KR101201754B1

KR101201754B1 - 이차 전지 팩

Info

Publication number: KR101201754B1
Application number: KR1020100054946A
Authority: KR
Inventors: 박광영
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2012-11-15
Also published as: KR20110135184A; US20110305942A1

Abstract

본 발명의 일 측면은 절곡 유도선을 따라 정확히 절곡되는 연결 탭과, 이 연결 탭을 가지므로 강한 내충격성을 가지는 이차 전지 팩을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩은, 이차 전지로 형성되는 제1 단위 셀과 제2 단위 셀, 및 절곡부를 형성하여 서로 마주하는 제1 플레이트부와 제2 플레이트부를 포함하며, 상기 제1 플레이트부에 상기 제1 단위 셀의 전극 단자를 연결하고, 상기 제2 플레이트부에 상기 제2 단위 셀의 전극 단자를 연결하는 연결 탭을 포함하며, 상기 제1 플레이트부는 상기 절곡부로부터 설정 거리 이격되어 상기 제2 플레이트부를 향하여 융기되는 제1 융기부를 포함하고, 상기 제2 플레이트부는 상기 제1 플레이트부를 향하여 융기되어 상기 제1 융기부에 밀착되는 제2 융기부를 포함한다.

Description

이차 전지 팩 {RECHARGEABLE BATTERY PACK}

본 기재는 복수의 이차 전지 셀들을 포함하는 이차 전지 팩에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요에 따라 에너지원으로써 이차 전지에 대한 수요가 증가되고 있다. 이차 전지는 사용되는 기기의 종류에 따라 단일 셀 형태로 사용되기도 하고 복수의 셀들을 전기적으로 연결한 팩 형태로 사용되기도 한다.

일반적으로, 원통형 이차 전지는 각형 이차 전지나 파우치형 이차 전지보다 큰 용량을 가지며, 직렬 또는 병렬로 연결되어 선형 또는 플레이트 구조로 이차 전지 팩을 형성한다. 이차 전지 팩은 복수의 원통형 이차 전지 셀들을 직렬 또는 병렬로 연결한 코어 팩과, 이 코어 팩 상태에서 양극 단자와 음극 단자를 보호 회로에 전기적으로 접속하는 연결 탭을 포함한다.

예를 들면, 연결 탭의 일면에 이차 전지 셀들의 서로 다른 전극들을 용접한 후, 연결 탭을 절곡하여 양측을 포갬으로써 직렬 구조의 코아 팩이 형성된다. 또한 연결 탭의 일면에 이차 전지 셀들의 동일한 전극들을 용접한 후, 연결 탭을 절곡하여 양측을 포갬으로써 병렬 구조의 코아 팩이 형성된다. 즉 선형으로 배치되는 이차 전지 셀들이 연결 탭의 절곡을 통하여 전기적으로 연결된다.

연결 탭을 절곡하면 절곡부를 형성하고, 절곡부를 중심으로 연결 탭의 양측이 서로 포개어진다.

이때, 절곡부를 중심으로 구획되는 연결 탭의 양측 부분이 서로 자유 상태를 유지한다. 따라서 연결 탭은 설정된 절곡부를 이탈하여 절곡될 수 있고, 이 경우, 이차 전지 팩 상태에서 응력(stress)을 받아 약한 내충격성을 가진다.

본 발명의 일 측면은 설정된 절곡부를 따라 정확히 절곡되는 연결 탭을 가지므로 강한 내충격성을 가지는 이차 전지 팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩은, 이차 전지로 형성되는 제1 단위 셀과 제2 단위 셀, 및 절곡부를 형성하여 서로 마주하는 제1 플레이트부와 제2 플레이트부를 포함하며, 상기 제1 플레이트부에 상기 제1 단위 셀의 전극 단자를 연결하고, 상기 제2 플레이트부에 상기 제2 단위 셀의 전극 단자를 연결하는 연결 탭을 포함하며, 상기 제1 플레이트부는 상기 절곡부로부터 설정 거리 이격되어 상기 제2 플레이트부를 향하여 융기되는 제1 융기부를 포함하고, 상기 제2 플레이트부는 상기 제1 플레이트부를 향하여 융기되어 상기 제1 융기부에 밀착되는 제2 융기부를 포함한다.

상기 제1 융기부는 설정된 제11 폭과 제11 길이를 가지고, 상기 제2 융기부는 설정된 제12 폭과 제12 길이를 가지며, 상기 제1 융기부와 상기 제2 융기부는 서로 평행할 수 있다.

