KR101364095B1 - 배터리 팩 및 배터리 팩 용 리드 전극 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 배터리 셀, 배터리 셀과 전기적으로 연결된 보호회로모듈, 배터리 셀을 수용하는 케이스, 및 보호회로모듈 및 배터리 셀 사이를 전기적으로 연결된 리드 전극을 포함하고, 리드 전극은, 복수의 셀 또는 보호회로모듈과 접속된 복수의 엔드 접속부들, 및 복수의 엔드 접속부들과 연결되며 엔드 접속부들의 두께 보다 두꺼운 두께를 갖는 몸체부;를 포함하는 배터리 팩 및 리드 전극에 관한 것이다.

Description

배터리 팩 및 배터리 팩 용 리드 전극{Battery Pack and lead electrode for the battery pack}
본 발명은 배터리 팩 및 배터리 팩 용 리드 전극에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야뿐만 아니라 에너지 저장 시스템에 이르기까지 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 그것이 사용되는 외부 전자 기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고 다수의 전지들이 전기적으로 연결된 형태로 사용되기도 한다. 예컨대, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동작이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등과 같은 중형 또는 대형의 장치는 출력 및 용량이 큰 문제로 다수의 전지들의 사용이 요구된다.
직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 셀에 보호회로 등을 접속한 배터리 팩이 사용된다. 배터리 팩의 제작에 있어서 충분한 출력 및 용량을 구비하기 위해서는 우선, 배터리 셀 간 전기적 연결이 안정적으로 이루어져야 한다. 또한, 점차 소형화 및 박형화되는 외부 전자 기기의 요구에 따라 배터리 팩도 점차 소형화되고 두께가 얇아지는 추세이다.
본 발명은 배터리 팩 및 배터리 팩 용 리드 전극에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결된 보호회로모듈; 상기 배터리 셀을 수용하는 케이스; 및 상기 보호회로모듈 및 상기 배터리 셀 사이에 전기적으로 연결된 리드 전극;을 포함하고, 상기 리드 전극은, 상기 복수의 셀 또는 상기 보호회로모듈과 접속된 복수의 엔드 접속부들; 및 상기 복수의 엔드 접속부들과 연결되며, 상기 엔드 접속부들의 두께 보다 두꺼운 두께를 갖는 몸체부;를 포함하는, 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부의 폭은 상기 몸체부의 폭 보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 상기 어느 하나의 엔드 접속 부는 상기 보호회로모듈에 접속될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 몸체부는 오버랩된 제1 금속층과 제2 금속층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는, 제1 금속층에 형성되며, 상기 제2 금속층과 오버랩되지 않은 채 제2 금속층을 지나 연장된 접속부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1,2 금속층은 용접 또는 도전성 접착제 중 적어도 어느 하나에 의해 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배터리 셀은 일 측에 형성된 전극 탭을 포함하며, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는 상기 전극 탭과 접속될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배터리 셀은 제1 측에 형성된 테라스부를 포함하고, 상기 몸체부의 폭은 상기 테라스부의 폭과 동일하거나 그보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부, 및 상기 몸체부는 다른 영역에 대하여 절곡될(구부러질) 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 몸체부의 폭은 상기 배터리 셀의 두께와 동일하거나 그 보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 리드 전극은 상기 몸체부를 둘러싸는 절연재를 더 포함하며, 상기 엔드 접속부 각각의 적어도 일 부분은 상기 절연재의 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나인 엔드 접속부 및 상기 배터리 셀 사이에서 접속되는 보조 리드 탭을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 보조 리드 탭은 홀을 더 포함하고,
상기 케이스는 상기 홀과 결합하는 돌기를 포함하며, 상기 홀과 돌기의 결합에 의해 상기 케이스에 대한 상기 보조 리드탭의 위치가 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부 및 상기 보조 리드 탭 사이에서 전기적으로 접속되는 TCO(Temperature cutoff)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는 홀을 포함하고, 상기 케이스는 상기 홀과 결합하는 돌기를 포함하며, 상기 홀과 돌기의 결합에 의해 상기 케이스에 대한 상기 어느 하나의 엔드 접속부의 위치가 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 엔드 접속부들; 및 상기 복수의 엔드 접속부들과 연결되며, 상기 엔드 접속부들의 두께 보다 두꺼운 두께의 몸체부;를 포함하는 배터리 팩용 리드 전극을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부의 폭은 상기 몸체부의 폭 보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 몸체부는 오버랩된 제1금속층과 제2 금속층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1,2 금속층은 용접 또는 도전성 접착제 중 적어도 어느 하나에 의해 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 몸체부를 둘러싸는 절연재를 더 포함하며, 상기 엔드 접속부들 각각은 상기 절연재의 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 2층의 금속으로 형성되어 폭이 좁게 형성된 몸체부를 구비한 리드 플레이트를 이용하므로 좁은 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 전극 접속부와 단자 접속부를 1층의 금속으로 형성함으로써 용접을 용이하게 수행할 수 있다.
단일층의 금속으로 형성된 단자 접속부는 폭을 넓게 형성함으로써 저항 상승을 방지할 수 있으며, 두께가 얇게 형성되므로 배터리 팩의 전체적 두께를 최소화할 수 있다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 1B는 도 1A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 1C는 도 1A의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2B는 도 2A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 2C는 도 2A의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3B는 도 3A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 3C는 도 3A의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 5A는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제1 리드 플레이트, TCO 및 보조 리드 탭을 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 5B는 도 5A의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제3 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 4에 나타난 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제1 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제3 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 이하에서는 이해를 돕기 위해 동일한 부재에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용한다. 본 명세서에서 "연결된다"는 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 부재를 매개로 연결되는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 "리드 플레이트"는 리드 전극을 나타내며, "엔드 접속부"는 리드 플레이트의 몸체부로부터 연장된 접속부들로서, 전극 접속부와 단자 접속부를 포함한다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 1B는 도 1A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 1C는 도 1B의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
리드 플레이트(10)는 배터리 팩을 구성하는 구성요소들을 전기적으로 연결시켜주는 매체로서, 복수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하거나, 배터리 셀과 보호회로모듈을 전기적으로 연결할 수 있다. 또는, 이하에서 설명하는 바와 같이 복수의 배터리 셀과 보호회로모듈을 동시에 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있다.
