다.
음극단자탭(112)의 단자연결부(112a)는 베어셀(20)의 음극단자(33)와 용접 되어 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 회로기판(110)에는 음극단자탭(112)의 단자연결부(112a)의 적어도 일 영역을 노출하는 용접홀(111a)이 형성된다.
그리고, 양극단자탭(113, 114)의 단자연결부(113a, 114a)는 베어셀(20)의 캡 플레이트(31) 상면 좌,우측, 즉 양측에서 용접되어 전기적으로 연결된다. 따라서, 캡 플레이트(31)는 양극단자의 역할을 수행하게 된다.
이와 같은 이차전지(10)에서, 베어셀(20)의 음극단자(33)에서 발생되는 전류는 음극단자탭(112)을 통해서 회로기판(110)으로 전달된다. 이때, 음극단자탭(112)은 회로기판(110) 상에 형성된 패턴(미도시)을 통해 칩의 형태로 실장되는 PTC 소자(120)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 이차전지의 고온 상승이나 과도한 충방전 등이 발생할 시에는, PTC 소자(120)에 의해 전류의 흐름이 차단되면서 전지의 안정성이 확보된다.
단, 본 발명에서 음극단자탭(112)의 단자연결부(112a)를 노출하도록 회로기판(110)에 형성되는 용접홀(111a)의 크기는 하나의 용접봉이 삽입될 수 있는 정도로 축소된다. 그리고, 회로기판(110) 상의 용접홀(111a)에 인접한 주변에는 다른 하나의 용접봉이 접촉되며 음극단자탭(112)의 기판연결부(112b)와 전기적으로 연결되는 용접패드(111b)가 형성된다.
예컨대, 용접패드(111b)는 도 2에 도시된 바와 같이, 회로기판(110)의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 상부패드(111b1)와, 회로기판(110)의 하부 피막이 제거되어 동박이 노출되며 음극단자탭(112)의 기판연결부(112b)와 전기적으로 연결되는 하부패드(111b2)와, 상부패드(111b1)와 하부패드(111b2) 사이에서 회로기 판(110)을 관통하도록 형성된 하나 이상의 비아홀(111b3)을 포함할 수 있다.
이때, 회로기판(110) 내에는 도전성 패턴들이 형성되어 있으므로, 비아홀(111b3)의 형성에 의해 상부패드(111b1)와 하부패드(111b2)가 전기적으로 연결된다. 즉, 비아홀(111b3)은 상부패드(111b1)와 하부패드(111b2)를 전기적으로 연결하기 위하여 하나 이상으로 설계될 수 있는 것으로, 예컨대 대전류를 흘려주기 위해 다수의 비아홀(111b3)이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 보호회로모듈(100)의 회로기판(110)에 형성되는 용접홀(111a)의 크기를 하나의 용접봉이 삽입될 수 있는 정도로 축소하고, 상기 용접홀(111a)의 주변에 다른 용접봉이 접촉되어 전류패스를 형성할 수 있는 용접패드(111b)를 형성함에 의하여, 회로기판(110) 상의 데드 스페이스를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 부품 실장 공간이 확보되어 이차전지의 안정성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술 사상은 슬림화된 이차전지 등에 유용하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 용접방법을 설명하기 위한 요부 확대도이다. 특히, 도 3에서는 음극단자와 음극단자탭을 저항용접하는 방법을 설명하기로 하며, 도 1 내지 도 2에 대한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 두 개의 용접봉(200)을 이용하여 전류패스를 형성하면서 접촉저항에 의한 발열로 음극단자(33)를 음극단자탭(112)에 저항용접한다.
용접에는 다양한 종류가 존재하나, 음극단자탭(112)은 일반적으로 니켈 재질로 이루어지므로 니켈의 불용성으로 인하여 초음파 용접이 어렵고, 레이저 용접의 경우에는 레이저 빔이 보호회로모듈(100)에 전도되어 신뢰성을 저하시킬 수 있기 때문에 저항용접으로 음극단자(33)를 음극단자탭(112)에 연결하는 것이 바람직할 수 있다.
음극단자(33)의 저항용접방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 하나의 용접봉(200)이 용접홀(111a)을 통과하여 음극단자탭(112)의 단자연결부(112a)에 접촉되도록 하고, 다른 하나의 용접봉(200)이 용접패드(111b)의 상부패드(111b1)에 접촉된 상태에서, 전류를 흘려줌으로써 음극단자(33)와 음극단자탭(112)을 저항용접할 수 있다.