상기 제1 융기부 상기 제11 폭의 제1 중심선과 상기 제2 융기부 상기 제12 폭의 제2 중심선은, 설정된 거리만큼 이격되어 서로 어긋난 위치에서 평행 상태를 유지할 수 있다.

상기 제1 융기부는 1개로 형성되고, 상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부와 평행한 상태로 일측에 1개로 형성될 수 있다.

상기 제1 융기부는 1개로 형성되고, 상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부와 평행한 상태로 양측에 2개로 형성될 수 있다.

상기 제1 융기부는 상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 볼록한 곡선 단면을 형성하고, 상기 제2 융기부는 상기 제12 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 볼록한 곡선 단면을 형성할 수 있다.

상기 제1 융기부는 설정된 제11 폭의 볼록한 곡선 단면을 가지고 제11 길이의 직선으로 형성되며, 상기 제2 융기부는 설정된 제12 폭의 볼록한 곡선 단면을 가지고 제12 길이의 직선으로 형성되며, 상기 제1 융기부와 상기 제2 융기부는 서로 평행할 수 있다.

상기 제1 융기부는 상기 절곡부와 평행한 상태로 형성되는 제11 융기부, 및 상기 제11 융기부의 양측에서 상기 절곡부의 연장선과 교차하는 상태로 형성되어 상기 제11 융기부의 연장선과 각 연장선이 삼각형을 형성하는 제12 융기부와 제13 융기부를 포함할 수 있다.

상기 제2 융기부는 상기 절곡부와 평행한 상태로 형성되는 제21 융기부, 및 상기 제21 융기부의 양측에서 상기 절곡부의 연장선과 교차하는 상태로 형성되어 상기 제21 융기부의 연장선과 각 연장선이 삼각형을 형성하는 제22 융기부와 제23 융기부를 포함할 수 있다.

상기 제1 플레이트부는 3개의 상기 제1 단위 셀들을 정삼각형 구조의 꼭지점에 배치하여 각각 용접하는 3개의 제1 용접구를 가지며, 상기 제2 플레이트부는 3개의 상기 제2 단위 셀들을 정삼각형 구조의 꼭지점에 배치하여 각각 용접하는 3개의 제2 용접구를 가질 수 있다.

상기 제1 용접구는 설정된 제21 폭과 제21 길이를 가지고, 상기 제2 용접구는 설정된 제22 폭과 제22 길이를 가지며, 상기 3개의 제1 용접구들은 상기 제1 플레이트에 설정되는 상기 제21 길이 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성하고, 상기 3개의 제2 용접구들은 상기 제2 플레이트에 설정되는 상기 제22 길이 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성할 수 있다.

상기 제1 용접구와 상기 제2 용접구는, 상기 제1 플레이트부와 상기 제2 플레이트부가 포개어진 상태에서, 서로 교차할 수 있다.

상기 제1 융기부는 상기 제11 폭의 중앙에 융기 반대 방향으로 후퇴하여 형성되는 오목부를 가지며, 상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부의 상기 오목부에 포개어질 수 있다. 상기 오목부와 상기 제2 융기부는 곡면으로 접촉될 수 있다.

상기 제1 융기부는 상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 뾰족한 각 단면을 형성하고, 상기 제2 융기부는 상기 제12 폭 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 뾰족한 각 단면을 형성할 수 있다.

상기 제1 융기부는 상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성하고, 상기 제2 융기부는 상기 제12 폭 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성할 수 있다.

상기 절곡부는, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 형성되는 절곡 유도선, 및 상기 절곡 유도선의 적어도 일측에 형성되는 절곡 시작 홈을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 플레이트에 제1 융기부를 형성하고, 제2 플레이트에 제2 융기부를 형성하므로 제1, 제2 플레이트를 절곡하여 서로 포갤 때, 제1, 제2 융기부가 서로 밀착되면서 설정된 절곡을 가능하게 하는 효과가 있다. 제1, 제2 플레이트가 정확하게 포개어짐으로써 연결 탭은 제1, 제2 플레이트부의 편향 절곡에 따른 스트레스(stress)로부터 벗어나므로 이차 전지 팩 상태에서 강한 내충격성을 가질 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지 팩의 분해 사시도이다.
도2는 도1의 이차 전지 팩에 적용되는 이차 전지의 단면도이다.
도3은 도1의 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭을 전개한 상태의 평면도이다.
도4는 도3 연결 탭을 절곡한 상태의 정면도이다.
도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다.
도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다.
도9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지 팩의 분해 사시도이다. 이차 전지 팩(100)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 코아 팩을 형성하며 이차 전지로 형성되는 적어도 2개의 제1 단위 셀(4)과 제2 단위 셀(5), 및 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)의 전극들을 보호 회로(미도시)에 접속하는 연결 탭(6)을 포함한다.

