KR101603333B1 - 전지 팩 및 전지 팩 외부 케이싱 - Google Patents

전지 팩 및 전지 팩 외부 케이싱 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전지 팩은 다음과 같은 요소를 포함한다. 비수용성 전해질 2차 전지는 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 노출되도록 적층 시트로 덮인 사실상 박판형인 전지 요소를 포함하며, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 인출되는 제1 단부면을 갖는다. 외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지의 5개의 면을 덮으며, 이러한 5개의 면은 제1 단부면에 인접한 제2 단부면을 포함하지 않는다. 지지부는 비수용성 전해질 2차 전지의 제2 단부면을 덮는다. 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나는 제1 단부면에 제공된 제1 연결 부분과 제2 단부면에 제공된 제2 연결 부분을 따라 연장되고 지지부에 제공된 외부 전원에 연결된다.
전지 팩, 전극 단자, 전지 요소, 비수용성 전해질 2차 전지, 전지 팩 외부 케이싱

Description

전지 팩 및 전지 팩 외부 케이싱{BATTERY PACK AND BATTERY-PACK EXTERIOR CASING}
본 발명은 양의 전극(positive electrode) 단자와 음의 전극(negative electrode) 단자가 인출되는 단부면을 갖는 비수용성 전해질 2차 전지를 외부 케이싱 내에 수용되도록 포함하는 전지 팩과, 비수용성 전해질 2차 전지를 수용하는 전지 팩 외부 케이싱에 관한 것이다.
휴대폰에 사용되는 전지 팩은 비수용성 전해질 2차 전지와 외부 케이싱을 포함한다. 비수용성 전해질 2차 전지는 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 노출되도록 적층 시트(laminated sheet)로 덮인 사실상 박판형인 전지 요소를 포함한다. 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 양의 전극 단자 및 음의 전극 단자가 인출되는 단부면을 갖는다. 외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지를 수용하고 양의 전극 단자 및 음의 전극 단자가 노출될 수 있게 한다.
전지 요소는 스트립형 양의 전극과, 스트립형 음의 전극과, 이러한 양의 전극과 음의 전극 사이에 개재된 분리기(separator)와, 양의 전극에 제공된 양의 전극 단자와, 음의 전극에 제공된 음의 전극 단자를 포함한다. 양의 전극은 양의 전 극 활성 재료층(positive-electrode active material layer)과 양의 전극 집전체(positive electrode collector)를 포함하고, 이때 양의 전극 활성 재료층은 양의 전극 집전체로 코팅된다. 음의 전극은 음의 전극 활성 재료층과 음의 전극 집전체를 포함하고, 이때 음의 전극 활성 재료층은 음의 전극 집전체로 코팅된다.
스트립형 양의 전극 및 스트립형 음의 전극과 분리기는 분리기와 상기 전극들의 폭을 따르는 방향을 따라 연장하는 선 주위에 권취되어 전지 요소를 형성한다.
양의 전극 집전체로 코팅된 양의 전극 활성 재료층은 양의 전극 활성 재료, 전도성 작용제(conductive agent) 및 결착제(binder)의 혼합물이다.
음의 전극 집전체로 코팅된 음의 전극 활성 재료층은 음의 전극 활성 재료, 전도성 작용제 및 결착제의 혼합물이다.
외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지를 수용하고 양의 전극 단자 및 음의 전극 단자가 노출될 수 있게 하는 수지 상자이다.
비수용성 전해질 2차 전지는 외부 케이싱 내에 수용되어, 전지 팩을 형성한다.
최근에는, 외부에서 가해지는 충격에 대한 저항성을 개선하고 두께를 감소시키기 위해 금속 외부 케이싱을 포함하는 폴리머 전지 팩이 사용되어 왔다. 예컨대, 일본 비심사 특허 출원 공개 제2007-184241호는 이러한 폴리머 전지 팩을 개시한다.
일본 비심사 특허 출원 공개 제2007-184241호에 개시된 바와 같이, 전지 팩은, 외부 케이싱이 되는 부재로서 비수용성 전해질 2차 전지의 두께를 따르는 방향에 수직한 비수용성 전해질 2차 전지의 두 면을 덮는 부재를 포함하고, 외부 케이싱의 두 단부면이되도록 외부 케이싱 내에 결합된 2개의 부재를 추가로 포함한다. 그 결과, 전지 팩 내의 전지 요소를 수용하기 위한 공간이 제한되어 체적 효율이 낮아지게 되는 단점이 있다. 또한, 부품의 개수가 많다.
일본 비심사 특허 출원 공개 제2007-184241호에 개시된 전지 팩은 다음과 같은 문제점을 갖는다. 개별적인 단부면이 되는 2개의 부재가 외부 케이싱 내에서 결합되기 때문에, 결합 부품으로 인해 체적 효율이 증가할 수 없다.