도 1A를 참조하면, 리드 플레이트(리드 전극)(10)는 적어도 2개의 금속층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 리드 플레이트(10)는 제1 금속층(11)과 제2 금속층(12)으로 형성되며, 제1,2 금속층(11, 12)은 전류의 흐름을 위해 도전성 소재를 포함한다. 도전성 소재로는 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다. 제1 금속층(11)과 제2 금속층(12)은 스팟, 초음파, 레이저, 납땜 등에 의한 용접에 의해 일체화될 수 있다. 이 때 제1 금속층(11)과 제2 금속층(12)의 부착성을 향상시키기 위해 제1,2 금속층(11, 12)은 동일한 소재를 포함할 수 있다. 또는, 제1 금속층(11)과 제2 금속층(12)은 도전성 접착제에 의해 일체화될 수 있다.
제1 금속층(11)은 제1 몸체부(11a), 제1 몸체부(11a)로부터 일방향으로 연장된 단자 접속부(11c)를 포함할 수 있다. 제1 몸체부(11a)는 대략 T자의 형상으로 형성되며, 제1 몸체부(11a)의 폭은 단자 접속부(11c)의 폭에 비하여 좁게 형성된다.
제2 금속층(12)은 제1 몸체부(11a)와 포개어 지도록 대략 T자 형상의 제2 몸체부(12a)를 구비할 수 있다. 다만, 제2 몸체부(12a)의 단부는 이와 대응되는 제1 몸체부(11a)의 단부 보다 짧게 형성되므로, 제1,2 금속층(11, 12)이 포개어질 때 제1 몸체부(11a)의 단부는 제2 금속층(12)과 포개어지지 않고 그대로 노출되는 전극 접속부(11b)를 형성한다. 전극 접속부(11b)는 용접을 통해 배터리 셀의 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1,2 금속층(11, 12)이 포개어질 때, 제1 금속층(11) 중 제2 금속층(12)과 포개어지지 않은 영역은 제1 몸체부(11a)의 단부 이외에도 단자 접속부(11c)가 있다. 단자 접속부(11c)는 제1 몸체부(11a)로부터 일 방향으로 연장되며, 제1 몸체부(11a)에 비하여 폭이 넓게 형성될 수 있다. 단자 접속부(11c)는 용접을 통해 보호회로모듈의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1B를 참조하면, 제1,2 금속층(11, 12)이 포개어져 일체화됨으로써 리드 플레이트(10)가 형성된다. 이 때, 제1 몸체부(11a)와 제2 몸체부(12a)가 포개어지면서 리드 플레이트(10)의 몸체부(10a)를 형성하고, 제2 몸체부(12a)와 포개어지지 않은 제1 몸체부(11a)의 단부, 즉 전극 접속부(11b)와 단자 접속부(11c)는 각각 리드 플레이트(10)의 전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)를 형성한다. 리드 플레이트(10)의 몸체부(10a)는 2층의 금속인데 반하여 전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)는 모두 1층의 금속으로 형성된다.
전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)가 1개의 금속층으로 형성되므로 용접이 용이하다. 만약, 전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)가 2개의 금속층으로 형성된다면 전극 접속부(10b) 또는 단자 접속부(10c)를 구성하는 금속층 사이의 용접 및 이들과 용접되는 구성 요소(예컨대, 셀의 전극 또는 보호회로모듈의 단자)와의 용접이 모두 수행되어야 하므로 용접 공정이 증가할 뿐만 아니라 이들 사이의 결착력도 본 발명의 실시예에 따른 1층의 전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)의 경우에 비하여 떨어지게 된다.
리드 플레이트(10)의 몸체부(10a)는 2개의 금속층이 포개어져 두께가 증가한 상태이므로 1층의 금속만으로 형성된 리드 플레이트에 비하여 폭을 줄일 수 있다. 바꾸어 말하면, 리드 플레이트(10)의 폭을 줄이면서 저항의 증가를 방지하기 위해 리드 플레이트(10)의 몸체부(10a)는 적어도 2층의 금속을 포함할 수 있다. 반면에, 단자 접속부(10c)는 1층의 금속으로 형성되므로, 리드 플레이트(10)의 몸체부(10a)에 비하여 저항이 증가될 있다. 이와 같은 저항 증가를 방지하기 위해 단자 접속부(10c)의 폭(wc)은 몸체부(10a)의 폭(wa) 보다 크게 형성될 수 있다.
도 1C를 참조하면, 리드 플레이트(10)는 전기적 접속을 위한 부분을 남기고 절연재(S)로 둘러싸여 주변 기기에 대한 단락을 방지할 수 있다. 예컨대, 절연재(S)는 리드 플레이트(10)의 전극 접속부(10b)와 단자 접속부(10c)를 제외하고 리드 플레이트(10)를 둘러쌀 수 있다. 절연재(S)는 폴리이미드(PI)와 같은 소재를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 단자 접속부(10c)의 길이가 길게 형성되므로 절연재(S)는 단자 접속부(10c)의 단부를 노출시킨 채 단자 접속부(10c)의 나머지 영역을 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 단자 접속부(10c)는 전극 접속부(10b)처럼 짧게 형성될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 단자 접속부(10c)는 전극 접속부(10b)와 마찬가지로 절연재(S)에 의해 둘러싸이지 않고 그대로 노출될 수 있으며, 단자 접속부(10c)의 폭도 몸체부(10a)에 비하여 크게 형성되지 않을 수 있다.