제1, 제2 단위 셀들(4, 5)은 각각 1개로 형성될 수도 있으나, 예시된 바와 같이, 복수 개(예를 들면 3개)로 형성될 수 있다. 이차 전지 팩(100)에서, 연결 탭(6)은 일측에서 3개의 제1 단위 셀들(4)을 서로 병렬로 연결하고, 다른 일측에서 3개의 제2 단위 셀들(5)을 서로 병렬로 연결하여, 절곡된 양측에서 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)을 직렬로 연결한다.

도2는 도1의 이차 전지 팩에 적용되는 이차 전지의 단면도이다. 도2를 참조하여, 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)을 형성하는 이차 전지에 대하여 설명한다. 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)은 전류를 발생시키는 전극군(10), 전극군(10)을 내장하는 케이스(20), 및 케이스(20)와 결합되어 전극군(10)에 전기적으로 연결되는 캡 조립체(30)를 포함한다.

전극군(10)은 순차적으로 적층 배치되는 제1 전극(11, 이하, "양극"이라 한다), 세퍼레이터(12) 및 제2 전극(13, 이하, "음극"이라 한다)을 포함한다. 전극군(10)은 양극(11)과 음극(13) 및 이들 사이에 배치되는 절연체인 세퍼레이터(12)를 함께 권취함으로써 형성된다. 일례로서, 전극군(10)은 원통으로 형성된다. 원통형 전극군(10)의 중심에는 섹터 핀(14)이 배치된다. 섹터 핀(14)은 전극군(10)의 원통 형상을 유지시킨다.

양극(11)과 음극(13)은 박판의 금속 호일로 형성되는 집전체의 양면에 활물질이 도포된 코팅부(11a, 13a), 및 집전체의 서로 반대측 끝에서 활물질이 도포되지 않은 무지부(11b, 13b)를 포함한다. 젤리롤(Jelly Roll) 상태에서, 양극(11)의 무지부(11b)에 양극 집전판(11d)이 연결되고, 음극(13)의 무지부(13b)에 음극 집전판(13d)이 연결된다.

케이스(20)는 전극군(10)을 삽입할 수 있도록 일측이 개방되고, 원통형 전극군(10)을 수용하도록 원통으로 형성된다. 케이스(20)는 음극 집전판(13d)에 연결되어, 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)에서 음극 단자로 작용하며, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈 도금 강과 같은 도전성 금속으로 형성된다.

캡 조립체(30)는 개스킷(40)을 개재하여 케이스(20)의 개방 측에 결합되어, 전극군(10)과 전해액을 내장하는 케이스(20)를 밀폐한다. 또한 캡 조립체(30)는 전류차단장치를 구비하며, 전류차단장치를 통하여 전극군(10)에 전기적으로 연결된다. 캡 조립체(30)는 캡 플레이트(31), 벤트 플레이트(32), 절연판(33), 서브 플레이트(34), 양성 온도 소자(positive temperature coefficient element)(35) 및 미들 플레이트(38)를 포함한다.

캡 플레이트(31)는 최종적으로 양극 집전판(11d)에 연결되어, 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)에서 양극 단자로 작용한다. 캡 플레이트(31)는 케이스(20)의 외부로 돌출되는 돌출부(31a)와, 돌출부(31a)의 측방으로 개방되는 배기구(31b)를 형성한다.

실질적으로, 전류차단장치는 벤트 플레이트(32)와 서브 플레이트(34)에 의하여 형성되며, 전류차단장치의 연결부는 벤트 플레이트(32)와 서브 플레이트(34)의 용접에 의하여 형성된다. 전류차단장치의 일측을 형성하는 벤트 플레이트(32)는 캡 플레이트(31)의 내측에 설치되어, 전류차단장치의 다른 일측을 형성하는 서브 플레이트(34)에 전기적으로 연결된다. 또한, 벤트 플레이트(32)는 기설정된 압력 조건에서 파손되어 제1, 제2 단위 셀(4, 5) 내부의 가스를 방출하고, 서브 플레이트(34)와의 전기적 연결을 차단할 수 있도록 형성되는 벤트(32a)를 포함한다.