체적 효율이 증가되고 부품의 개수가 감소된 전지 팩과 전지 팩 외부 케이싱이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전지 팩은 다음과 같은 요소를 포함한다. 비수용성 전해질 2차 전지는 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 노출되도록 적층 시트로 덮인 사실상 박판형인 전지 요소를 포함하며, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 인출되는 제1 단부면을 갖는다. 외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지의 5개의 면을 덮으며, 상기 5개의 면은 제1 단부면에 인접한 제2 단부면을 포함하지 않는다. 지지부가 비수용성 전해질 2차 전지의 제2 단부면을 덮는다. 양의 전 극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나가 제1 단부면에 제공된 제1 연결 부분과 제2 단부면에 제공된 제2 연결 부분을 따라 연장되고 지지부에 제공된 외부 전원에 연결된다.
양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나는 제1 및 제2 연결 부분을 따라 연장된다.
따라서, 접촉 단자는 전극 단자가 인출되는 제1 단부면과 상관없이 전지 팩 내의 소정의 단부면에 배치될 수 있다. 따라서, 전지 팩의 설계 자유도가 증가된다.
양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장으로 인해, 본 기술 분야에서 데드 스페이스(dead space)로 방치되었던, 제1 및 제2 연결 부분에 대응하는 공간이 사용된다.
그 결과, 비수용성 전해질 2차 전지의 체적 효율을 감소시키지 않으면서도 설계 자유도가 증가될 수 있다.
지지부는 비수용성 전해질 2차 전지의 제2 단부면을 덮고, 비수용성 전해질 2차 전지의 제1 단부면도 추가로 덮도록 대체로 L자형일 수 있다.
이 경우, 지지부로 제2 단부면과 제1 단부면을 덮으면 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로를 보호할 수 있다.
지지부는 비수용성 전해질 2차 전지의 제1 단부면과는 반대측의 제3 단부면을 덮도록 대체로 C자형일 수 있다.
이 경우, 지지부로 제2 단부면과 제1 단부면을 덮으면 양의 전극 단자와 음 의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로를 보호할 수 있다.
또한, 지지부는 제1 단부면과 제1 단부면과는 반대측의 제3 단부면을 덮는다.
따라서, 외부 케이싱을 안내하기 위한 돌출부가 제1 단부면과 제3 단부면에 대응하는 지지부의 각 측벽에 제공될 때, 비수용성 전해질 2차 전지는 외부 케이싱에 대해 위치될 수 있다.
지지부는 비수용성 전해질 2차 전지를 둘러싸도록 대체로 프레임 형상일 수 있다.
이 경우, 지지부로 제2 단부면과 제1 단부면을 덮으면 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로를 보호할 수 있다.
또한, 지지부는 제1 단부면과 제1 단부면과는 반대측의 제3 단부면을 덮는다.
따라서, 외부 케이싱을 안내하기 위한 돌출부가 제1 단부면과 제3 단부면에 대면하는 지지부의 각 측벽에 제공될 때, 비수용성 전해질 2차 전지는 외부 케이싱에 대해 위치될 수 있다.
외부 케이싱은 지지부를 향해 돌출한 캐치부를 가질 수 있다.
외부 케이싱이 지지부를 행해 돌출한 캐치부를 갖기 때문에, 캐치부는 주입된 접착제 내에 매설된다.
따라서, 캐치부는 앵커로 기능하여, 지지부로부터 외부 케이싱이 이탈되는 것을 방지한다.
지지부는 캐치부를 수용하는 리세스를 가질 수 있다.
지지부가 캐치부를 수용하는 리세스를 갖기 때문에, 리세스는 주입된 접착제 로 충전될 수 있다.
따라서, 캐치부는 주입된 접착제 내에 효과적으로 매설될 수 있어, 캐치부의 앵커 효과가 증대된다.
지지부는 외부 케이싱의 내측으로 돌출한 플랜지를 가질 수 있으며, 이 플랜지는 두께 방향으로 관통 연장하는 관통 구멍을 갖는다.
이 경우, 플랜지의 관통 구멍은 주입된 접착제로 충전되어, 플랜지는 접착제에 의해 효과적으로 고정될 수 있다.
그 결과, 플랜지는 앵커가 되어, 지지부가 외부 케이싱으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적층 시트로 덮인 전지 요소를 포함하는 사실상 박판형인 비수용성 전해질 2차 전지를 덮는 전지 팩 외부 케이싱이 제공된다. 외부 케이싱은 하나의 판형 부재를 절첩하여 비수용성 전해질 2차 전지의 5개의 면을 덮도록 상자형으로 형성되고, 상기 5개의 면은 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 인출되는 제1 단부면을 포함한다.
외부 케이싱은 상자형으로 형성되어, 비수용성 전해질 2차 전지의 5개의 면(양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 인출되는 제1 단부면을 포함)을 덮는다.
외부 케이싱이 상자형이기 때문에, 외부 케이싱은 결합 부분이 존재하지 않아 체적 효율이 증대된다.
또한, 하나의 판형 부재가 상자형 외부 케이싱을 형성하도록 절첩되기 때문에, 부품의 수가 감소될 수 있다. 또한, 드로잉(drawing)이 가해지는 판형 부재의 두께가 감소되어, 비용이 절감된다.
외부 케이싱은 내측으로 돌출한 캐치부를 가질 수 있다.
외부 케이싱이 내측으로 돌출한 캐치부를 갖기 때문에, 캐치부는 주입된 접착제에 매설된다.
따라서, 캐치부는 앵커로 기능하여, 외부 케이싱이 비수용성 전해질 2차 전지로부터 이탈되는 것을 방지한다.