이때, 용접홀(111a)에 삽입된 용접봉(200)으로부터 음극단자탭(112) 및 용접패드(111b)를 경유하여 용접패드(111b) 상의 용접봉(200)으로 향하는 전류패스가 형성되고, 따라서 음극단자(33)와 음극단자탭(112)의 단자연결부(112a) 사이의 접합부가 접촉저항에 의한 발열로 용융되면서 음극단자(33)와 음극단자탭(112)이 전기적으로 연결된다.
한편, 용접패드(111b)가 외부에 노출되는 경우 부식의 위험이 있다. 따라서, 용접패드(111b)의 부식방지를 위하여 용접패드(111b)의 상부 특히, 노출되는 상부패드(111b1) 상에는 부식방지막(117)이 피복될 수 있다. 예컨대, 용접패드(111b)의 상부패드(111b1) 상부를 니켈도금함에 의해 부식방지막(117)을 형성할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나 상부패드(111b1)의 최상단에 금도금막 등을 더 형성함에 의해 용접패드(111b)를 기능검사 시의 검사패드로도 활용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이차전지의 측면도이다.
도 4는 PTC 소자가 칩의 형태로 회로기판에 실장됨을 개시한 도 2의 일 실시예와 달리, PTC 소자가 점용접 등에 의해 회로기판에 연결됨을 개시한 실시예로서, 도 2와 동일 또는 유사한 부분은 동일한 부호를 부여하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 용접패드(111b')는 회로기판(110)의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 형태로 구현되며, 비아홀(118)은 용접패드(111b')와 인접한 지점에서 회로기판(110)을 관통하도록 형성된다. 이와 같은 용접패드(111b')와 비아홀(118)은 회로기판(110)에 형성된 패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결된다.
그리고, 비아홀(118)의 하부에는 비아홀(118)을 통해 용접패드(111b')와 전기적으로 연결되는 도전블럭(130)과, 도전블럭(130)과 음극단자탭(112)의 기판연결부(112b) 사이에서 PTC 소자(120')를 경유하여 이들을 전기적으로 연결하는 리드 플레이트(131)가 구비된다. 즉, PTC 소자(120')는 리드 플레이트(131)와 음극단자탭(112)의 기판연결부(112b) 사이에 전기적으로 연결되고, 음극단자탭(112)의 기판연결부(112b)는 회로기판(110)으로부터 소정거리 이격되되 PTC 소자(120'), 리드 플레이트(131) 및 도전블럭(130)을 경유하여 비아홀(118)에 연결된다.
도전블럭(130)과 리드 플레이트(131)는 니켈 등의 재질로 형성될 수 있는데, 예컨대 도전블럭(130)은 니켈 블럭으로 구현되고 리드 플레이트(131)는 니켈 플레 이트로 구현될 수 있다.
한편, 편의상 도 4에서는 음극단자탭(112), PTC 소자(120') 및 리드 플레이트(131)를 서로 다른 구성요소로 구분하여 도시 및 설명하였지만, 이들은 일체화된 하나의 구성요소로 구현될 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같은 본 실시예의 이차전지(10')에서, 음극단자(33)를 음극단자탭(112)에 저항용접하는 방법은 도 3에 도시된 일 실시예와 크게 다르지는 않으나, 본 실시예의 경우 저항용접시의 전류패스는, 용접홀(111a)을 통과하여 음극단자탭(112)의 단자연결부(112a)에 접촉된 용접봉(미도시)으로부터 음극단자탭(112), PTC 소자(120'), 리드 플레이트(131), 도전블럭(130), 비아홀(118) 및 용접패드(111b')를 경유하여 용접패드(111b') 상의 다른 용접봉(미도시)으로 향하는 경로로 형성될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 용접방법을 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이차전지의 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 베어셀 33: 음극단자
100: 보호회로모듈 110: 회로기판
111a: 용접홀 111b, 111b': 용접패드
112: 음극단자탭 113, 114: 양극단자탭
120, 120': PTC 200: 용접봉

Claims (8)

  1. 베어셀과;
    상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;을 구비하며,
    상기 보호회로모듈은,
    PTC 소자 및 제어부품이 설치된 회로기판과,
    상기 회로기판과 상기 베어셀 사이에 위치되며, 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 단자연결부와 상기 회로기판에 전기적으로 연결되는 기판연결부를 구비한 전극단자탭을 포함하되,
    상기 회로기판은, 상기 전극단자탭의 단자연결부를 노출하는 용접홀과, 상기 용접홀에 인접하여 배치되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 용접패드를 포함하며,
    상기 용접패드는,
    상기 회로기판의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 상부패드와,
    상기 회로기판의 하부 피막이 제거되어 동박이 노출되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 하부패드와,
    상기 상부패드 및 하부패드 사이에서 상기 회로기판을 관통하며 상기 상부패드 및 하부패드를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 비아홀을 포함함을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 삭제
  3. 베어셀과;
    상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;을 구비하며,
    상기 보호회로모듈은,
    PTC 소자 및 제어부품이 설치된 회로기판과,
    상기 회로기판과 상기 베어셀 사이에 위치되며, 상기 베어셀에 전기적으로 연결되는 단자연결부와 상기 회로기판에 전기적으로 연결되는 기판연결부를 구비한 전극단자탭을 포함하되,