전류차단장치 작동시, 즉 벤트(32a) 파손으로 벤트 플레이트(32)와 서브 플레이트(34)의 연결부가 분리될 때, 전극군(10)과 캡 플레이트(31)는 전기적으로 분리된다. 예를 들면, 벤트(32a)는 벤트 플레이트(32)에서 케이스(20)의 내측을 향하여 돌출 형성된다. 벤트 플레이트(32)는 벤트(32a) 주위에 벤트(32a)의 파손을 안내하는 노치(32b)를 구비한다. 노치(32b)는 케이스(20) 내에서 발생되는 가스에 의하여 압력이 상승하는 경우, 미리 파손되어 가스를 배출하여 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)의 폭발을 방지한다.

양성 온도 소자(35)는 캡 플레이트(31)와 벤트 플레이트(32) 사이에 설치되어, 캡 플레이트(31)와 벤트 플레이트(32) 사이에서 전류 흐름을 단속한다. 기설정된 온도 초과 상태에서, 양성 온도 소자(35)는 무한대까지 커지는 전기 저항을 가지며, 이로 인하여, 충전 또는 방전 전류의 흐름을 차단한다.

서브 플레이트(34)는 절연판(33)을 사이에 두고 벤트 플레이트(32)와 마주하여, 벤트(32a)에 전기적으로 연결된다. 미들 플레이트(38)는 절연판(33)과 서브 플레이트(34) 사이에 배치된다. 절연판(33)과 미들 플레이트(38)의 관통구들을 통하여 돌출되는 벤트(32a)는 서브 플레이트(34)에 연결된다. 따라서 미들 플레이트(38)는 일측으로 서브 플레이트(34) 및 벤트(32a)를 통하여 벤트 플레이트(32)에 전기적으로 연결되고, 다른 일측으로 연결부재(37)를 통하여 양극 집전판(11d)에 연결된다. 결국, 양극 집전판(11d)은 연결부재(37), 미들 플레이트(38), 서브 플레이트(34), 벤트(32a), 벤트 플레이트(32) 및 양성 온도 소자(35)를 통하여 캡 플레이트(31)에 전기적으로 연결된다.

이와 같이 형성되는 캡 조립체(30)는 케이스(20)에 끼워진 후, 클램핑 과정을 통하여 케이스(20)에 고정되어 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)을 각각 완성한다. 이때, 비딩부(21)와 클램핑부(22)가 형성된다.

도3은 도1의 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭을 전개한 상태의 평면도이고, 도4는 도3 연결 탭을 절곡한 상태의 정면도이다. 도3 및 도4를 참조하면, 연결 탭(6)은 펼쳐진 상태에서 절곡부를 형성하면서 절곡되어 포개어지는 제1 플레이트부(61)와 제2 플레이트부들(62)을 포함한다. 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)은 절곡 유도선(L1)을 따라 절곡되어 서로 포개어진다.

절곡 유도선(L1)은 제1, 제2 플레이트부들(61, 62) 사이에 설정되며, 양 끝에 절곡 시작 홈들(C)을 구비한다. 즉 절곡 시작 홈들(C) 사이에서 절곡 유도선(L1)이 직선으로 설정된다. 절곡 시작 홈들(C)은 절곡 유도선(L1)의 끝에서 서로 연결되는 제1, 제2 플레이트부들(61, 62) 사이를 부분적으로 절단하여, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 표면에 대하여 V자 형상의 홈으로 이루어져, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 절곡 시작 위치를 설정하여 절곡 시작을 용이하게 한다.

절곡 유도선(L1)은 제1, 제2 플레이트부(61, 62) 사이에서 연속적으로 이어지는 1개(미도시)로 형성될 수 있으나, 도시된 바와 같이 분리되는 적어도 2개로 형성될 수 있다. 절곡 유도선(L1)이 복수로 형성되는 경우에도 각 연장선은 하나의 직선을 형성한다. 절곡 시작 홈들(C) 및 절곡 유도선(L1)은 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 펼친 상태에서는 절곡부를 설정하고, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡하여 포갠 상태에서는 실제로 절곡부를 형성하게 된다.