외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지가 외부 케이싱 내로 삽입되는 방향으로 연장하는 슬릿을 가질 수 있다.
외부 케이싱이 비수용성 전해질 2차 전지가 외부 케이싱 내로 삽입되는 방향으로 연장하는 슬릿을 갖기 때문에, 슬릿은 비수용성 전해질 2차 전지를 외부 케이싱에 삽입할 때 사용되어, 외부 케이싱에 대해 비수용성 전해질 2차 전지를 위치시킬 수 있다.
외부 케이싱은 비수용성 전해질 2차 전지가 외부 케이싱 내로 삽입되는 삽입 개방부 부근에 제공된 절첩 부분을 가질 수 있다.
외부 케이싱이 삽입 개방부 부근에 절첩 부분을 갖기 때문에, 절첩 부분은 주입된 접착제 내에 매설된다.
따라서, 절첩 부분은 앵커가 되어, 외부 케이싱이 비수용성 전해질 2차 전지로부터 이탈되는 것을 방지한다.
외부 케이싱은 접착제 주입을 위한 입구를 가질 수 있다.
외부 케이싱이 입구를 갖기 때문에, 접착제는 케이싱 내로 효과적으로 주입 될 수 있다.
본 발명의 전술한 실시예에 따른 전지 팩은 제1 및 제2 연결 부분을 따라 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나를 연장시킴으로써 접촉 단자가 소정의 단부면 상에 배치될 수 있어 전지 팩을 설계하는 자유도가 증가되는 장점을 갖는다.
또한, 전지 팩은 제1 및 제2 연결 부분에 대응하는 공간 내에서 연장될 수 있는 장점을 가져서, 비수용성 전해질 2차 전지의 체적 효율을 감소시키지 않으면서도 설계 자유도를 증가시킨다.
상술된 실시예에 따른 전지 팩 외부 케이싱은 상자형으로 형성되기 때문에 결합 부분이 존재하지 않아 체적 효율이 증가된다는 장점을 갖는다.
또한, 외부 케이싱은 하나의 판형 부재가 절첩되어 상자형 외부 케이싱을 형성하기 때문에, 부품의 개수가 감소될 수 있으며, 드로잉이 가해지는 판형 부재의 두께가 감소될 수 있어, 비용이 절감된다.
본 발명에 따르면, 체적 효율이 증가되고 부품의 개수가 감소된 전지 팩과 전지 팩 외부 케이싱이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 전지 팩 및 전지 팩 외부 케이싱이 도면을 참조로 설명될 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 팩(10)은 사실상 박 판형인 비수용성 전해질 2차 전지(11), 제1 인쇄 회로 기판(양의 전극 단자 및 음의 전극 단자)(25), 제2 인쇄 회로 기판(음의 전극 단자)(26), 외부 케이싱(30), 지지부(32) 및 라벨(34)을 포함한다. 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 음의 전극 도선(음의 전극 단자)(12)과 양의 전극 도선(양의 전극 단자)(13)이 인출되는 제1 단부면(14)을 갖는다. 제1 인쇄 회로 기판(25)은 음의 전극 중간 탭(음의 전극 단자)(22)을 통해 음의 전극 도선(12)에 연결되고 양의 전극 중간 탭(양의 전극 단자)(23)를 통해 양의 전극 도선(13)에 연결된다. 제2 인쇄 회로 기판(26)은 음의 전극 도선(12)과 음의 전극 중간 탭(22) 사이에 개재된다. 외부 케이싱(30)은 제1 단부면(14)과, 제1 단부면(14)에 인접한 제2 단부면(15)을 제외한 다른 면(16 내지 19)을 덮는다. 지지부(32)는 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 단부면(15)을 덮는다. 라벨(34)은 외부 케이싱(30)과 지지부(32)를 덮는다.
도 2를 참조하면, 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 전지 요소(36)와 적층 시트(37)를 포함하고, 전지 요소(36)는 음의 전극 도선(12)과 양의 전극 도선(13)이 노출되도록 적층 시트(37)로 덮인다.
사실상 박판형인 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 노출된 음의 전극 도선(12) 및 노출된 양의 전극 도선(13)이 인출되는 제1 단부면(14)과, 제1 단부면(14)에 인접한 제2 단부면(15)과, 다른 4개의 면(16 내지 19)을 갖는다.
비수용성 전해질 2차 전지(11)는 제1 단부면(14)에 제공된 제1 연결 부분(41)과 제2 단부면(15)에 제공된 제2 연결 부분(42)을 갖는다.
제1 단부면(14)으로부터 인출되는 음의 전극 도선(12)과 양의 전극 도선(13) 은 각각 음의 전극 중간 탭(22)과 양의 전극 중간 탭(23)을 통해 제1 인쇄 회로 기판(25)에 연결된다.
제2 인쇄 회로 기판(26)은 음의 전극 도선(12)과 음의 전극 중간 탭(22) 사이에 개재된다.
