KR101274923B1 - 배터리 팩 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 배터리 팩 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 본 발명의 일실시예는 배터리 팩의 하부 케이스에는 접합부 홀이 형성되어 배터리의 전극탭과 연결탭이 한번에 용접되어 배터리 팩의 제조 공정을 단순화 할 수 있는 배터리 팩 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예는 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 형성된 복수개의 배터리와 상기 복수개의 배터리들을 전기적으로 연결하는 연결탭과 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈 및 상기 배터리, 연결탭, 보호회로모듈이 수용되는 하부 케이스 및 상기 하부 케이스의 상부를 커버하는 상부 케이스가 형성되고, 상기 하부 케이스는 제1 전극탭 및 제2 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 접합부 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩 및 그의 제조방법{BATTERY PACK AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명의 일실시예는 배터리 팩 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
배터리 팩은 다수의 배터리들을 전기적으로 연결하여, 예컨대, 전력을 각 배터리에 저장했다가 필요 시 사용하게 해주는 전력저장장치로 사용될 수 있다.
이러한 배터리 팩은 배터리의 온도정보를 모니터링하고 과열과 같은 비상상황을 포착하여 발화, 폭발 등의 사고를 미연에 방지하기 위해, 온도센서를 포함하고, 온도센서의 출력신호를 처리하기 위한 회로구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 하부 케이스 내부에 안착된 배터리의 전극탭과 연결탭을 동시에 용접된 배터리 팩을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 배터리 팩의 하부 케이스에는 접합부 홀이 형성되어 배터리의 전극탭과 연결탭이 한번에 용접되어 배터리 팩의 제조 공정을 단순화 할 수 있는 배터리 팩의 제조방법을 제공한다. 또한, 상기 하부 케이스는 내부에 연결탭 안착부 및 리브가 형성되어 연결탭이 정확한 위치에 고정되어 용접불량이 방지되는 배터리 팩의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의한 배터리 팩은 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 형성된 복수개의 배터리와 상기 복수개의 배터리들을 전기적으로 연결하는 연결탭과 상기 베어셀 및 연결탭과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈과 상기 배터리, 연결탭 및 보호회로모듈을 수용하는 하부 케이스 및 상기 하부 케이스의 상부를 커버하는 상부 케이스를 포함하고, 상기 하부 케이스는 상기 제1 전극탭 및 제2 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 접합부 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접합부 홀은 상기 제1 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 형성되는 제1 접합부 홀과 상기 제2 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 형성되는 제2 접합부 홀을 포함하고, 상기 제1 접합부 홀은 상기 제2 접합부 홀보다 면적이 넓은 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결탭은 배선과 상기 배선의 외측을 감싸는 절연층 및 상기 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭과 전기적으로 연결되는 접합부를 포함하고, 상기 접합부는 절연층이 제거된 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 접합부는 상기 제1 전극탭과 연결되는 제1 접합부 및 상기 제2 전극탭과 연결되는 제2 접합부를 포함하고, 상기 제1 접합부는 상기 제2 접합부보다 면적이 넓은 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 상기 하부 케이스의 내부에 고정되도록 고정홀을 포함하는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정홀은 상기 하부 케이스의 내부에 형성된 리브가 관통되도록 형성되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 접합부 홀은 상기 접합부의 열이 방출되는 통로인 것으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 접합부는 니켈 또는 니켈 합금 재질인 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 접합부는 일측 면이 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나와 연결되고, 타측 면이 상기 접합부 홀을 통해 상기 하부 케이스 외부로 노출되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결탭은 상기 하부 케이스의 일부 영역이 오목하게 형성된 연결탭 안착부에 안착되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 케이스는 상기 접합부 홀을 커버하도록 하부 케이스의 외측에 부착되는 라벨을 포함하는 것으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 배터리 팩의 제조방법은 접합부 홀이 형성된 하부 케이스가 준비되는 하부 케이스 준비단계와 상기 하부 케이스의 접합부 홀과 대응되는 위치에 접합부가 위치되도록 연결탭이 안착되는 연결탭 안착단계와 상기 접합부의 상면에 