예를 들면, 연결 탭(6)은 펼쳐진 상태의 제1, 제2 플레이트부(61, 62) 사이에서 대략 사각형의 개구(63)를 형성하고, 개구(63)의 양측에서 절곡 유도선(L1)을 분리하여 2개로 형성한다. 이 경우, 절곡 시작 홈들(C)은 2개로 분리되는 절곡 유도선(L1)의 양측에 각각 형성된다. 절곡 시작 홈들(C)은 분리된 절곡 유도선(L1)의 양측에서 각각 제1, 제2 플레이트부(61, 62) 절곡의 시작을 용이하게 한다.

연결 탭(6)은 펼쳐진 상태에서 제1 플레이트부(61)에 제1 단위 셀(4)의 전극 단자를 연결하고, 제2 플레이트부(62)에 제2 단위 셀(5)의 전극 단자를 연결하여, 절곡 유도선(L1)을 중심으로 절곡하여 형성된다. 따라서 연결 탭(6)의 양측에 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)이 직렬 또는 병렬로 연결된다.

제1, 제2 플레이트부(61, 62)는 절곡 과정 및 절곡 완료 상태에서 상호 밀착되는 제1, 제2 융기부(71, 72)를 포함한다. 제1, 제2 융기부(71, 72)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 서로 밀착되어 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 척력을 유발시킴으로써 절곡 유도선(L1)을 따라 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)의 정확한 절곡을 유도한다. 제1, 제2 플레이트부(61, 62)가 설정된 절곡 유도선(L1)으로 정확하게 절곡된 이상적인 상태에서는, 제1, 제2 융기부(71, 72)의 사이에 척력이 존재하지 않을 수 있다.

제1 플레이트부(61)의 제1 융기부(71)는 절곡부, 즉 절곡 유도선(L1)으로부터 설정 거리만큼 이격되어 제2 플레이트부(62)를 향하여 융기된다. 제2 플레이트부(62)의 제2 융기부(72)는 절곡부, 즉 절곡 유도선(L1)으로부터 설정 거리만큼 이격되어 제1 플레이트부(61)를 향하여 융기되어, 제1 융기부(71)에 밀착된다.

도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다. 도3 내지 도5를 참조하면, 제1 융기부(71)는 설정된 제11 폭(W11)과 제11 길이(L11)를 가지며, 제11 폭(W11)의 방향으로 수직 절단시, 제1 플레이트부(61)에서 볼록한 곡선 단면을 가지는 구조로 형성된다. 제2 융기부(72)는 설정된 제12 폭(W12)과 제12 길이(L12)를 가지며, 제12 폭(W12)의 방향으로 수직 절단시, 제2 플레이트부(62)에서 볼록한 곡선 단면을 가지는 구조로 형성된다.

제1, 제2 융기부(71, 72)는 서로 평행한 상태를 유지한다. 제1, 제2 융기부(71, 72)는 제11, 제12 길이(L11, L12)를 곡선(미도시)으로 형성할 수 있으나, 도시된 바와 같이 직선으로 형성할 수 있다. 제작의 편의에 따라, 제1, 제2 융기부(71, 72)에서 제11, 제12 폭(W11, W12)은 서로 다르게 또는 동일하게 형성될 수 있고, 제11, 제12 길이(L11, L12)는 서로 다르게 또는 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 제1 융기부(71)에서 제11 폭(W11)의 제1 중심선(CL1)과 제2 융기부(72)에서 제12 폭(W12)의 제2 중심선(CL2)은 설정된 거리(D)만큼 이격되어 서로 어긋난 위치에서 평행 상태를 유지한다.

제1 융기부(71)는 1개로 형성되고, 제2 융기부(72)는 제1 융기부(71)와 평행한 상태로 양측에 2개로 형성된다. 따라서 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 제1 융기부(71)는 양측에 배치되는 제2 융기부(72)에 의하여 척력을 받아 절곡 유도선(L1)에 대하여 보다 정확한 절곡을 가능케 한다.

다시 도3 및 도4를 참조하면, 제1 플레이트부(61)의 제1 융기부(71)는 제1 플레이트부(61) 상에서, 연장선이 형성하는 삼각형의 3변에 배치되는 제11 융기부(711), 제12 융기부(712) 및 제3 융기부(713)을 포함한다. 설명의 편의를 위하여 구분하면, 제11 융기부(711)는 절곡 유도선(L1)과 평행한 상태로 형성되고, 제12, 제13 융기부(712, 713)는 제11 융기부(711)의 양측에서 절곡 유도선(L1)의 연장선과 교차하는 상태로 형성된다.