음의 전극 도선(12), 양의 전극 도선(13), 음의 전극 중간 탭(22), 양의 전극 중간 탭(23), 제1 인쇄 회로 기판(25) 및 제2 인쇄 회로 기판(26)은 양의 전극 단자와 음의 전극 단자가 제1 단부면(14)에 제공된 제1 연결 부분(41)과 제2 단부면(15)에 제공된 제2 연결 부분(42)을 따라 연장하도록 배열된다.
따라서, 접촉 단자는 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 음의 전극 도선(12)과 양의 전극 도선(13)이 인출되는 제1 단부면(14)과 상관없이, 단부면(15)에 대응하는 전지 팩(10) 내의 소정의 단부면 상에 배치될 수 있다. 따라서, 전지 팩(10)을 설계하는 자유도가 증가될 수 있다.
제2 연결 부분(42)을 따라 배치된 제1 인쇄 회로 기판(25)의 양의 전극(53)과 음의 전극(54)은 지지부(32)에 제공된 외부 전원(도시 생략)에 연결된다.
도 4를 참조하면, 비수용성 전해질 2차 전지(11)에서 양의 전극 도선(13) 및 음의 전극 도선(12)은 제1 연결 부분(41)과 제1 단부면(14)을 따라 만곡된다.
이러한 상태에서, 양의 전극 도선(13), 음의 전극 도선(12) 및 제2 인쇄 회로 기판(26)은 제1 연결 부분(41)과 제1 단부면(14)에 의해 형성된 공간(소위 "테라스")(44)에 배열된다.
공간(44)은 본 기술 분야에서는 사용되지 않았던 데드 스페이스에 해당한다. 따라서, 양의 전극 도선(13), 음의 전극 도선(12) 및 제2 인쇄 회로 기판(26)이 공간(44)에 배열되어, 전지 체적 효율을 감소시키지 않으면서도 설계 자유도를 증가시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 보호 테이프(46)가 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 단부면(15)과 제4 단부면(17) 각각에 부착된다. 양면 테이프(47)가 제5 단부면(18)과 제6 단부면(19) 각각에 부착된다.
양면 테이프(47)는 제5 단부면(18)과 제6 단부면(19)을 외부 케이싱(30)에 접합하는데 사용된다.
도 2를 참조하면, 제1 인쇄 회로 기판(25)은 양의 전극 돌출부(51) 및 음의 전극 돌출부(52)를 갖는데, 이 돌출부들은 제1 인쇄 회로 기판(25)의 후방면으로부터 내측으로 돌출한다. 양의 전극 돌출부(51)에 연결된 양의 전극(53)은 제1 인쇄 회로 기판(25)의 면(25A) 상에서 노출되고, 음의 전극 돌출부(52)에 연결된 음의 전극(54)은 면(25A) 상에서 노출된다.
양의 전극(53)은 양의 전극 중간 탭(23)을 통해 양의 전극 도선(13)에 연결된다.
음의 전극(54)은 음의 전극 중간 탭(22)을 통해 음의 전극 도선(12)에 연결된다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 연결 부분(42)은 제2 단부면(15)과 접촉하도록 만곡되고, 제1 회로 기판(25)은 제2 연결 부분(42)과 대면하도록 배치된다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 외부 케이싱(30)은 금속(예컨대, 알루미늄 또는 강)으로 이루어지고 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제1 단부면(14)에 인접한 제2 단부면(15)를 제외한 5개의 면(14 및 16 내지 19)을 덮는 케이싱이다.
외부 케이싱(30)은 하나의 판형 부재를 둘로 절첩한 대체로 사각형 상자 형상을 갖는다. 외부 케이싱(30)은 제1 벽 부분(38)과 제3 벽 부분(39)을 가지며, 제1 벽 부분(38)은 지지부(32)의 제1 측벽(71)과 대면하고, 제3 벽 부분(39)은 지지부의 제3 측벽(73)과 대면한다.
외부 케이싱(30)은 상자형이기 때문에, 외부 케이싱(30)은 결합 부분이 없어 체적 효율이 증대된다.
또한, 하나의 판형 부재가 절첩되어 상자형 외부 케이싱(30)을 형성하기 때문에, 부품의 개수가 감소될 수 있다. 또한, 드로잉이 가해지는 판형 부재의 두께가 감소될 수 있어, 비용이 절감된다.
외부 케이싱(30)은 비수용성 전해질 2차 전지(11)가 삽입되는 삽입 개방부(56)와 측벽(38, 39)으로부터 지지부(32)를 향해 돌출한(즉, 내측으로 돌출한) 캐치부(57)(도 6b 참조)를 갖는다. 또한, 외부 케이싱(30)은 각각 제1 단부면(14) 및 제3 단부면(16)과 대면하는 슬릿(58)(도 4 참조)을 갖는다. 각 슬릿(58)은 비수용성 전해질 2차 전지(11)가 케이싱 내로 삽입되는 삽입 방향으로 연장한다. 또한, 외부 케이싱(30)은 삽입 개방부(56) 부근의 절첩 부분(61)과 전지 팩(10) 내로 접착제(63)(도 5b 참조)를 주입하기 위한 입구(62)를 갖는다.
캐치부(57)와 관련하여 도 6a 및 6b를 참조하면, 한 쌍의 캐치부(57)는 캐치 부(57)가 삽입 개방부(56)의 단부에 위치되도록 제1 벽 부분(38) 내에 수직으로 배열되고, 캐치부(57)의 다른 쌍은 캐치부(57)가 삽입 개방부(56)의 단부에 위치되도록 제3 벽 부분(39) 내에 수직으로 배열된다.