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭이 위치되도록 상기 하부 케이스에 안착되는 배터리 안착단계와 상기 배터리가 하부케이스 내부에 안착된 후 상기 접합부와 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭이 용접되는 용접단계 및 상기 접합부와 전극탭이 용접된 후 상기 하부 케이스의 상부가 상부 케이스로 커버되어 배터리 팩이 완성되는 배터리 팩 완성단계를 포함하는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결탭 안착단계는 상기 하부 케이스에 형성된 리브가 상기 연결탭의 고정홀을 관통하여 상기 연결탭이 하부 케이스에 고정되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 용접단계는 상기 접합부 및 상기 배터리가 상기 하부 케이스에 안착된 상태에서 지그에 배치되어 용접되는 것으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 용접단계는 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭과 상기 접합부가 스팟용접 되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 용접단계는 상기 접합부 홀을 통하여 노출된 접합부의 하부에 제1용접봉이 위치되고, 상기 배터리 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 위치된 상부에 제2용접봉을 위치시켜 상기 제1용접봉과 제2용접봉으로 용접되는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 케이스 준비단계는 배터리의 양극탭과 연결되는 제1 접합부가 위치되는 제1 접합부 홀의 면적이 배터리의 음극탭과 연결되는 제2 접합부가 위치되는 제2 접합부 홀의 면적보다 크게 형성된 하부 케이스 제공하는 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩 완성 단계는 상기 접합부 홀이 커버되도록 라벨이 부착되는 라벨부착단계를 포함하는 것으로 형성될 수 있다.
본 발명의 배터리 팩에 따르면 하부 케이스 내부에 안착된 배터리의 전극탭과 연결탭이 동시에 용접된다. 상기 배터리 팩은 연결탭이 정확한 위치에 고정되어 배터리의 전극탭과 연결탭이 동시에 용접되기 때문에 용접불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 배터리 팩의 제조방법에 따르면 하부 케이스에 접합부 홀이 형성되어, 배터리의 전극탭과 연결탭이 하부 케이스에 안착된 후 한번에 용접되기 때문에 제조공정이 단순화되는 효과가 있다. 또한, 상기 배터리 팩의 제조방법은 하부 케이스 내부에 연결탭이 정확한 위치에 고정되기 때문에 용접과정에서 연결탭과 배터리의 전극탭이 움직여서 용접불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 상부 케이스가 제거된 배터리 팩의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A’에 대한 수직 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 B를 확대한 단면도이다.
도 5a는 도 2의 하부 케이스를 도시한 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 하부 케이스에 연결탭이 안착된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5c는 도 5b에 배터리가 안착된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5d는 도 5c의 배터리와 연결탭의 용접되는 공정을 설명하기 위하여 도 3의 A-A’에 대응되도록 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5a에 도시된 하부 케이스의 배면을 설명하기 위한 평면도이다.
이하에서 실시예와 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 배터리 팩(1000)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 배터리 팩(1000)에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 팩의 사시도이다. 도 2는 도 1에서 상부 케이스가 제거된 배터리 팩의 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A’에 대한 수직 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 도3의 B를 확대한 단면도이다. 도 6은 도 5a에 도시된 하부 케이스의 배면을 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수개의 배터리(1100), 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500), 보호회로모듈(1600) 및 케이스(1700)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 배터리 팩(1000)은 라벨(1800)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 배터리 팩(1000)은 복수개의 배터리들(1100)이 적어도 하나 이상의 연결탭(1200)을 이용하여 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 연결탭(1200)은 보호회로모듈(1600)에 전기적으로 연결된다. 상기 배터리들(1100)은 연결탭(1200)을 통하여 보호회로모듈(1600)과 전기적으로 연결된다. 상기 배터리들(1100)은 서로 다른 극성의 전극탭이 연결탭(1200)의 접합부(1220)에 용접된다. 상기 배터리 팩(1000)은 하부 케이스(1720)에 접합부 홀(1725, 1726)이 형성된다. 상기 접합부 홀(1725, 1726)는 하부 케이스(1720)에 연결탭(1200)과 배터리들(1100)이 안착된 후 연결탭(1200)과 배터리들(1100)이 지그에서 한번에 용접되도록 형성된다.