제2 플레이트부(62)의 제2 융기부(72)는 제2 플레이트부(62) 상에서, 연장선이 형성하는 삼각형의 3변에 배치되는 제21 융기부(721), 제22 융기부(722) 및 제23 융기부(723)를 포함한다. 설명의 편의를 위하여 구분하면, 제21 융기부(721)는 절곡 유도선(L1)과 평행한 상태로 형성되고, 제22, 제23 융기부(722, 723)는 제21 융기부(721)의 양측에서 절곡 유도선(L1)의 연장선과 교차하는 상태로 형성된다.

제1 융기부(71)와 제2 융기부(72)는 서로 대응하는 1쌍으로 형성될 수 있으나, 제1, 제2 융기부 중 하나를 연장선이 이루는 삼각형의 3변에 배치하고, 다른 하나를 삼각형 중 1변에 대응하여 배치할 수도 있다(미도시).

도시된 바와 같이, 제1 융기부(71)와 제2 융기부(72)는 연장선이 삼각형을 이루는 3변에 대응하여 배치되는 3쌍의 제11, 제12, 제13 융기부(711, 712, 713)와 제21, 제22, 제23 융기부(721, 722, 723)로 형성되는 경우, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡 유도선(L1)에 대하여 보다 정확한 절곡을 가능하게 한다.

또한, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)에 제1, 제2 융기부(71, 72)를 각각 3쌍으로 형성하는 연결 탭(6)은 삼각형 구조로 배치되는 제1, 제2 단위 셀들(4, 5)을 각각 3개씩 연결하는 경우에 효과적으로 사용될 수 있다.

한편, 제1, 제2 플레이트부(61, 62)는 3개의 제1 단위 셀들(4)을 삼각형, 보다 구체적으로 정삼각형 구조의 꼭지점에 배치하여 각각 용접하는 3개의 제1, 제2 용접구(81, 82)를 가진다. 제1 용접구(81)는 설정된 제21 폭(W21)과 제21 길이(L21)를 가지고, 제1 플레이트부(61)에 3개로 형성되며 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성한다. 제2 용접구(82)는 설정된 제22 폭(W22)과 제22 길이(L22)를 가지고, 제2 플레이트부(62)에 3개로 형성되는 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성한다.

또한 제1, 제2 용접구들(81, 82)은 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 평면으로 펼친 상태에서 서로 평행하게 형성되어 용접장비(미도시)의 운행을 동일방향으로 형성하여 용접 효율을 향상시킬 수 있다. 즉 제1, 제2 용접구(81, 82)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡하여 포갠 상태에서 서로 교차한다. 제작의 편의에 따라, 제1, 제2 용접구(81, 82)에서 제21, 제22 폭(W21, W22)은 서로 다르게 또는 동일하게 형성될 수 있고, 제21, 제22 길이(L21, L22)는 서로 다르게 또는 동일하게 형성될 수 있다.

연결 탭(6)은 제1, 제2 플레이트부(61, 62) 중 하나에 인출 탭(16)을 구비한다. 제1 실시예의 연결 탭(6)에서 인출 탭(16)은 제1 플레이트부(61)에 연결되어, 보호 회로(미도시)에 연결된다.

이하에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하며, 제1 실시예 및 앞에 설명된 실시예들과 비교하여, 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 비교 설명한다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다. 도6을 참조하면, 제2 실시예의 연결 탭(206)에서, 제1 플레이트부(61)의 제1 융기부(271)는 1개로 형성되고, 제2 플레이트부(62)의 제2 융기부(272)는 제1 융기부(271)와 평행한 상태로 일측에 1개로 형성된다.

제1, 제2 융기부(271, 272)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 서로 밀착되어 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 척력을 유발시킴으로써 절곡 유도선(L1)을 따라 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)의 절곡을 유도한다. 제1 실시예의 연결 탭(6)에 비하여 제2 실시예의 연결 탭(206)은 척력의 방향이 한 방향으로 제한된다.

도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다. 도7을 참조하면, 제3 실시예의 연결 탭(306)에서, 제1 플레이트부(61)의 제1 융기부(371)는 제11 폭(W11)의 중앙에 융기 반대 방향으로 후퇴하여 형성되는 오목부(373)를 가지며, 제2 융기부(372)는 제1 융기부(371)의 오목부(373)에 포개어진다. 오목부(373)와 제2 융기부(372)는 곡면으로 접촉될 수 있다.