도 2A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고 도 2B는 도 2A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 2C는 도 2A의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리드 플레이트(리드 전극)(20)도 제1 금속층(21)과 제2 금속층(22)이 용접이나 도전성 접착제에 의하여 일체화됨으로써 형성될 수 있다. 일 실싱예로서, 제1 금속층(21)과 제2 금속층(22)의 용접에 의한 부착성을 향상시키기 위하여 동일한 금속성 소재를 포함할 수 있음은 물론이다.
제1 금속층(21)은 제1 몸체부(21a)와 제1 몸체부(21a)로부터 일방향으로 연장된 단자 접속부(21c)를 포함할 수 있다. 제1 몸체부(21a)는 대략 일자형의 형상으로 형성될 수 있으며, 단자 접속부(21c)는 L자 형으로 형성될 수 있다.
제2 금속층(22)은 제1 몸체부(21a)와 포개어지도록 대략 일자형의 형상으로 형성되며, 제1 몸체부(21a)에 비하여 길이가 짧게 형성된 제2 몸체부(22a)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1,2 금속층(21, 22)이 포개어질 때 제1 몸체부(21a)의 양 단부는 제2 금속층(22)과 포개어지지 않은 채 그대로 노출되어 전극 접속부(21b)를 형성할 수 있다.
도 2B를 참조하면, 제1,2 금속층(21, 22)이 포개어져 형성된 리드 플레이트(20)는 2층의 금속으로 형성된 몸체부(20a)와, 1층의 금속인 전극 접속부(20b) 및 단자 접속부(20c)를 포함한다. 전극 접속부(20b)는 몸체부(20a)의 양 단에서 연장되어 셀의 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 단자 접속부(20c)는 몸체부(20a)의 일측에서 연장되어 보호회로모듈의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
리드 플레이트(20)의 몸체부(20a)는 2층의 금속이 포개어져 두께가 증가한 상태이므로 1층의 금속만으로 형성된 리드 플레이트에 비하여 폭을 줄일 수 있다. 반면에, 단자 접속부(20c)는 1층의 금속으로 형성되므로, 리드 플레이트(20)의 몸체부(20a)에 비하여 저항이 증가될 수 있다. 이와 같은 저항 증가를 막기 위해 단자 접속부(20c)의 폭(wc)은 몸체부(20a)의 폭(wa)에 비하여 크게 형성될 수 있다.
도 2B의 확대된 부분을 참조하면, 단자 접속부(20c)와 몸체부(20a)는 서로에 대하여 대략 수직으로 절곡될 수 있다. 이와 같이 절곡됨으로써 복수의 배터리 셀과 보호회로모듈의 다양한 배치 상태에 능동적으로 대처할 수 있다.
도 2C를 참조하면, 리드 플레이트(20)는 전기적 연결을 위한 부분을 남기고 절연재(S)로 둘러싸여 주변 기기에 대한 단락을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는 전극 접속부(20c)가 길이 방향으로 연장된 상태이므로 전극 접속부(20c)의 단부를 제외한 나머지 영역이 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다.
도 3A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리드 플레이트를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 3B는 도 3A의 리드 플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 3C는 도 3A의 리드 플레이트가 절연재로 피복된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리드 플레이트(리드 전극)(30도 제1 금속층(31)과 제2 금속층(32)이 용접이나 도전성 접착제 등에 의하여 일체화됨으로써 형성될 수 있다. 이 때 제1 금속층(31)과 제2 금속층(32)의 용접에 의한 부착성을 향상시키기 위하여 동일한 금속성 소재를 포함할 수 있다.
제1 금속층(31)은 제1 몸체부(31a)와, 제 1 몸체부(31a)로부터 일방향으로 연장된 단자 접속부(31c), 및 제1 몸체부(31a)의 일측으로부터 일 방향으로 연장된 전극 접속부(31c)를 포함할 수 있다. 제1 몸체부(31a)는 대략 일자형의 형상으로 형성될 수 있으며, 단자 접속부(31c)는 L자형으로 형성될 수 있다. 제2 금속층(32)은 제1 몸체부(31a)와 포개어지도록 대략 일자형의 형상으로 형성된 제2 몸체부(32a)를 포함할 수 있다.
제1,2 금속층(31, 32)이 포개어져 리드 플레이트(30)를 형성할 때, 제1 금속층(31)의 단자 접속부(31c)와 전극 접속부(31b)는 제2 금속층(32)과 포개어지지 않는다.
도 3B를 참조하면, 제1,2 금속층(31, 32)이 포개어져 형성된 리드 플레이트(30)는 2층의 금속으로 형성된 몸체부(31a)와, 1층의 금속인 전극 접속부(30b) 및 단자 접속부(30c)를 포함한다. 전극 접속부(30b)는 몸체부(30a)의 일측에서 돌출되어 셀의 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 단자 접속부(30c)는 몸체부(30a)의 일측에서 연장되어 보호회로모듈의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
리드 플레이트(30)의 몸체부(30a)는 2층의 금속이 포개어져 두께가 증가한 상태이므로 1층의 금속만으로만 형성된 리드 플레이트에 비하여 폭을 줄일 수 있다. 반면에, 단자 접속부(30c)는 1층의 금속으로 형성되므로, 리드 플레이트(30)의 몸체부(30a)에 비하여 저항이 증가되므로, 이와 같은 저항 증가를 막기 위해 단자 접속부(30c)의 폭(wc)은 몸체부(30a)의 폭(wa)에 비하여 크게 형성될 수 있다.
도 3B의 확대된 부분을 참조하면, 전극 접속부(30b)는 리드 플레이트(30)의 몸체부(30a)에 대하여 절곡될 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 셀과 보호회로모듈이 다양하게 배치되더라도, 리드 플레이트(30)은 적절한 위치에 배치될 수 있다.