상기 배터리들(1100)은 직렬로 연결되거나 병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수개의 배터리들(1100)은 일부가 병렬로 연결되고, 나머지 일부의 배터리와 직렬로 연결되는 직렬/병렬 연결이 혼용되어 연결될 수 있다. 본 발명은 도면에서 4개의 배터리들(1110, 1120, 1130, 1140)로 도시되어 있다. 하지만, 본 발명의 배터리 팩(1000)은 소정 개수의 배터리들이 수평방향 또는 수직방향으로 배치될 수 있으며, 본 발명은 배터리들의 수에 한정되지 않으며, 다양하게 변형이 가능하다.
또한, 하기에는 복수개의 배터리들(1100) 중에서 하나의 제1 배터리(1110)를 일 예로 하여 설명한다. 상기 제1 배터리(1110)는 충전 및 방전이 가능한 파우치 타입의 배터리로 구현될 수 있다. 하지만, 상기 제1 배터리(1110)는 다양한 형상으로 구현될 수 있으며 도면에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 배터리(1110)는 제1 전극탭(1111), 제2 전극탭(1112) 및 절연부(1113)을 포함하여 형성된다. 상기 제1 전극탭(1111)은 양극탭일 수 있고, 제2 전극탭(1112)은 음극탭일 수 있다. 또한, 상기 제1 배터리(1110)는 측면이 절연재료로 형성된 라벨로 감싸인 것으로 가정한다.
또한, 상기 제1 배터리(1110)는 리튬-이온 배터리(lithium-ion battery)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 니켈-카드뮴 배터리(nickel-cadmium battery), 니켈-수소 배터리(NiMH; nickel metal hydride battery) 등으로 구현될 수도 있다.
상기 배터리 팩(1000)은 상기 복수개의 배터리들(1100)을 전기적으로 연결하기 위하여 적어도 하나 이상의 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 사용된다. 상기 연결탭들(1200, 1300, 1400, 1500) 배터리들(1100)의 배열 상태에 따라 다양하게 변형하여 실시 가능하다. 상기 연결탭들(1200, 1300, 1400, 1500)의 형상으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상기 연결탭들(1200, 1300, 1400, 1500)은 보호회로모듈(1600)과 전기적으로 연결되도록 연결리드(1250, 1350, 1550)를 포함하여 형성된다. 본 실시예는 상기 연결리드가 형성된 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 위치에 한정되는 것이 아니다. 또한, 상기 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)에 형성된 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)는 배터리의 양극탭과 연결되는 양극 접합부(1320, 1420, 1440, 1520) 및 배터리의 음극탭과 연결되는 음극 접합부(1220, 1330, 1340, 1430)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)는 연결되는 배터리의 위치 및 배터리 탭의 극성에 따라 다양하게 변형하여 실시 가능하다.
하기에는 제1 배터리(1110)와 회로기판(1610) 사이를 연결하는 제1 연결탭(1200)부터 설명한다.
상기 제1 연결탭(1200)은 제1 연결부(1210), 제1 접합부(1220), 고정홀(2111) 및 연결리드(1250)를 포함하여 형성된다.
