KR101550790B1 - 배터리셀의 전극연결부재 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배터리셀의 전극연결부재는 양극단자와 음극단자를 포함하며 충전된 전원을 공급하는 배터리셀의 전극을 연결하기 위한 전극연결부재로서, 상기 전극연결부재는 직렬연결부재와 병렬연결부재를 포함하며, 상기 직렬연결부재는, 양측부에 형성되는 한쌍의 전극관통공과 상기 전극관통공의 중심부에 배치되는 신호선관통공을 포함하며, 상기 병렬연결부재는, 판상으로 형성되는 연결부와, 상기 연결부에서 기립 형성되는 전극고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 배터리셀의 전극 간 연결을 용이하게 하면서도, 전극 간의 간격에 유연하게 대응이 가능하다.

Description

배터리셀의 전극연결부재{CONNECTING MEMBER FOR ELECTRODE OF BATTERY CELL}

본 발명은 배터리셀의 전극연결부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리셀의 전극 간 연결을 용이하게 하면서도, 전극 간의 간격에 유연하게 대응이 가능하도록 구성되는 배터리셀의 전극연결부재에 관한 발명이다.

에너지 저장장치로서의 배터리팩은 복수 개의 배터리셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성되며, 휴대가능한 특성으로 인해 전기자전거, 전기스쿠터, 야외의 LED 조명, 휴대폰 충전, 노트북 충전 및 각종의 다양한 생활가전 장치들에 대한 전력 공급장치로써 이용된다.

상기 에너지 저장장치로서의 배터리팩에 포함되는 배터리로서는 최근 리튬 배터리가 주로 이용되는데, 상기 리튬 배터리는 액체 전해질을 이용하는 리튬 이온 배터리와 고체 폴리머를 이용하는 리튬 폴리머 배터리가 있다.

상기 배터리팩은 리튬이온 배터리를 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 모듈로 구성되어 이용되며, 상기 배터리팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM;Protection Circuit Module)을 포함하는 피시비 기판이 결합되는 구조로 구성된다.

여기서, 상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.

또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측에 장착된다.

상기와 같은 배터리팩은 배터리 셀로부터 발생되는 열을 원활히 외부로 배출시킬 수 있어야 하며, 상기 배터리 셀에 가해지는 충격에 의해 용이하게 파손되지 않도록 구성되어야 한다.

또한, 복수 개의 배터리셀들을 연결하여 모듈화할 경우에 용이하게 전극 간 결합 및 결합해제 될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 배터리셀의 전극 간 연결을 용이하게 하면서도, 전극 간의 간격에 유연하게 대응이 가능하도록 구성되는 배터리셀의 전극연결부재를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리셀의 전극연결부재는 양극단자와 음극단자를 포함하며 충전된 전원을 공급하는 배터리셀의 전극을 연결하기 위한 전극연결부재로서, 상기 전극연결부재는 직렬연결부재와 병렬연결부재를 포함하며, 상기 직렬연결부재는, 양측부에 형성되는 한쌍의 전극관통공과 상기 전극관통공의 중심부에 배치되는 신호선관통공을 포함하며, 상기 병렬연결부재는, 판상으로 형성되는 연결부와, 상기 연결부에서 기립 형성되는 전극고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 신호선관통공은 상기 전극관통공에 대해 융기되어 형성되며, 상기 한쌍의 전극관통공 중에서 어느 하나의 전극관통공은 원형으로 형성되고, 나머지 하나의 전극관통공은 상기 원형 전극관통공과 동일한 폭으로 형성되되, 두개의 원호와 두개의 직선을 포함하여 긴 관통공으로 형성된다.

또한, 상기 연결부는 직사각 판상으로 형성되며, 상기 전극고정부는 복수 개 형성되되, 상기 전극고정부는 상기 연결부에 대해 수직 상방으로 기립 형성될 수 있다.