예컨대, 전극 접속부(30b)는 리드 플레이트(30)의 몸체부(30a)와 대략 평행하도록 몸체부(30a)를 향해 절곡될 수 있다. 이 때 절곡된 전극 접속부(30b)가 몸체부(30a)의 폭 방향으로 더 돌출되지 않도록, 전극 접속부(30b)의 폭(wb)은 몸체부(30a)의 폭(wa)과 동일하거나 그보다 작게 형성될 수 있다.
도 3C를 참조하면, 리드 플레이트(30)는 전기적 연결을 위한 부분을 남기고 절연재(S)로 둘러싸여 주변 기기에 대한 단락을 방지할 수 있다. 본 실시예에서는 단자 접속부(30c)가 길이 방향으로 연장된 상태이므로 단자 접속부(30c)의 단부를 제외한 나머지 영역이 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 리드 플레이트(10, 20, 30)는 적어도 2층의 금속을 사용함으로써 몸체부(10a, 20a, 30a)의 두께를 증가시키고 폭을 감소시킬 수 있다. 저항의 증가를 방지하면서 몸체부(10a, 20a, 30a)의 폭을 줄일 수 있으므로 좁은 공간에서도 셀의 전극 간, 셀과 보호회로모듈을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 용접이 수행되는 전극 접속부(10b, 20b, 30b)와 단자 접속부(10c, 20c, 30c)는 1층의 금속으로 형성됨으로써 용접을 통한 전기적 연결을 용이하게 수행할 수 있다.
그리고, 1층의 금속인 단자 접속부(10c, 20c, 30c)의 폭을 몸체부(10a, 20a, 30a)의 폭 보다 크게 형성함으로써, 2층의 금속인 몸체부(10a, 20a, 30a)를 흐르던 전류가 단자 접속부(10c, 20c, 30c)를 흐를 때 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 리드 플레이트(리드 전극)를 이용한 배터리 팩을 설명한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 복수의 배터리 셀(410), 보호회로모듈(420), 하부 케이스(431)와 상부 케이스(432), 복수의 배터리 셀(410)과 보호회로모듈(420)을 전기적으로 연결하는 제1 리드 플레이트(440), 제2 리드 플레이트(450) 및 제3 리드 플레이트(460)를 포함한다.
배터리 셀(410)은 폴리머 셀일 수 있다. 예컨대, 양극판과 음극판, 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터가 젤리-롤 형태로 권취된 전극 조립체가 전해질과 함께 파우치에 수용됨으로써 배터리 셀(410)이 제작될 수 있다. 이 경우, 양극판과 음극판과 전기적으로 연결된 양극 탭(411a) 및 음극 탭(411b)의 전극 탭(411)이 배터리 셀(410)의 일측으로부터 인출될 수 있다.
보호회로모듈(420)은 복수의 배터리 셀(410)의 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 보호회로모듈(420)은 저항과 콘덴서와 같은 수동 소자나 전계 트랜지스터와 같은 능동소자를 포함하는 안전소자, 또는 직접회로들을 구비할 수 있다.
보호회로모듈(420)는 복수의 배터리 셀(410)과의 전기적 연결을 위한 단자(422)를 포함할 수 있다. 보호회로모듈(420)은 외부 전자 기기와의 전기적 연결을 위한 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다.
하부 케이스(431)와 상부 케이스(432)는 서로 마주보도록 형성되며 복수의 배터리 셀(410)과 보호회로모듈(420)을 수용한다. 하부 케이스(431)는 복수의 배터리 셀(410)과 보호회로모듈(420)이 수용되는 수용 공간을 정의하며 전기적 단락을 방지하는 격벽(B)을 포함할 수 있다.
하부 케이스(431)와 상부 케이스(432)는 전기적 절연 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 하부 케이스(431)와 상부 케이스(432)는 플라스틱과 같은 절연성 수지의 사출 성형물일 수 있다. 또는, 하부 케이스(431)와 상부 케이스(432)는 소정의 강성을 갖는 절연 필름으로 제작될 수 있다. 또는, 하부 케이스(431)와 상부 케이스(432) 얇은 금속성 소재를 포함하되 외측면이 절연 필름으로 코팅된 상태일 수 있다.
제1 내지 제3 리드 플레이트(440, 450, 460)는 복수의 배터리 셀(410)을 전기적으로 연결하고 동시에 이들 배터리 셀(410)과 보호회로모듈(420)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예컨대, 제1 리드 플레이트(440)는 죄측에 놓인 3개의 배터리 셀들(410)의 양극과 전기적으로 연결되고, 제2 리드 플레이트(450)는 우측에 놓인 3개의 배터리 셀들(410)의 음극과 전기적으로 연결되어 배터리 팩(400)의 대전류단을 형성할 수 있다. 제3 리드 플레이트(460)는 죄측에 놓인 3개의 배터리 셀(410)의 음극과 전기적으로 연결되고, 우측에 놓인 3개의 배터리 셀(410)의 양극과 전기적으로 연결되어 6개의 배터리 셀(410)을 직렬 연결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 6개의 배터리 셀(410)을 포함하는 구조이다. 본 발명의 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(400)이 이와 같은 구조로 한정되는 것은 아니다.
도 5A는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제1 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이고, 도 5B는 도 5A의 분해 사시도이다.
도 5A 및 5B를 참조하면, 제1 리드 플레이트(440)는 2층의 금속을 일체화함으로써 제1 리드 플레이트(440)의 몸체부(440a)를 형성하고 전극 접속부(440b)와 단자 접속부(440c)가 형성된다. 이 때, 제1 리드 플레이트(440)의 몸체부(440a)는 2층의 금속이고, 전극 접속부(440b)와 단자 접속부(440c)는 1층의 금속이며, 용접을 통한 전기적 접속 부분을 제외하고 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다. 제1 리드 플레이트(440)의 구체적 구성은 도 1A 및 도 1B를 참조하여 설명한 내용과 같으므로 해당 내용으로 갈음한다.