상기 제1 연결부(1210)는 배선(1211)과 상기 배선의 외측이 절연층(1212)으로 둘러싸이도록 형성된다. 상기 제1 연결부(1210)는 고정홀(2111)이 형성되어, 하기 에 설명될 하부케이스(1720)의 리브(1724)가 삽입되어 고정된다. 상기 고정홀(2111)과 리브(1724)의 결합으로 제1 연결탭(1200)은 정확한 위치에 고정될 수 있다. 또한, 상기 제1 연결탭(1200)은 하기에 설명될 케이스 플레이트(1721)에 연결탭 안착부(1727)가 형성될 수 있다. 상기 연결탭 안착부(1727)는 제1 연결탭(1200)의 형상과 동일하고, 케이스 플레이트(1721)가 오목하게 들어가도록 형성된다. 상기 제1 연결부(1210)는 연결탭 안착부(1727)에 위치되어 안정적으로 고정된다.
상기 제1 접합부(1220)는 제1 연결부(1210)의 일부분에 형성된다. 상기 제1 접합부(1220)는 배선과 전기적으로 연결되고, 금속재료로 형성된 판상 형태이고, 상기 판상에는 제1 연결부(1210)의 절연층이 제거된다. 상기 금속재료는 니켈 또는 니켈합금 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 접합부(1220)는 상부에 제1 배터리(1110)의 제2 전극탭(1112)이 안착되어 용접부(G)가 용접 되어 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 제1 접합부(1220)는 하부 케이스(1720)의 내부에 안착된 채로 제2 전극탭(1112)과 스폿용접 된다. 상기 용접과정에는 하기에 설명될 상하 한 쌍의 용접봉(2100, 2200)으로 용접된다. 상기 상부 용접봉(2100)은 제2 전극탭(1112)의 상부에 위치되고, 하부 용접봉(2200)은 제1 접합부(1220)의 하면에 위치된다. 상기 제1 접합부(1220)는 하기에 설명될 하부 케이스(1720)에 형성된 접합부 홀(1726)을 통해 제1 접합부(1220)의 하면이 하부 용접봉(2200)에 대응되도록 노출될 수 있다. 상기 한 쌍의 용접봉(2100, 2200)은 제1 접합부(1220)와 제2 전극탭(1112)을 한번에 용접한다.
상기 제2 연결탭(1300)은 제2 연결부(1310), 제2 접합부(1320), 제3 접합부(1330), 제4 접합부(1340) 및 고정홀(1311)을 포함하여 형성된다. 상기 제2 연결탭(1300)은 제1 배터리(1110), 제2 배터리(1120) 및 제4 배터리(1140)를 전기적으로 연결하도록 형성된다. 또한, 상기 제2 연결탭(1300)은 보호회로모듈과 전기적으로 연결되도록 연결리드(1350)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 연결탭(1300)은 제1 연결탭(1200)과 비교하여 제1 내지 제3 접합부(1320, 1330, 1340)의 구성만 상이할 뿐 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 한다. 이에 따라, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 제2 내지 제4 접합부(1320, 1330, 1340)의 결합관계에 대해서 설명한다.
상기 제2 접합부(1320)는 제1 배터리(1110)의 제1 전극탭(1111)이 안착되어 연결된다. 상기 제3 접합부(1330)는 제2 배터리(1120)의 제2 전극탭(1122)이 안착되어 연결된다. 또한, 제4 접합부(1340)는 제4 배터리(1140)의 제2 전극탭(1142)이 안착되어 연결된다. 상기 제2 연결탭(1300)은 제2 연결부(1310)에 배선이 형성되어 상기 배터리들이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 연결탭(1300)은 케이스 플레이트(1721)의 연결탭 안착부(1727)에 안착되고, 고정홀(1311)에 리브(1724)가 관통되어 안정적으로 고정된다.
상기 제3 연결탭(1400)은 제3 연결부(1410), 제5 접합부(1420), 제6 접합부(1430), 제7 접합부(1440) 및 고정홀(1411)을 포함하여 형성된다. 상기 제3 연결탭(1400)은 제2 연결탭(1300)과 비교하여 제5 내지 제7 접합부(1420, 1430, 1440)의 구성만 상이할 뿐 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 한다. 이에 따라, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 제5 내지 제7 접합부(1420, 1430, 1440)의 결합관계에 대해서 설명한다.