제1 융기부(371)의 오목부(373)과 제2 융기부(372)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 곡면으로 접촉되면서 서로 밀착되어 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 척력을 유발시킴으로써 절곡 유도선(L1)을 따라 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)의 절곡을 유도한다. 이때, 오목부(372)의 제11 폭(W11) 중심선과 제2 융기부(372)의 제12 폭(W12)의 중심선은 서로 일치한다.

도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다. 도8을 참조하면, 제4 실시예의 연결 탭(406)에서, 제1 융기부(471)는 제11 폭(W11)의 방향으로 수직 절단시, 제1 플레이트부(61)에서 뾰족한 각 단면을 형성하고, 제2 융기부(472)는 제12 폭(W12)의 방향으로 수직 절단시, 제2 플레이트부(62)에서 뾰족한 각 단면을 형성한다.

제1, 제2 융기부(471, 472)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 경사면으로 서로 밀착되어 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 척력을 유발시킴으로써 절곡 유도선(L1)을 따라 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)의 절곡을 유도한다.

도9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지 팩에 적용되는 연결 탭의 부분 단면도이다. 도9를 참조하면, 제5 실시예의 연결 탭(506)에서, 제1 융기부(571)는 제11 폭(W11)의 방향으로 수직 절단시, 제1 플레이트부(61)에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성하고, 제2 융기부(572)는 제12 폭(W12)의 방향으로 수직 절단시, 제2 플레이트부(62)에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성한다.

제1, 제2 융기부(571, 572)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)를 절곡할 때, 경사면으로 서로 밀착되어 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 척력을 유발시킴으로써 절곡 유도선(L1)을 따라 제1, 제2 플레이트부들(61, 62)의 절곡을 유도한다. 사다리꼴의 평면 접촉을 형성하는 제1, 제2 융기부(571, 572)는 제1, 제2 플레이트부(61, 62)의 절곡 상태를 더 안정적으로 유지한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

4, 5 : 제1, 제2 단위 셀 6 : 연결 탭
10 : 전극군 11, 13 : 제1, 제2 전극
11c, 13c : 집전체 11b, 13b : 무지부
11d, 13d : 양극, 음극 집전판 12 : 세퍼레이터
14 : 섹터 핀 20 : 케이스
30 : 캡 조립체 31 : 캡 플레이트
31a : 돌출부 31b : 배기구
32 : 벤트 플레이트 32a : 벤트
32b : 노치 33 : 절연판
34 : 서브 플레이트 35 : 양성 온도 소자
37 : 연결부재 38 : 미들 플레이트
40 : 개스킷 61, 62 : 제1, 제2 플레이트부
71, 271, 371, 471, 571 : 제1 융기부 72, 272, 372, 472, 572 : 제2 융기부
81, 82 : 제1, 제2 용접구 100 : 이차 전지 팩
711, 712, 713 : 제11, 제12, 제13 융기부 373 : 오목부
721, 722, 723 : 제21, 제22, 제23 융기부 C : 절곡 시작 홈
CL1, CL2 : 제1, 제2 중심선 D : 거리
L1 : 절곡 유도선 L11, L12 : 제11, 제12 길이
L21, L22 : 제21, 제22 길이 W11, W12 : 제11, 제12 폭
W21, W22 : 제21, 제22 폭