본 발명에 의해, 배터리셀의 전극 간 연결을 용이하게 하면서도, 전극 간의 간격에 유연하게 대응이 가능하다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1(a)는 일렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며,
도 1(b)는 이렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며,
도 1(c)는 삼렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며,
도 2 는 전극연결부재 중 직렬연결부재의 사시도이며,
도 3(a) 는 전극연결부재 중 병렬연결부재의 일 실시예의 사시도이며,
도 3(b) 는 전극연결부재 중 병렬연결부재의 또다른 실시예의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1(a)는 일렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며, 도 1(b)는 이렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며, 도 1(c)는 삼렬로 적층된 배터리셀에 전극연결부재가 결합된 상태의 정면도이며, 도 2 는 전극연결부재 중 직렬연결부재의 사시도이며, 도 3(a) 는 전극연결부재 중 병렬연결부재의 일 실시예의 사시도이며, 도 3(b) 는 전극연결부재 중 병렬연결부재의 또다른 실시예의 사시도이다.

본 발명에 따른 배터리셀(100)의 전극연결부재는 양극단자(102)와 음극단자(104)를 포함하며 충전된 전원을 공급하는 배터리셀(100)의 전극을 연결하기 위한 전극연결부재로서, 상기 전극연결부재는 직렬연결부재(10)와 병렬연결부재(20)를 포함하며, 상기 직렬연결부재(10)는, 양측부에 형성되는 한쌍의 전극관통공(17, 19)과 상기 전극관통공(17, 19)의 중심부에 배치되는 신호선관통공(14)을 포함하며, 상기 병렬연결부재(20)는, 판상으로 형성되는 연결부(22)와, 상기 연결부(22)에서 기립 형성되는 전극고정부(24)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배터리셀(100)은 음극시트와 양극시트로 구성되는 전극적층유닛이 금속케이싱 내부에 수용된 형태로 마련될 수 있다.

상기 배터리셀(100)에는 양극단자(102)와 음극단자(104)가 마련되어, 복수 개가 높이 방향으로 적층되어 배터리팩을 구성할 수 있다.

도 1(a)는 일렬로 높이 방향으로 다섯 개의 배터리셀들이 적층된 상태를 도시하며, 도 1(b)는 다섯 개의 배터리셀들이 이렬로 적층된 상태를 도시하며, 도 1(c)는 다섯 개의 배터리셀들이 삼렬로 적층된 상태를 도시한다.

상기 배터리셀(100)은 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들면, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 또는 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.

바람직하게는, 상기 배터리셀(100)은 다른 배터리와 비교시 크기에 비해 대용량 전압의 충전이 가능하고, 충전 후 전원공급이 장시간 동안 지속가능하며, 하나의 배터리로 구성되어 관리가 용이한 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.

상기 배터리셀(100)에는 도시되지 않은 회로부가 설치되어, 상기 배터리셀(100)의 과충전 내지 과방전으로 인한 폭발을 방지하도록 구성된다.

상기 배터리셀(100)의 전극을 연결하기 위한 전극연결부재는 전극 간의 직렬 연결을 위한 직렬연결부재(10)와 병렬 연결을 위한 병렬연결부재(20)를 포함한다.

도 2 에 도시되는 상기 직렬연결부재(10)는 양측부에 형성되는 한쌍의 전극관통공(17, 19)과 상기 전극관통공(17, 19)의 중심부에 배치되는 신호선관통공(14)을 포함한다.

상기 전극관통공(17, 19)에는 상기 배터리셀(100)의 전극(102, 104)이 배치되어, 상기 배터리셀(100)의 전극(102, 104)에 도시되지 않은 너트가 체결되어 상기 직렬연결부재(10)가 상기 전극(102, 104)에 고정 설치된다.

상기 신호선관통공(14)은 상기 배터리셀(100)의 회로부와 BMS(Battery Management System)모듈 간에 연결되는 신호선이 통과하는 부분으로서, 상기 두 전극관통공(17, 19)의 중심부에서 융기되어 형성된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 신호선관통공(14)이 형성되는 중심부가 융기되어 형성됨으로써, 배터리셀(100)들에 외력이 작용하여 배터리셀 간의 간격이 변화되는 경우에도 상기 신호선관통공(14)과 전극관통공(17, 19) 사이의 턱 부분이 탄력적인 완충 역할을 함으로써, 직렬연결부재(10)의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 상기 한쌍의 전극관통공(17, 19) 중에서 어느 하나의 전극관통공(17)은 원형으로 형성되고, 나머지 하나의 전극관통공(19)은 상기 원형 전극관통공과 동일한 폭으로 형성되되, 두 개의 원호부분과 두 개의 직선부분을 포함하여 운동장 트랙과 같은 형상의 긴 관통공으로 형성된다.