상기 제5 접합부(1420)는 제2 배터리(1120)의 제1 전극탭(1111)이 안착되어 연결된다. 상기 제6 접합부(1430)는 제3 배터리(1130)의 제2 전극탭(1132)이 안착되어 연결된다. 또한, 제7 접합부(1440)는 제4 배터리(1140)의 제1 전극탭(1141)이 안착되어 연결된다. 상기 제3 연결탭(1400)은 제3 연결부(1410)에 배선이 형성되어 상기 배터리들이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 연결탭(1400)은 케이스 플레이트(1721) 의 연결탭 안착부(1727)에 안착되고, 고정홀(1411)에 리브(1724)가 관통되어 안정적으로 고정된다.
상기 제4 연결탭(1500)은 제4 연결부(1510), 제8 접합부(1520), 고정홀(1511) 및 연결리드(1550)를 포함하여 형성된다. 상기 제4 연결탭(1500)은 제1 연결탭(1200)과 비교하여 제8 접합부(1520)의 구성만 상이할 분 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 한다. 이에 따라, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 제1 접합부(1520)의 결합관계에 대해서 설명한다.
상기 제8 접합부(1520)는 제3 배터리(1130)의 제1 전극탭(1131)이 안착되어 연결된다. 상기 제3 배터리(1130)의 제1 전극탭(1131)은, 도시된 바와 같이, 복수개의 배터리들(1110, 1120, 1130, 1140)이 직렬로 연결되는 경우에 최고전위 전극일 수 있으며, 제3 배터리(1130)의 제1 전극탭(1131)은 제4 연결탭(1500)의 연결리드로 보호회로모듈(1600)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 복수개의 배터리들(1110, 1120, 1130, 1140)이 직렬로 연결되는 경우에 상기 제1 배터리(1110)의 제2 전극탭(1112)는 최저전위 전극일 수 있다. 제1 배터리(1110)의 제2 전극탭(1112)은 제1 연결탭(1200)의 연결리드로 보호회로모듈(1600)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보호회로모듈(1600)은 회로기판(1610), 연결탭 고정부(1620) 및 외부단자(1630)을 포함하여 형성된다.
상기 회로기판(1610)은 전기소자(미도시) 및 회로 패턴층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 전기소자는 배터리들(1100)의 충전 상황이나 온도와 같은 상태정보를 취합하고 이들의 충/방전 동작을 제어하기 위하여 형성된다. 또한, 상기 회로기판(1610)은 배터리들(1100)과 전기적으로 연결된 연결탭이 고정되는 연결탭 고정부(1620)가 형성된다. 상기 연결탭 고정부(1620)는 연결탭의 일측에 형성된 리드가 관통되는 관통홀로 형성되어, 솔더링으로 고정될 수도 있다. 상기 외부단자(1630)는 외부 회로구성(미도시)과의 데이터 통신이나 외부 전원공급장치(미도시) 또는 외부 부하(미도시)와의 전원 수급을 위하여 형성될 수 있다.
상기 케이스(1700)는 상부 케이스(1710) 및 하부 케이스(1720)를 포함하여 형성된다.
상기 케이스(1700)는 하부 케이스(1720)의 내부에 배터리들(1100), 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500), 보호회로모듈(1600)이 수용되고, 상기 상부 케이스(1710)는 하부 케이스(1720)의 상부를 커버한다.
상기 하부 케이스(1720)는 케이스 플레이트(1721)의 끝단에 수직으로 연장된 케이스 측벽(1722)이 형성되어 내부에 수용공간이 형성된다. 또한, 상기 하부 케이스(1720)는 접합부 홀(1725, 1726)을 커버하도록 케이스의 외측에 라벨(1800)이 부착될 수 있다.
상기 케이스 플레이트(1721)는 격벽(1723), 리브(1724), 접합부 홀(1725, 1726) 및 연결탭 안착부(1727)를 포함하여 형성된다.