캐치부(57)는 외부 케이싱(30)으로부터 내측으로 돌출된다. 따라서, 캐치부(57)는 주입된 접착제(63) 내에 매립된다(도 5a 및 도 5b 참조).
그 결과, 캐치부(57) 각각은 외부 케이싱(30)이 지지부(32)로부터 이탈되는 것을 방지하는 앵커로서 기능한다.
슬릿(58)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 벽 부분(38)과 제3 벽 부분(39) 내에 각각 배열된다. 슬릿(58)은 비수용성 전해질 2차 전지(11)가 삽입되는 삽입 방향으로 연장한다.
슬릿(58)은 지지부(32)의 돌출부(65)와 결합하여 외부 케이싱(30)에 대해 비수용성 전해질 2차 전지(11)를 위치시키는 부재가 된다. 돌출부(65)는 후술될 것이다.
절첩 부분(61)은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 삽입 개방부(56)의 부근에서 내측으로 절첩된다. 따라서, 절첩 부분(61)은 주입된 접착제(63) 내에 매설된다.
그 결과, 절첩 부분(61)은 각각 앵커로서 기능하여, 외부 케이싱(30)이 지지부(32)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 2를 참조하면, 지지부(32)는 대체로 프레임 형상이며, 제1 측벽(71), 제2 측벽(72), 제3 측벽(73) 및 제4 측벽(74)을 포함하여, 비수용성 전해질 2차 전 지(11)를 둘러싼다.
지지부(32)에서, 제2 측벽(72)은 제2 단부면(15)을 덮고, 제1 측벽(71)은 제1 단부면(14)을 덮고, 제3 측벽(73)은 제1 단부면(14)과는 반대측의 제3 단부면(16)을 덮고, 제4 측벽(74)은 제4 단부면(17)을 덮는다.
제2 측벽(72)은 외부 케이싱(30) 내에 수용된 상태로 노출된다. 제2 측벽(72)에는 외부 전원(도시 생략)이 제공된다.
지지부(32)는 외부 케이싱(30)의 캐치부(57)가 각각 수용되는 리세스(76)(도 6a 및 도 6b 참조)를 갖는다. 또한, 지지부(32)는 외부 케이싱(30)의 내측을 향해 지지부(32)로부터 돌출한 플랜지(77)(도 7 참조)를 갖는다. 플랜지(77)는 두께 방향으로 관통 연장하는 관통 구멍(78)(도 7 참조)을 갖는다.
지지부(32)가 외부 케이싱(30)의 캐치부(57)를 수용하기 위한 리세스(76)를 갖기 때문에, 리세스(76)는 주입된 접착제(63)로 충전된다.
그 결과, 캐치부(57)는 주입된 접착제(63) 내에 확실하게 매설될 수 있어, 캐치부(57)의 앵커 효과가 더욱 증대된다.
도 7을 참조하면, 지지부(32)는 외부 케이싱(30)의 내측으로 지지부로부터 연장하는 플랜지(77)(도 5b 참조)와, 플랜지(77)의 두께 방향으로 플랜지(77)를 관통 연장하는 관통 구멍(78)(도 5b 참조)을 갖는다.
따라서, 플랜지(77)의 관통 구멍(78)은 주입된 접착제(63)로 충전되어, 플랜지(77)는 접착제(63)에 의해 효과적으로 고정될 수 있다.
그 결과, 플랜지(77)는 앵커로서 기능하여, 지지부(32)가 외부 케이싱(30)으 로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 4를 참조하면, 지지부(32)는 외부 케이싱(30)의 각각의 슬릿(58)과 결합되는 돌출부(65)를 제1 측벽(71)과 제3 측벽(73) 내에 각각 갖는다.
지지부(32) 내에 수용된 비수용성 전해질 2차 전지(11)가 외부 케이싱(30) 내로 삽입될 때, 돌출부(65)는 각각의 슬릿(58)과 결합되어, 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 외부 케이싱(30)에 대해 위치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 침수 검지 스티커(79, submergence-sensitive sticker)가 지지부(32)의 제2 측벽(72)에 부착된다.
도 8을 참조하면, 라벨(34)은 실리콘 포화 박리지(81, silicone impregnated release paper), 접착제층(매트릭스)(82), BPET(83), 잉크 접착제(84), 잉크(85) 및 UV 코팅(86)을 차례대로 포함한다.
상기 부품들을 전지 팩(10)으로 조립하는 공정이 도 9a 내지 도 12c를 참조로 설명될 것이다.
도 9a를 참조하면, 음의 전극 중간 탭(22)의 일단부(22A)는 제1 인쇄 회로 기판(25)의 음의 전극 돌출부(52)(도 2 참조)에 용접된다.
도 9b를 참조하면, 양의 전극 중간 탭(23)의 일단부(23A)는 제1 인쇄 회로 기판(25)의 양의 전극 돌출부(51)(도 2 참조)에 용접된다.
도 9c를 참조하면, 제2 인쇄 회로 기판(26)은 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 음의 전극 도선(12)에 용접된다.