그리하여, 배터리셀(100)의 전극(102, 104)간 거리가 변경될 경우에도 체결될 수 있다.

즉, 도 1(b) 또는 1(c)에서 세로 방향으로 적층된 배터리셀(100)의 전극 간에 상기 직렬연결부재(10)가 결합될 수도 있지만, 가로 방향으로 인접한 배터리셀(100)들의 양극 전극(102)과 음극전극(104)간에도 직렬연결부재(10)가 결합될 수 있으며, 이때 세로 방향으로 인접한 전극 간의 거리와 가로 방향으로 인접한 전극 간의 거리가 다소 다를 수 있는데, 상기와 같이 운동장 트랙과 같이 긴 형상으로 전극관통공(19)을 형성함으로써 가로 방향과 세로 방향으로 인접한 전극 사이에 모두 결합될 수 있다.

도 3 에 도시되는 병렬연결부재(20)는 판상으로 형성되는 연결부(22)와, 상기 연결부(22)에서 기립 형성되는 전극고정부(24)를 포함한다.

상기 전극고정부(24)에는 전극관통공(26)이 형성되어, 상기 배터리셀(100)의 전극(102, 104)이 배치된 상태에서 도시되지 않은 너트가 결합됨으로써, 상기 병렬연결부재(20)가 배터리셀(100)의 전극에 결합 설치될 수 있다.

상기 연결부(22)는 긴 직사각 판상으로 형성되며, 상기 전극고정부(24)는 상기 연결부(22)에 대해 수직 상방으로 기립 형성된다.

여기서, 상기 전극고정부(24)는 상기 연결부(22) 상에서 요구되는 사양에 따라 복수 개 형성될 수 있다.

상기와 같이 연결부(22)가 전극고정부(24)에 대해 수직 상방으로 기립 형성됨으로써, 상기 전극고정부(24)가 배터리셀(100)의 전극(102, 104)에 고정된 상태에서 상기 연결부(22)는 인접하는 배터리셀(100) 사이의 공간에 삽입 배치될 수 있다.

따라서, 상기 병렬연결부재(20)를 배터리셀(100) 사이 사이의 공간에 공간 효율적으로 설치할 수 있다.

또한, 상기 병렬연결부재(20)는 배터리셀(100) 사이의 공간에 삽입 설치되고, 상기 직렬연결부재(10)는 상기 배터리셀(100)의 전극에서 상기 병렬연결부재(20)의 외측에 설치됨으로써, 하나의 전극에 대해 상기 직렬연결부재(10)와 병렬연결부재(20)를 동시에 설치할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 직렬연결부재
14: 신호선관통공
17, 19: 전극관통공
20: 병렬연결부재
22: 연결부
24: 전극고정부
100: 배터리셀

Claims (3)

1. 양극단자와 음극단자를 포함하며 충전된 전원을 공급하는 배터리셀의 전극을 연결하기 위한 전극연결부재로서,
   상기 전극연결부재는 직렬연결부재와 병렬연결부재를 포함하며,
   상기 직렬연결부재는,
   양측부에 형성되는 한쌍의 전극관통공과 상기 전극관통공의 중심부에 배치되는 신호선관통공을 포함하며,
   상기 병렬연결부재는,
   판상으로 형성되는 연결부와;
   상기 연결부에서 기립 형성되는 전극고정부를 포함하고,
   상기 신호선관통공은 상기 전극관통공에 대해 융기되어 형성되며, 상기 한쌍의 전극관통공 중에서 어느 하나의 전극관통공은 원형으로 형성되고, 나머지 하나의 전극관통공은 상기 원형 전극관통공과 동일한 폭으로 형성되되, 두개의 원호와 두개의 직선을 포함하여 긴 관통공으로 형성되며,
   상기 연결부는 직사각 판상으로 형성되며, 상기 전극고정부는 복수 개 형성되되, 상기 전극고정부는 상기 연결부에 대해 수직 상방으로 기립 형성되어 상기 전극고정부에 전극과의 결합을 위한 전극관통공이 형성되고,
   인접하는 배터리셀의 전극에 상기 병렬연결부재가 결합되고, 상기 병렬연결부재 위에 상기 직렬연결부재가 겹쳐 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리셀의 전극연결부재.
2. 삭제
3. 삭제

Images