상기 격벽(1723)은 하부 케이스(1720)의 내부에 수용되는 배터리들(1100)의 이동을 억제하고, 각 배터리들(1100)을 정확한 위치에 안착하기 위하여 형성될 수 있다.
상기 리브(1724)는 돌기형상으로 형성될 수 있다. 상기 리브(1724)는 케이스 플레이트(1721)에서 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 안착되는 영역에 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 리브(1724)는 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)을 정확한 위치에 고정시킨다.
상기 접합부 홀(1725, 1726)은 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)에 대응되는 위치에 관통홀의 형태로 형성될 수 있다.
상기 접합부 홀(1725, 1726)은 제1 전극 접합부(1320, 1420, 1440, 1520) 및 제2 전극 접합부(1220, 1330, 1340, 1430)의 일측면을 노출시킨다. 또한, 상기 접합부 홀(1725, 1726)은 제1 전극 접합부(1320, 1420, 1440, 1520) 및 제2 전극 접합부(1220, 1330, 1340, 1430)의 열이 방출되는 통로일 수도 있다.
상기 제1 접합부 홀(1725)은 제2 접합부 홀(1726)보다 면적이 넓은 것으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 접합부 홀(1725)의 면적(BⅹC)은 제2 접합부 홀(1726)의 면적(DⅹE)보다 넓게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 접합부 홀(1725)은 제1 전극 접합부(1320, 1420, 1440, 1520)가 배터리의 양극과 연결되는 것으로 가정한다. 도 6을 참조하면, 상기 하부 케이스(1720)는 접합부 홀(1725, 1726)이 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 접합부 홀(1725, 1726)과 접합부의 형상은 사각형 또는 원형 등으로 다양하게 변형하여 실시 가능하다.
상기 연결탭 안착부(1727)는 배터리들(1100)와 케이스 플레이트(1721)의 사이에 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 안착되는 영역이 오목하게 들어가게 형성될 수 있다. 상기 연결탭 안착부(1727)는 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 두께만큼 오목하게 들어가게 형성될 수 있다. 상기 연결탭 안착부(1727)는 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 정확한 위치에 안착되게 하고, 케이스 플레이트(1721)에서 오목하게 들어간 영역에 의해 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 안착되어 안정적으로 고정되도록 한다. 또한 상기 연결탭 안착부(1727)는 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 안착되는 경로에 리브(1724)가 형성되고, 상기 리브(1724)가 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 고정홀(2111, 1311, 1411, 1511)에 삽입되어 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)을 고정한다.
상기 하부 케이스(1720)는 외측에 접합부 홀(1725, 1726)을 커버하도록 라벨(1800)이 부착될 수 있다. 상기 라벨(1800)은 하부 케이스(1720)의 전면 또는 접합부 홀(1725, 1726)에 대응되는 부분(1810, 1820)에 부착될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 배터리 팩(1000)의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 5a는 도 2의 하부 케이스를 도시한 평면도이다. 도 5b는 도 5a의 하부 케이스에 연결탭이 안착된 상태를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5c는 도 5b에 배터리가 안착된 상태를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5d는 도 5c의 배터리와 연결탭의 용접되는 공정을 설명하기 위하여 도3의 A-A’에 대응되도록 도시한 단면도이다.
상기 배터리 팩(1000)의 제조방법은 하부 케이스(1720) 준비단계, 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500) 안착단계, 배터리 안착단계 및 완성단계를 포함하여 형성된다.
상기 하부 케이스(1720) 준비단계는, 도 5a를 참조하면, 접합부 홀(1725, 1726)이 형성된 하부 케이스(1720)를 준비한다. 상기 하부 케이스(1720)는 배터리의 제1 전극탭과 연결된 접합부에 형성된 접합부 홀(1725)이 제2 전극탭과 연결된 접합부에 형성된 접합부 홀(1726) 보다 면적이 크게 형성될 수 있다. 상기 하부 케이스(1720)는 케이스 플레이트(1721)의 끝단에 수직으로 연장된 케이스 측벽(1722)이 형성되어 하부 케이스(1720)의 내부에 수용공간이 형성된다. 상기 수용공간에는 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)과 배터리들(1100)이 수용될 수 있다.