도 10a를 참조하면, 음의 전극 도선(12)은 위로 대략 90도만큼 만곡된다. 양의 전극 중간 탭(23)의 타단부(23B)는 양의 전극 도선(13)에 클림핑(crimping)된다.
음의 전극 도선(12)이 위로 대략 90도 만큼 만곡되기 때문에, 양의 전극 도선(13)과 음의 전극 도선(12)이 접촉되는 것이 방지될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 음의 전극 도선(12)은 만곡되지 않은 원래 상태이며, 음의 전극 중간 탭(22)은 화살표(A)에 의해 지시된 방향으로 제2 인쇄 회로 기판(26)에 대해 만곡된다.
만곡된 음의 전극 중간 탭(22)의 다른 단부(22B)는 제2 인쇄 회로 기판(26)에 용접된다. 용접 후, 단락 방지 테이프(anti-short tape)가 음의 전극 중간 탭(22)과 제2 인쇄 회로 기판(26)에 부착된다.
제1 인쇄 회로 기판(25)은 화살표(B)에 의해 지시된 방향으로 만곡된다.
도 10c를 참조하면, 양의 전극 도선(13)과 음의 전극 도선(12)은 제1 연결 부분(41)과 제1 단부면(14)을 따라 절첩된다.
이러한 상태에서, 제1 인쇄 회로 기판(25)은 제2 단부면(15) 상에 배치된다(도 10b 참조).
양의 전극(53)과 음의 전극(54)은 제1 인쇄 회로 기판(25)의 면(25A) 상에 노출된다.
도 11a를 참조하면, 비수용성 전해질 2차 전지(11)는 화살표(C)에 의해 지시된 바와 같이 지지부(32) 내에 수용된다.
이 상태에서, 제1 인쇄 회로 기판(25) 상의 양의 전극(53)과 음의 전극(54) 은 지지부(32)의 양의 전극 개구(91)와 음의 전극 개구(92)로부터 각각 노출된다.
도 11b를 참조하면, 외부 케이싱(30)은 화살표(D)에 의해 지시된 방향으로 지지부(32)에 수용된 비수용성 전해질 2차 전지(11)에 끼워진다.
지지부(32)에서, 제1 측벽(71)과 제3 측벽(73)은 각각 돌출부(65)를 갖는다.
외부 케이싱(30)에서, 제1 벽부(38)와 제3 벽부(39)는 비수용성 전해질 2차 전지(11)가 외부 케이싱(30)에 삽입되는 방향으로 연장하는 슬릿(58)을 각각 갖는다.
따라서, 비수용성 전해질 2차 전지(11)[즉, 지지부(32)]가 외부 케이싱(30)에 삽입될 때, 돌출부(65)는 각각의 슬릿(58)과 결합하여, 비수용성 전해질 2차 전지(11)[즉, 지지부(32)]는 외부 케이싱(30)에 대해 위치된다.
도 11c를 참조하면, 외부 케이싱(30)이 비수용성 전해질 2차 전지(11) 상에 끼워진 상태에서, 지지부(32)의 제2 측벽(72)이 노출된다.
따라서, 제1 인쇄 회로 기판(25) 상의 양의 전극(53)과 음의 전극(54)은 지지부(32)의 양의 전극 개구(91)와 음의 전극 개구(92)로부터 각각 노출된다.
접착제(63)(도 5b 참조)는 외부 케이싱(30)의 입구(62)를 통해 전지 팩(10) 내로 주입된다.
도 12a를 참조하면, 접착제(63)(도 5b 참조)는 외부 케이싱(30)의 입구(64)를 통해서도 전지 팩(10) 내로 주입된다.
입구(62, 64)가 외부 케이싱(30) 내에 배열되기 때문에, 접착제(63)는 외부 케이싱(30) 내로 효과적으로 주입될 수 있다.
도 12b 및 도 12c를 참조하면, 외부 케이싱(30)의 전체 표면은 라벨(34)로 포장되어, 전지 팩(10)의 조립체를 완성한다.
본 발명의 상술된 실시예의 제1 내지 제3 변형예에 따른 전지 팩이 도 13 내지 도 15의 개략적 도면을 참조로 설명될 것이다. 제1 내지 제3 변형예 각각에 따른 전지 팩에서, 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)의 구성 요소와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 지시되며 이러한 구성 요소들의 설명은 생략된다.
제1 변형예
도 13은 제1 변형예에 따른 전지 팩(100)을 도시한다. 전지 팩(100)은 상술된 실시예의 지지부(32) 대신에 지지부(102)를 포함한다. 전지 팩(100)의 다른 구성 요소들은 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)의 구성 요소와 동일하다.
지지부(102)는 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)]을 덮도록 대체로 I자형이다.
지지부(102)로 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)]을 덮음으로써, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로가 보호될 수 있다.
즉, 제1 변형예에 따른 전지 팩(100)은 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)과 동일한 이점을 제공할 수 있다.
외부 케이싱(30)은 하나의 판형 부재를 만곡시켜 형성될 수 있다. 대안으로, 외부 케이싱(30)은 드로잉에 의해 형성될 수 있다.