제1 리드 플레이트(440)는 3개의 배터리 셀(410)의 양극과 전기적으로 연결되기 위하여 3개의 전극 접속부(440b)를 포함할 수 있다. 전극 접속부(440b)가 배터리 셀(410)의 양극과 전기적으로 연결될 때, 이들을 매개하는 부재로서 보조 리드 탭(444)이 더 포함될 수 있다.
보조 리드 탭(444)은 단일 금속층으로서, 일측은 전극 접속부(440b)와 전기적으로 연결되고, 타측은 배터리 셀(410)의 양극인 양극 탭(411a)과 직접 용접된다.
보조 리드 탭(444)의 일측과 전극 접속부(440b) 사이에는 TCO(442: temperature cutoff)가 연결될 수 있다. TCO(442)는 보조 리드 탭(444)의 일측 및 전극 접속부(440b)와 용접과 같은 방법에 의해 연결될 수 있다. TCO(442)는 배터리 셀들(410)의 온도가 기준치를 초과하는 경우 전류를 차단하는 퓨즈(FUSE)로서의 기능을 수행할 수 있다.
보조 리드 탭(444)에는 홀(h)이 형성된다. 보조 리드 탭(444)의 홀(h)이 하부 케이스(431)에 형성된 돌기(미도시)에 끼워진 상태에서 보조 리드 탭(444)의 일측이 배터리 셀(410)의 양극 탭(411a)과 용접될 수 있다. 예컨대, 홀(h)은 원형, *형 또는 +형 또는 이들이 결합된 형태로 형성될 수 있다.
한편, 보조 리드 탭(444)과 제1 리드 플레이트(440)이 용접을 통해 기계적으로 연결되어 있으므로, 제1 리드 플레이트(440)의 위치도 고정될 수 있다. 따라서 배터리 팩(400)에 외부 진동이 전달되더라도 제1 리드 플레이트(440)와 배터리 셀들(410)의 전기적 연결이 안정적으로 유지될 수 있다.
제1 리드 플레이트(440)는 배터리 셀들(410)과 보호회로모듈(420)을 전기적으로 연결하기 위하여 단자 접속부(440c)를 포함한다. 단자 접속부(440c)는 제1 리드 플레이트(440)의 일측으로부터 연장되며, 절연재(S)에 의해 둘러싸이지 않은 단부는 보호회로모듈(420)과 용접을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이상에서는 제1 리드 플레이트(440)가 TCO(442) 및 보조 리드 탭들(444)과 전기적으로 연결되는 구성을 설명하였으나, 이와 같은 구조는 제2 리드 플레이트(450)의 경우도 마찬가지이다. 다만, 제2 리드 플레이트(450)는 우측에 놓은 배터리 셀들(410)의 음극인 음극 탭(411b)와 전기적으로 연결되는 점에서만 차이가 있을 뿐 구체적 구조는 제1 리드 플레이트(440)과 동일 또는 유사하므로, 제2 리드 플레이트(450)에 대한 구체적 설명은 도 5A 및 도 5B를 참조하여 설명한 내용으로 갈음한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제3 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제3 리드 플레이트(리드 전극)(460)도 2층의 금속을 일체화함으로써 몸체부(460a)를 형성하고 전극 접속부(460b)와 단자 접속부(460c)가 형성된다. 제3 리드 플레이트(460)의 몸체부(460a)는 2층의 금속이고, 전극 접속부(460b)와 단자 접속부(460c)는 1층의 금속이며, 용접과 같은 방식에 의한 전기적 접속 부분을 제외하고 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제3 리드 플레이트(460)의 전극 접속부(460b) 중 일부는 배터리 셀들(410)의 양극과, 나머지들은 배터리 셀(410)의 음극과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 좌측에 놓인 3개의 전극 접속부(460b)는 3개의 배터리 셀(410)의 음극과 용접되고, 우측에 놓인 3개의 전극 접속부(460b)는 나머지 3개의 배터리 셀(410)의 양극과 용접될 수 있다.
복수의 전극 접속부(460b) 중 적어도 어느 하나에는 홀(h)이 형성되어 하부 케이스(431)에 형성된 돌기(미도시)에 끼워질 수 있다. 홀(h)은 원형, *형 또는 +형 또는 이들이 결합된 형태로 형성될 수 있다. 홀(h)과 돌기의 결합을 통해 제3 리드 플레이트(460)의 위치가 고정될 수 있다. 따라서, 배터리 팩(400)에 외부 진동이 전달되더라도 제3 리드 플레이트(460)와 배터리 셀들(410)의 전기적 연결이 안정적으로 유지될 수 있다.
제3 리드 플레이트(460)의 단자 접속부(460c)는 몸체부(460a)로부터 일측으로 연장되며 몸체부(460a)의 폭 보다 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 단자 접속부(460c)의 단부는 보호회로모듈(420)과 용접을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 복수의 배터리 셀들(410)이 하부 케이스(431)에 수용된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 리드 플레이트(440)에 의해 전기적으로 연결되는 배터리 셀들(410) 중 2개의 배터리 셀(410)은 전극 탭(411)이 우측 방향을 향하도록 하부 케이스(431)에 수용되며 나머지 하나의 배터리 셀(미도시)은 전극 탭이 후방을 향하도록 하부 케이스(431)에 수용될 수 있다. 배터리 셀(410)의 일 측변, 예컨대 전극 탭(411)이 인출된 측변에는 테라스부(413)가 구비되어 있다.
배터리 셀들(410)은 제1 리드 플레이트(440)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 플레이트(440)의 전극 접속부(440b)와 전기적으로 연결된 보조 리드 탭(444)이 배터리 셀들(410)의 전극 탭(411)과 용접됨으로써 복수의 배터리 셀(410)이 전기적으로 연결될 수 있다. 보조 리드 탭(444)과 전극 접속부(440b) 사이에 TCO(442)가 구비될 수 있음은 앞서 언급한 바와 같다.