상기 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500) 안착단계는, 도 5b를 참조하면, 하부 케이스(1720)의 접합부 홀(1725, 1726)과 대응되는 위치에 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)가 위치되도록 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 안착된다. 상기 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)은 보호회로기판(1610)과 연결리드를 통하여 전기적으로 연결된다. 상기 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 연결부(1210, 1310, 1410, 1510)는 고정홀(2111, 1311, 1411, 1511)에 리브(1724)가 삽입되어 정확한 위치에 안정적으로 고정될 수 있다. 상기 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)는 일측면이 접합부 홀(1725, 1726)을 통하여 외부로 노출된다.
상기 배터리(1100) 안착단계는, 도 5c를 참조하면, 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)의 상면에 배터리들(1100)의 각 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 위치되도록 하부 케이스(1720)에 내부에 안착된다.
상기 용접단계는, 도 5d를 참조하면, 하부 케이스(1720) 내부에 안착된 후 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)와 배터리 전극탭을 용접한다. 상기 용접단계는 지그에 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)과 배터리들(1100)이 수용된 하부 케이스(1720)를 배치하여 용접한다. 상기 용접단계는 하부 케이스(1720) 상부에 제1 용접봉(2100)이 배치되고, 제2 용접봉(2200)은 접합부 홀(1725, 1726)을 통하여 외부로 노출된 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)의 하면에 배치되어 용접될 수 있다. 상기 용접단계는 스폿용접으로 용접될 수 있다. 상기 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500) 안착단계 및 배터리(1100) 안착 단계는 하부 케이스(1720) 내부에 정확한 위치에 안정적으로 안착되기 때문에 배터리 팩의 용접불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 하부 케이스(1720)에는 접합부 홀(1725, 1726)이 형성되어, 상기 하부 케이스(1720)에 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)과 배터리(1100)를 안착한 후 한번에 용접되어 제조공정을 단순화 할 수 있다. 또한, 상기 하부 케이스(1720) 내부에 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)이 정확한 위치에 고정되기 때문에 용접과정에서 연결탭(1200, 1300, 1400, 1500)의 접합부(1220, 1320, 1330, 1340, 1420, 1430, 1440, 1520)와 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 움직여서 용접불량이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 완성단계는 하부 케이스(1720)의 상부를 상부 케이스(1710)로 커버하여 배터리 팩(1000)을 제조한다. 또한, 상기 완성단계는 접합부 홀(1725, 1726)을 커버하도록 라벨(1800)이 부착되는 라벨 부착단계를 포함하여 배터리 팩(1000)을 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 팩 및 그의 제조방법을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: 배터리 팩 1100: 배터리
1110, 1120, 1130, 1140: 제1 배터리, 제2 배터리, 제3 배터리, 제4 배터리
1200: 제1 연결탭 1210: 제1 연결부
1220: 제1 접합부 1300: 제2 연결탭
1310: 제2 연결부 1320: 제2 접합부
1330: 제3 접합부 1340: 제4 접합부
1400: 제3 연결탭 1410: 제3 연결부
1420: 제5 접합부 1430: 제6 접합부
1440: 제7 접합부 1500: 제4 연결탭
1510: 제4 연결부 1520: 제8 접합부
1600: 보호회로모듈 1610: 회로기판
1620: 연결탭 고정부 1630: 외부단자
1700: 케이스 1710: 상부케이스
1720: 하부케이스 1721: 케이스 플레이트
1722: 케이스 측벽 1723: 격벽
1724: 리브 1725: 제1 접합부 홀
1726: 제2 접합부 홀 1727: 연결탭 안착부
1728: 제1 라벨 안착부 1729: 제2 라벨 안착부
1800: 라벨
2100: 제1 용접봉 2200: 제2 용접봉

Claims (18)

  1. 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 형성된 복수개의 배터리;
    상기 복수개의 배터리들을 전기적으로 연결하는 연결탭;