제2 변형예
도 14는 제2 변형예에 따른 전지 팩(110)을 도시한다. 전지 팩(110)은 상술된 실시예의 지지부(32) 대신에 지지부(112)를 포함한다. 전지 팩(110)의 다른 구성 요소는 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)의 구성 요소와 동일하다.
지지부(112)는 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)]을 덮고 비수용성 전해질 2차 전지의 제1 단부면(14)도 덮도록 대체로 L자형이다.
지지부(112)로 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)]과 제1 단부면(14)을 덮음으로써, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로가 보호될 수 있다.
즉, 제2 변형예에 따른 전지 팩(110)은 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)과 동일한 이점을 제공할 수 있다.
외부 케이싱(30)은 하나의 판형 부재를 만곡시켜 형성될 수 있다. 대안으로, 외부 케이싱(30)은 드로잉에 의해 형성될 수도 있다.
제3 변형예
도 15는 제3 변형예에 따른 전지 팩(120)을 도시한다. 전지 팩(120)은 상술된 실시예의 지지부(32) 대신에 지지부(122)를 포함한다. 전지 팩(120)의 다른 구성 요소는 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)의 구성 요소와 동일하다.
지지부(122)는 비수용성 전해질 2차 전지(11)의 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)], 제1 단부면(14) 및 제1 단부면(14)과는 반대측의 제3 단부면(16)을 덮도록 대체로 C자형이다.
지지부(122)로 제2 단부면(15)[구체적으로, 제1 인쇄 회로 기판(25)]과 제1 단부면(14)을 덮음으로써, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나의 연장 경로가 보호될 수 있다.
또한, 지지부(122)가 제1 단부면(14)과 제3 단부면(16)을 덮기 때문에, 돌출부(65)는 지지부(122)의 제1 측벽(71)과 제3 측벽(73) 각각에 제공될 수 있다.
따라서, 돌출부(65)는 외부 케이싱(30)의 각각의 슬릿(58)과 결합하여, 외부 케이싱(30)에 대해 전지(11)를 위치시킬 수 있다.
즉, 제3 실시예에 따른 전지 팩(120)은 상술된 실시예에 따른 전지 팩(10)과 동일한 이점을 제공할 수 있다.
외부 케이싱(30)은 하나의 판형 부재를 만곡시켜 형성될 수 있다. 대안으로, 외부 케이싱(30)은 드로잉에 의해 형성될 수도 있다.
상술된 실시예들에서는, 금속으로 이루어진 외부 케이싱(30)이 설명되었다. 외부 케이싱(30)의 재료는 금속에 제한되지 않는다. 외부 케이싱(30)은 수지로 이루어질 수도 있다.
상술된 실시예들에서, 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 모두의 연장이 설명되었다. 본 발명은 이러한 경우에 제한되지 않는다. 양의 전극 단자와 음의 전극 단자 중 적어도 하나가 연장될 수 있다.
본 출원은 전체가 본원에 참조로서 포함되었으며 2008년 4월 1일 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2008-095227호에 개시된 바와 관련된 요지를 포함한다.
당업자라면, 첨부된 청구항 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 요구 조건과 다른 인자들에 따라 다양한 변경, 조합, 부조합 및 대안이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1a는 위에서 본 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 사시도.
도 1b는 아래에서 본 전지 팩의 사시도.
도 2는 상기 실시예에 따른 전지 팩의 분해 사시도.
도 3a는 외부 케이싱의 삽입 개방부의 측면에서 본 상기 실시예에 따른 전지 팩의 외부 케이싱의 사시도.
도 3b는 후방측에서 본 외부 케이싱의 사시도.
도 4는 도 1의 선 IV-IV를 따라 취해진 전지 팩의 단면도.
도 5a는 도 1의 선 V-V를 따라 취해진 전지 팩의 단면도.
도 5b는 도 5a의 부분(VB)의 확대도.
도 6a는 상기 실시예에 따른 전지 팩의 사시도로서, 외부 케이싱을 끼우기 전 상태를 도시.
도 6b는 도 6a의 부분(VIB)의 확대도.
도 7은 상기 실시예에 따른 전지 팩 내의 플랜지 및 관통 구멍의 사시도.
도 8은 상기 실시예에 따른 전지 팩의 라벨의 단면도.
도 9a 내지 도 9c는 상기 실시예에 따른 전지 팩 내의 제1 인쇄 회로 기판에 양의 전극 도선 및 음의 전극 도선을 용접하는 단계를 설명한 사시도.
도 10a 내지 10c는 상기 실시예에 따른 전지 팩 내의 비수용성 전해질 2차 전지의 제2 단부면 상으로 제1 인쇄 회로 기판을 배치하는 단계를 설명한 사시도.
도 11a 내지 도 11c는 상기 실시예에 따른 전지 팩 내의 외부 케이싱 내에 비수용성 전해질 2차 전지를 배치하는 단계를 설명하는 사시도.
도 12a 내지 도 12c는 상기 실시예에 따른 전지 팩의 외부 케이싱을 라벨로 덮는 단계를 설명하는 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예의 제1 변형예에 따른 전지 팩의 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 실시예의 제2 변형예에 따른 전지 팩의 분해 사시도.