제1 리드 플레이트(440)는 각각의 배터리 셀(410)의 테라스부(413) 상에 배치될 수 있다. 제1 리드 플레이트(440)의 폭, 예컨대 몸체부(440a)의 폭(wa)은 테라스부(413)의 폭(wt)과 같거나 작게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 2층의 금속을 포개어 형성함으로써 저항 증가를 방지하면서 제1 리드 플레이트(440)의 몸체부(440a)의 폭을 좁게 형성할 수 있으므로 테라스부(413) 상의 좁은 공간에도 제1 리드 플레이트(440)가 배치될 수 있다.
제1 리드 플레이트(440)가 테라스부(413) 상에 배치되면서, 제1 리드 플레이트(440)와 연결된 보조 리드 탭(444)은 전극 탭(411) 상에 배치된다. 보조 리드 탭(444)의 일단은 양극 탭(411a)과 용접될 수 있다.
보조 리드 탭(444)과 전극 탭(411)의 용접을 용이하게 하기 위하여 하부 케이스(431)에는 관통공(H)이 구비될 수 있다. 보조 리드 탭(444)의 단부와 양극 탭(411a)이 포개어진 상태에서 상부와 하부에 용접봉(미도시)을 적용하여 용접을 수행할 수 있다. 이 때, 하부에 위치하는 용접봉은 관통공(H)을 통과하여 전극 탭(411)과 접촉하고 상부에 위치하는 용접봉은 보조 리드 탭(444)의 단부와 접촉한다.
보조 리드 탭(444)에는 홀(h)이 형성될 수 있다. 예컨대, 보조 리드 탭(444)에는 홀(h)이 형성되고, 하부 케이스(431)에는 이와 대응되는 위치에 돌기(p)가 구비될 수 있다. 보조 리드 탭(444)에 형성된 홀(h)이 돌기(p)에 끼워지면서 보조 리드 탭(444)의 위치가 고정되어 용접이 용이하게 수행될 수 있다. 또한, 보조 리드 탭(444)의 위치가 고정되면서 보조 리드 탭(444)과 연결된 제1 리드 플레이트(440)의 위치도 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제1 리드 플레이트(440)에 의해 전기적으로 연결되는 3개의 배터리 셀(410)이 구비된 영역에 대하여 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예컨대, 도 7을 참조하여 설명한 하부 케이스에 형성된 관통홀(H)은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀(410)의 전극 탭(411)과 대응되는 위치에 모두 형성될 수 있다.
또한, 제2 리드 플레이트(450)와 연결된 보조 리드 탭 및 제3 리드 플레이트(460)의 전극 접속부(460b)에도 홀(h)이 형성되고, 이와 대응되는 돌기(p)가 하부 케이스(431)에 형성될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(500)은 복수의 배터리 셀(510), 보호회로모듈(520), 하부 케이스(531)와 상부 케이스(532), 복수의 배터리 셀(510)과 보호회로모듈(520)을 전기적으로 연결하는 복수의 리드 플레이트(540, 550, 560, 570, 580)를 포함한다.
배터리 셀(510)은 각형 셀일 수 있다. 예컨대, 양극판과 음극판, 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터가 젤리-롤 형태로 권취된 전극 조립체가 전해질과 함께 각형의 캔에 수용됨으로써 배터리 셀(501)이 제작될 수 있다.
배터리 셀(510)의 일면에는 돌출된 형태로 형성된 전극 단자(511)를 포함하며, 전극 단자(511)는 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결되어 음극을 형성할 수 있다. 이 때 전극 조립체를 수용한 캔은 전극 조립체의 양극판과 전기적으로 연결되어 양극으로의 역할을 할 수 있다. 본 발명에서 도시되지는 않았으나, 전기적 단락을 방지하기 위해 음극인 전극 단자(511)가 구비된 면의 반대 면을 남기고 캔의 외면은 절연 처리될 수 있다.
보호회로모듈(520)은 복수의 배터리 셀(510)의 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 보호회로모듈(520)은 저항과 콘덴서와 같은 수동 소자나 전계 트랜지스터와 같은 능동소자를 포함하는 안전소자, 또는 직접회로들을 구비할 수 있다.
보호회로모듈(520)는 복수의 배터리 셀(510)과의 전기적 연결을 위한 단자(522)를 포함하며, 외부 전자 기기와의 전기적 연결을 위한 커넥터를 포함할 수 있다.
하부 케이스(531)와 상부 케이스(532)는 서로 마주보도록 형성되며, 복수의 배터리 셀(510)과 보호회로모듈(520)을 수용한다. 하부 케이스(531)는 복수의 배터리 셀(510)과 보호회로모듈(520)이 수용되는 수용 공간이 구획하며, 전기적 단락을 방지하는 격벽을 포함할 수 있다.
하부 케이스(531)와 상부 케이스(532)는 전기적 절연 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 하부 케이스(531)와 상부 케이스(532)는 플라스틱과 같은 절연성 수지의 사출 성형물일 수 있다. 또는, 하부 케이스(531)와 상부 케이스(532) 소정의 강성을 갖는 절연 필름으로 제작될 수 있다. 또는, 하부 케이스(531)와 상부 케이스(532)는 얇은 금속성 소재를 포함하되 외측면이 절연 필름으로 코팅된 상태일 수 있다.