Claims

이차 전지로 형성되는 제1 단위 셀과 제2 단위 셀; 및
절곡부를 형성하여 서로 마주하는 제1 플레이트부와 제2 플레이트부를 포함하며, 상기 제1 플레이트부에 상기 제1 단위 셀의 전극 단자를 연결하고, 상기 제2 플레이트부에 상기 제2 단위 셀의 전극 단자를 연결하는 연결 탭을 포함하며,
상기 제1 플레이트부는,
상기 절곡부로부터 설정 거리 이격되어 상기 제2 플레이트부를 향하여 융기되는 제1 융기부를 포함하고,
상기 제2 플레이트부는,
상기 제1 플레이트부를 향하여 융기되어 상기 제1 융기부에 밀착되는 제2 융기부를 포함하며,
상기 제1 플레이트부는,
상기 제1 단위 셀에 용접되는 제1 용접구를 가지고,
상기 제2 플레이트부는,
상기 제2 단위 셀에 용접되는 제2 용접구를 가지는
이차 전지 팩.
제1 항에 있어서,
상기 제1 융기부는 설정된 제11 폭과 제11 길이를 가지고,
상기 제2 융기부는 설정된 제12 폭과 제12 길이를 가지며,
상기 제1 융기부와 상기 제2 융기부는 서로 평행한 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부 상기 제11 폭의 제1 중심선과 상기 제2 융기부 상기 제12 폭의 제2 중심선은,
설정된 거리만큼 이격되어 서로 평행 상태를 유지하는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는 1개로 형성되고,
상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부와 평행한 상태로 일측에 1개로 형성되는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는 1개로 형성되고,
상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부와 평행한 상태로 양측에 2개로 형성되는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는,
상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 볼록한 곡선 단면을 형성하고,
상기 제2 융기부는,
상기 제12 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 볼록한 곡선 단면을 형성하는 이차 전지 팩.
제1 항에 있어서,
상기 제1 융기부는 설정된 제11 폭의 볼록한 곡선 단면을 가지고 제11 길이의 직선으로 형성되며,
상기 제2 융기부는 설정된 제12 폭의 볼록한 곡선 단면을 가지고 제12 길이의 직선으로 형성되며,
상기 제1 융기부와 상기 제2 융기부는 서로 평행한 이차 전지 팩.
제7 항에 있어서,
상기 제1 융기부는
상기 절곡부와 평행한 상태로 형성되는 제11 융기부, 및
상기 제11 융기부의 양측에서 상기 절곡부의 연장선과 교차하는 상태로 형성되어 상기 제11 융기부의 연장선과 각 연장선이 삼각형을 형성하는 제12 융기부와 제13 융기부를 포함하는 이차 전지 팩.
제7 항에 있어서,
상기 제2 융기부는
상기 절곡부와 평행한 상태로 형성되는 제21 융기부, 및
상기 제21 융기부의 양측에서 상기 절곡부의 연장선과 교차하는 상태로 형성되어 상기 제21 융기부의 연장선과 각 연장선이 삼각형을 형성하는 제22 융기부와 제23 융기부를 포함하는 이차 전지 팩.
제1 항에 있어서,
상기 제1 용접구는,
3개의 상기 제1 단위 셀들이 배치되는 상기 제1 플레이트부의 정삼각형 구조의 꼭지점에 각각 배치하여 3개로 형성되어 용접되며,
상기 제2 용접구는
3개의 상기 제2 단위 셀들이 배치되는 상기 제2 플레이트부의 정삼각형 구조의 꼭지점에 각각 배치되어 3개로 형성되어 용접되는 이차 전지 팩.
제10 항에 있어서,
상기 제1 용접구는 설정된 제21 폭과 제21 길이를 가지고,
상기 제2 용접구는 설정된 제22 폭과 제22 길이를 가지며,
3개의 제1 용접구들은 상기 제1 플레이트부에 설정되는 상기 제21 길이 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성하고,
3개의 제2 용접구들은 상기 제2 플레이트부에 설정되는 상기 제22 길이 각각의 연장선을 서로 평행하게 형성하는 이차 전지 팩.
제11 항에 있어서,
상기 제1 용접구와 상기 제2 용접구는,
상기 제1 플레이트부와 상기 제2 플레이트부가 포개어진 상태에서, 서로 교차하는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는 상기 제11 폭의 중앙에 융기 반대 방향으로 후퇴하여 형성되는 오목부를 가지며,
상기 제2 융기부는 상기 제1 융기부의 상기 오목부에 포개어지는 이차 전지 팩.
제13 항에 있어서,
상기 오목부와 상기 제2 융기부는 곡면으로 접촉되는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는,
상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 뾰족한 각 단면을 형성하고,
상기 제2 융기부는,
상기 제12 폭 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 뾰족한 각 단면을 형성하는 이차 전지 팩.
제2 항에 있어서,
상기 제1 융기부는,
상기 제11 폭의 방향으로 수직 절단시, 상기 제1 플레이트부에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성하고,
상기 제2 융기부는,
상기 제12 폭 방향으로 수직 절단시, 상기 제2 플레이트부에서 볼록한 사다리꼴 단면을 형성하는 이차 전지 팩.
제1 항에 있어서,
상기 절곡부는,
상기 제1 플레이트부와 상기 제2 플레이트부 사이에 형성되는 절곡 유도선, 및
상기 절곡 유도선의 적어도 일측에 형성되는 절곡 시작 홈을 포함하는 이차 전지 팩.