    상기 배터리 및 연결탭과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;
    상기 배터리, 연결탭 및 보호회로모듈을 수용하는 하부 케이스; 및
    상기 하부 케이스의 상부를 커버하는 상부 케이스를 포함하고,
    상기 하부 케이스는 상기 제1 전극탭 및 제2 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 접합부 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합부 홀은
    상기 제1 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 형성되는 제1 접합부 홀; 및
    상기 제2 전극탭과 연결탭이 연결되는 위치에 형성되는 제2 접합부 홀을 포함하고,
    상기 제1 접합부 홀은 상기 제2 접합부 홀보다 면적이 넓은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결탭은 배선과 상기 배선의 외측을 감싸는 절연층; 및
    상기 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭과 전기적으로 연결되는 접합부를 포함하고, 상기 접합부는 절연층이 제거된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 제1 전극탭과 연결되는 제1 접합부 및 상기 제2 전극탭과 연결되는 제2 접합부를 포함하고,
    상기 제1 접합부는 상기 제2 접합부보다 면적이 넓은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결탭은 상기 하부 케이스의 내부에 고정되도록 고정홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정홀은 상기 하부 케이스의 내부에 형성된 리브가 관통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 접합부 홀은 상기 접합부의 열이 방출되는 통로인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 접합부는 니켈 또는 니켈 합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 접합부는 일측 면이 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나와 연결되고, 타측 면이 상기 접합부 홀을 통해 상기 하부 케이스 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결탭은 상기 하부 케이스의 일부 영역이 오목하게 형성된 연결탭 안착부에 안착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 케이스는 상기 접합부 홀을 커버하도록 하부 케이스의 외측에 부착되는 라벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 접합부 홀이 형성된 하부 케이스가 준비되는 하부 케이스 준비단계;
    상기 하부 케이스의 접합부 홀과 대응되는 위치에 접합부가 위치되도록 연결탭이 안착되는 연결탭 안착단계;
    상기 접합부의 상면에 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭이 위치되도록 상기 하부 케이스에 안착되는 배터리 안착단계;
    상기 배터리가 하부케이스 내부에 안착된 후 상기 접합부와 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭이 용접되는 용접단계 및
    상기 접합부와 전극탭이 용접된 후 상기 하부 케이스의 상부가 상부 케이스로 커버되어 배터리 팩이 완성되는 배터리 팩 완성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연결탭 안착단계는 상기 하부 케이스에 형성된 리브가 상기 연결탭의 고정홀을 관통하여 상기 연결탭이 하부 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 용접단계는 상기 접합부 및 상기 배터리가 상기 하부 케이스에 안착된 상태에서 지그에 배치되어 용접되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 용접단계는 상기 배터리의 제1 전극탭 및 제2 전극탭 중에서 하나의 전극탭과 상기 접합부가 스팟용접 되는 것을 포함하는 배터리 팩의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 용접단계는 상기 접합부 홀을 통하여 노출된 접합부의 하부에 제1용접봉이 위치되고, 상기 배터리 제1 전극탭 및 제2 전극탭이 위치된 상부에 제2용접봉을 위치시켜 상기 제1용접봉과 제2용접봉으로 용접되는 것을 포함하는 배터리 팩의 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 케이스 준비단계는 배터리의 양극탭과 연결되는 제1 접합부가 위치되는 제1 접합부 홀의 면적이 배터리의 음극탭과 연결되는 제2 접합부가 위치되는 제2 접합부 홀의 면적보다 크게 형성된 하부 케이스를 제공하는 배터리 팩의 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 배터리 팩 완성 단계는 상기 접합부 홀이 커버되도록 라벨이 부착되는 라벨부착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 제조방법.
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