리드 플레이트(540, 550, 560, 570, 580)는 복수의 배터리 셀(510)을 전기적으로 연결하고 동시에 이들 배터리 셀(510)과 보호회로모듈(520)을 전기적으로 연결할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 셀(510)은 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 배터리 팩(400)의 제1,2 리드 플레이트(440, 450)와 같이 외부에 TCO(422) 및 보조 리드 탭(444)을 구비하지 않고 내장형 퓨즈(미도시)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 병렬 연결된 2개의 배터리 셀들(510)이 직렬 연결된 구조의 배터리 팩(500)에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(500)이 이와 같은 구조로 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제1 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 제1 리드 플레이트(540)는 2층의 금속이 일체화됨으로써 몸체부(540a)를 형성하고 전극 접속부(540b)와 단자 접속부(540c)가 형성된다. 이 때, 제1 리드 플레이트(540)의 몸체부(540a)는 2층의 금속이고, 전극 접속부(540b)와 단자 접속부(540c)는 1층의 금속이며, 용접을 통한 전기적 접속 부분을 제외하고 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다. 제1 리드 플레이트(540)의 구체적 구성은 도 2A 및 도 2B를 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 해당 내용으로 갈음한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 리드 플레이트(540)의 몸체부(540a)의 폭은 배터리 셀(510)의 두께와 동일하거나 그보다 작게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 2층의 금속을 포개어 형성함으로써 저항 증가를 방지하면서 몸체부(540a)의 폭을 좁게 형성할 수 있으므로, 제1 리드 플레이트(540)의 몸체부(540a)는 얇은 두께의 배터리 셀들(510)의 측면을 따라 배치할 수 있다.
제1 리드 플레이트(540)의 전극 접속부(540b)는 배터리 셀(510)의 전극, 예컨대 좌전방에 구비된 2개의 배터리 셀(510)의 양극과 용접될 수 있다. 전극 접속부(540b)는 1층의 금속이므로 이들 사이의 용접이 용이하게 이루어질 수 있다.
제1 리드 플레이트(540)의 단자 접속부(540c)는 보호회로모듈(520)의 단자(522)와 용접되며, 배터리 셀(510)의 상면과 평행하도록 몸체부(540a)에 대하여 대략 수직으로 절곡될 수 있다. 만약, 단자 접속부(540c)가 2층의 금속으로 형성된다면, 배터리 셀(510)의 상면을 지나는 단자 접속부(540c)의 두께에 의해 배터리 팩(500)의 두께가 전체적으로 상승된다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 단자 접속부(540c)는 1층의 금속이므로 배터리 팩(500)의 전체적 두께를 최소화할 수 있다.
제1 리드 플레이트(540)는 좌전방에 구비된 2개의 배터리 셀(510)의 양극과 용접되어 대전류단의 양극을 형성하며, 제2 리드 플레이트(550)는 제1 리드 플레이트(540)와 인접하게 구비되며, 좌후방에 배치된 2개의 배터리 셀(510)의 음극과 용접되어 대전류단의 음극을 형성할 수 있다. 제2 리드 플레이트(550)의 구체적 구성은 제1 리드 플레이트(540)의 구성과 동일하므로 구체적 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 사용된 제3 리드 플레이트를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 10을 참조하면, 제3 리드 플레이트(560)는 2층의 금속을 일체화함으로써 몸체부(560a)를 형성하고 전극 접속부(560b)와 단자 접속부(560c)가 형성된다. 이 때, 제3 리드 플레이트(560)의 몸체부(560a)는 2층의 금속이고, 전극 접속부(560b)와 단자 접속부(560c)는 1층의 금속이며, 용접을 통한 전기적 접속 부분을 제외하고 절연재(S)로 둘러싸일 수 있다.
제3 리드 플레이트(560)의 전극 접속부(560b)는 배터리 셀(510)의 전극과 용접되며, 몸체부(560a)와 대략 평행하도록 몸체부(560a)를 향해 절곡될 수 있다. 이 때 절곡된 전극 접속부(560b)가 몸체부(560a)의 폭 방향으로 더 돌출되지 않도록 전극 접속부(560b)의 폭이 몸체부(560a)의 폭과 동일하거나 그보다 작게 형성됨은 앞서 도 3A 및 도 3B를 참조하여 설명한 바와 같다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 제3 리드 플레이트(560)의 몸체부(560a)의 폭은 배터리 셀(510)의 두께와 동일하거나 그보다 작게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 2층의 금속을 포개어 형성함으로써 저항 증가를 방지하면서 몸체부(560a)의 폭을 좁게 형성할 수 있으므로, 제3 리드 플레이트(560)의 몸체부(560a)는 두께가 얇은 배터리 셀들(510)의 측면을 따라 배치될 수 있다.
제3 리드 플레이트(560)의 단자 접속부(560c)는 보호회로모듈(520)의 단자(522)와 용접되며, 배터리 셀(510)의 상면과 평행하도록 몸체부(560a)에 대하여 대략 수직으로 절곡될 수 있다. 단자 접속부(560c)는 1층의 금속이므로, 배터리 팩(500)의 전체적 두께 상승을 최소화할 수 있다.
제3 리드 플레이트의 몸체부(560a)를 흐르던 전류가 단자 접속부(560c)를 지날 때 저항이 상승되는 것을 방지하기 위해 단자 접속부(560c)의 폭이 몸체부(560a)의 폭보다 크게 형성됨은 앞서 설명한 바와 같다.
제3 리드 플레이트(560)는 후방에 배치된 4개의 배터리 셀(510)을 전기적으로 연결하며, 제4 리드 플레이트(570)는 제3 리드 플레이트(560)와 실질적으로 대칭적으로 구비되어 하방에 배치된 4개의 배터리 셀(510)을 전기적으로 연결한다. 제5 리드 플레이트(580)는 우측 방향에 배치된 4개의 배터리 셀(510)을 전기적으로 연결한다. 제4 리드 플레이트(570) 및 제5 리드 플레이트(580)의 구조는 제3 리드 플레이트(560)와 동일하므로 구체적 설명은 해당 내용으로 갈음한다.
본 실시예에서는 제1,2 리드 플레이트(540, 550)가 도 2A 내지 도 2c를 참조하여 설명한 리드 플레이트와 같은 구조를 갖는 경우를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 제1,2 리드 플레이트(540, 550)는 제3 내지 제5 리드 플레이트(560, 570, 580)와 같이 전극 접속부(540b)가 몸체부(540a)의 양단이 아닌 일측으로부터 돌출되고 절곡 가능한 형태일 수 있다. 즉, 제1,2 리드 플레이트(540, 550)가 도 3A 내지 도 3C를 참조하여 설명한 리드 플레이트와 동일하거나 유사한 구조일 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 2층의 금속으로 형성되어 폭이 좁게 형성된 몸체부를 구비한 리드 플레이트를 이용하므로 좁은 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 전극 접속부와 단자 접속부를 1층의 금속으로 형성함으로써 용접을 용이하게 수행할 수 있다.