    상기 회로기판은, 상기 전극단자탭의 단자연결부를 노출하는 용접홀과, 상기 용접홀에 인접하여 배치되며 상기 전극단자탭의 기판연결부와 전기적으로 연결되는 용접패드를 포함하며,
    상기 용접패드는 상기 회로기판의 상부 피막이 제거되어 동박이 노출된 형태로 구현되며,
    상기 용접패드와 인접한 지점에서 상기 회로기판을 관통하는 하나 이상의 비아홀과,
    상기 비아홀의 하부에 위치되어 상기 비아홀을 통해 상기 용접패드와 전기적으로 연결되는 도전블럭과,
    상기 도전블럭과 상기 전극단자탭의 기판연결부 사이에서 이들을 전기적으로 연결하는 리드 플레이트를 더 포함함을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 상기 리드 플레이트와 상기 전극단자탭의 기판연결부 사이에 전기적으로 연결되는 이차전지.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 상기 회로기판의 일면에 칩의 형태로 실장된 이차전지.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 용접패드 상에 피복된 부식방지막을 더 포함하는 이차전지.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전극단자탭은 음극단자탭인 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극단자탭의 단자연결부는 상기 베어셀의 음극단자와 저항용접되어 전기적으로 연결된 이차전지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140093131A (ko) * 2013-01-17 2014-07-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
US11355788B2 (en) 2017-09-28 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100971336B1 (ko) 2008-06-09 2010-07-20 삼성에스디아이 주식회사 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지
EP2328210B1 (en) * 2009-11-25 2014-07-30 Samsung SDI Co., Ltd. A protection circuit module for a secondary battery
KR101199212B1 (ko) * 2010-11-19 2012-11-09 삼성에스디아이 주식회사 보호회로 모듈
WO2012105371A1 (ja) * 2011-01-31 2012-08-09 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及びその製造方法
KR101490026B1 (ko) * 2013-05-31 2015-02-06 박용미 배터리 팩 및 그 생산방법
KR101502900B1 (ko) * 2013-07-09 2015-03-16 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR102198797B1 (ko) * 2014-02-10 2021-01-05 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 팩
CN110556487B (zh) * 2019-08-30 2022-03-18 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 二次电池
CN112510240B (zh) * 2020-11-30 2021-11-09 东莞新能德科技有限公司 二次电池和终端设备
KR20230105492A (ko) * 2022-01-04 2023-07-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 커넥터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090127702A (ko) * 2008-06-09 2009-12-14 삼성에스디아이 주식회사 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002037584A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Sony Corporation Pile et son procede de production, et procede de production d"un article soude, et socle
US6824917B2 (en) * 2001-12-11 2004-11-30 Nokia Corporation Battery system for a portable electronic device
US20060057458A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 O'dea Michael J Battery with integrated protection circuit
JP4416616B2 (ja) * 2004-09-29 2010-02-17 株式会社リコー 電子部品実装体及び電子機器
KR100770106B1 (ko) * 2006-10-24 2007-10-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100973314B1 (ko) * 2008-04-11 2010-07-30 삼성에스디아이 주식회사 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090127702A (ko) * 2008-06-09 2009-12-14 삼성에스디아이 주식회사 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140093131A (ko) * 2013-01-17 2014-07-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101985760B1 (ko) 2013-01-17 2019-06-04 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
US11355788B2 (en) 2017-09-28 2022-06-07 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module

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