도 15는 본 발명의 실시예의 제3 변형예에 따른 전지 팩의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100, 110, 120 : 전지 팩
11 : 비수용성 전해질 2차 전지
12 : 음의 전극 도선(음의 전극 단자)
13 : 양의 전극 도선(양의 전극 단자)
14 : 제1 단부면
15 : 제2 단부면
16 : 제3 단부면
22 : 음의 전극 중간 탭
23 : 양의 전극 중간 탭
25 : 제1 인쇄 회로 기판
26 : 제2 인쇄 회로 기판
30 : 외부 케이싱
32 : 지지부
37 : 적층 시트
41 : 제1 연결 부분
42 : 제2 연결 부분
56 : 삽입 개방부
57 : 캐치부
58 : 슬릿
61 : 절첩 부분
62 : 입구
63 : 접착제
76 : 리세스
77 : 플랜지
78 : 관통 구멍

Claims (12)

  1. 음의 전극 단자 및 양의 전극 단자가 외부에 노출되도록 전지 소자가 적층 시트에 의해 피복되어 박판형으로 형성되고, 제1 단부면으로부터 상기 음의 전극 단자 및 상기 양의 전극 단자가 인출된 비수용성 전해질 2차 전지와,
    상기 비수용성 전해질 2차 전지에 있어서의 상기 제1 단부면에 인접한 제2 단부면 이외의 5개의 면을 덮고, 내면을 향해 돌출되는 캐치부 및 절첩 부분 중 적어도 한쪽이 설치되는 외부 케이싱과,
    상기 비수용성 전해질 2차 전지에 있어서의 상기 제2 단부면을 덮고, 해당 제2 단부면에 제1 개구 및 제2 개구를 갖는 지지부와,
    상기 지지부의 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구로부터 외부에 노출되는 양의 전극 및 음의 전극을 갖는 제1 인쇄 기판과,
    제2 인쇄 기판
    을 갖고,
    상기 음의 전극 단자 및 상기 양의 전극 단자가 음의 전극 중간 탭 및 양의 전극 중간 탭을 통해 상기 제1 인쇄 기판에 접속되고,
    상기 음의 전극 단자와 상기 음의 전극 중간 탭 사이에 상기 제2 인쇄 기판이 개재되고,
    상기 음의 전극 단자, 상기 양의 전극 단자, 상기 음의 전극 중간 탭, 상기 양의 전극 중간 탭, 상기 제1 인쇄 기판 및 상기 제2 인쇄 기판이, 상기 제1 단부면에 형성된 제1 연결 부분과 상기 제2 단부면에 형성된 제2 연결 부분을 따라 연장되고, 상기 제1 인쇄 기판의 상기 양의 전극 및 상기 음의 전극이 상기 지지부에 설치된 외부 전원에 접속되어 있는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 상기 캐치부를 수용하는 리세스를 구비하는 전지 팩.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캐치부 및 상기 절첩 부분 중 적어도 한쪽이, 내부에 주입된 접착제에 매설되는 전지 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부가 상기 외부 케이싱을 안내하는 돌출부를 구비하는 전지 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부가, 상기 비수용성 전해질 2차 전지의 상기 제2 단부면을 덮음과 함께 상기 제1 단부면을 덮는 L자형인 전지 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부가, 상기 비수용성 전해질 2차 전지의 상기 제1 단부면과는 반대측의 제3 단부면을 덮는 C자형인 전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부가, 상기 비수용성 전해질 2차 전지를 둘러싸는 프레임 형상인 전지 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지부로부터 상기 외부 케이싱 내측을 향해 돌출하는 플랜지를 갖고, 상기 플랜지를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이 설치되어 있는 전지 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비수용성 전해질 2차 전지는 상기 양의 전극 단자 및 상기 음의 전극 단자가 상기 제1 연결 부분을 따르도록 절첩됨과 함께, 상기 양의 전극 단자, 상기 음의 전극 단자 및 상기 제2 인쇄 기판이 상기 제1 연결 부분 및 제1 단부면에서 형성되는 공간에 배치되어 있는 전지 팩.
  10. 전지 소자가 적층 시트에 의해 피복된 박판형의 비수용성 전해질 2차 전지를 지지부로 덮는 전지 팩 외부 케이싱으로서,
    연속한 판형 부재를 둘로 절첩하여 절곡함으로써, 음의 전극 단자 및 양의 전극 단자가 인출된 상기 비수용성 전해질 2차 전지에 있어서의 제1 단부면을 포함하는 상기 비수용성 전해질 2차 전지의 5개의 면을 덮는 상자 형상으로 형성됨과 함께, 프레임 형상으로 형성된 상기 지지부의 측벽에 대향하는 벽부를 갖고,
    내면을 향해 돌출하는 캐치부 및 절첩 부분 중 적어도 한쪽이 설치되고,
    상기 비수용성 전해질 2차 전지의 삽입 방향을 따르는 슬릿이 형성되고,
    상기 슬릿이 상기 지지부에 설치된 돌출부에 결합가능하게 형성되는 전지 팩 외부 케이싱.
  11. 제10항에 있어서, 내부에 접착제를 주입하기 위한 주입부가 설치되어 있는 전지 팩 외부 케이싱.
  12. 삭제
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