1층의 금속으로 형성된 단자 접속부는 폭을 넓게 형성함으로써 저항 상승을 방지할 수 있으며, 두께가 얇게 형성되므로 배터리 팩의 전체적 두께를 최소화할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10, 20, 30: 리드 플레이트 11, 21, 31: 제1 금속층
12, 22, 32: 제2 금속층 10a, 20a, 30a: 몸체부
10b, 20b, 30b: 전극 접속부 10b, 20b, 30b: 단자 접속부
S: 절연재 400, 500: 배터리 팩
410, 510: 배터리 셀 420, 520: 보호회로모듈
431, 531: 하부 케이스 432, 532: 상부 케이스
440, 540: 제1 리드 플레이트 442: TCO
444: 보조 리드 탭 450, 550: 제2 리드 플레이트
460, 560: 제3 리드 플레이트 570: 제4 리드 플레이트
580: 제5 리드 플레이트

Claims (20)

  1. 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀과 전기적으로 연결된 보호회로모듈;
    상기 복수의 배터리 셀을 수용하는 케이스; 및
    상기 보호회로모듈 및 상기 복수의 배터리 셀 사이에 전기적으로 연결된 리드 전극;을 포함하고,
    상기 리드 전극은,
    상기 복수의 배터리 셀 또는 상기 보호회로모듈과 접속된 복수의 엔드 접속부들; 및
    상기 복수의 엔드 접속부들과 연결되며, 상기 엔드 접속부들의 두께 보다 두꺼운 두께를 갖는 몸체부;를 포함하고,
    상기 리드 전극은,
    제1 몸체부, 및 제1 몸체부로부터 연장되고 상기 엔드 접속부들 중 어느 하나인 단자 접속부를 구비하는 제1 금속층, 및
    상기 제1 몸체부 상에 포개어지는 제2 몸체부를 구비하는 제2 금속층을 포함하며,
    상기 몸체부를 흐르던 전류가 상기 단자 접속부를 흐를 때 또는 그 반대 방향으로 전류가 흐를때 저항이 증가되는 것을 방지하도록, 상기 제1,2 몸체부가 포개어지면서 형성된 상기 몸체부는 상대적으로 두께가 두껍고 폭이 작으며, 상기 단자 접속부는 상대적으로 두께가 얇고 폭이 큰, 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단자 접속부는 상기 보호회로모듈에 접속된, 배터리 팩.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는,
    상기 제1 금속층에 형성되며, 상기 제2 금속층과 오버랩되지 않은 채 상기 제2 금속층을 지나 연장된 접속부를 포함하는, 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2 금속층은 용접 또는 도전성 접착제 중 적어도 어느 하나에 의해 일체로 형성된, 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 일 측에 형성된 전극 탭을 포함하며,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는 상기 전극 탭과 접속된, 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 제1 측에 형성된 테라스부를 포함하고,
    상기 몸체부의 폭은 상기 테라스부의 폭과 동일하거나 그보다 작은, 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부, 및 상기 몸체부는 다른 영역에 대하여 구부러진, 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부의 폭은 상기 배터리 셀의 두께와 동일하거나 그 보다 작은, 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 리드 전극은 상기 몸체부를 둘러싸는 절연재를 더 포함하며,
    상기 엔드 접속부 각각의 적어도 일 부분은 상기 절연재의 외부로 노출된, 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나인 엔드 접속부 및 상기 배터리 셀 사이에서 접속되는 보조 리드 탭을 더 포함하는, 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보조 리드 탭은 홀을 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 홀과 결합하는 돌기를 포함하며,
    상기 홀과 돌기의 결합에 의해 상기 케이스에 대한 상기 보조 리드탭의 위치가 고정되는, 배터리 팩.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부 및 상기 보조 리드 탭 사이에서 전기적으로 접속되는 TCO(Temperature cutoff)를 더 포함하는, 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 엔드 접속부들 중 어느 하나의 엔드 접속부는 홀을 포함하고,
    상기 케이스는 상기 홀과 결합하는 돌기를 포함하며,
    상기 홀과 돌기의 결합에 의해 상기 케이스에 대한 상기 어느 하나의 엔드 접속부의 위치가 고정되는, 배터리 팩.
  16. 복수의 엔드 접속부들; 및
    상기 복수의 엔드 접속부들과 연결되며, 상기 엔드 접속부들의 두께 보다 두꺼운 두께의 몸체부;를 포함하며,
    제1 몸체부, 및 제1 몸체부로부터 연장되고 상기 엔드 접속부들 중 어느 하나인 단자 접속부를 구비하는 제1 금속층, 및 상기 제1 몸체부 상에 포개어지는 제2 몸체부를 구비하는 제2 금속층을 을 적층하여 형성되고,
    상기 몸체부를 흐르던 전류가 상기 단자 접속부를 흐를 때 또는 그 반대 방향으로 전류가 흐를때 저항이 증가되는 것을 방지하도록, 상기 제1,2 몸체부가 포개어지면서 형성된 상기 몸체부는 상대적으로 두께가 두껍고 폭이 작으며, 상기 단자 접속부는 상대적으로 두께가 얇고 폭이 큰,배터리 팩 용 리드 전극.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1,2 금속층은 용접 또는 도전성 접착제 중 적어도 어느 하나에 의해 일체로 형성된, 배터리 팩 용 리드 전극.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 몸체부를 둘러싸는 절연재를 더 포함하며,
    상기 엔드 접속부들 각각은 상기 절연재의 외부로 노출된, 배터리 팩 용 리드 전극.
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