KR101642330B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 파우치형 이차전지와, 상기 복수의 파우치형 이차전지를 수용하는 팩 케이스를 구비한 배터리 팩에 있어서, 상기 팩 케이스는 케이블형 이차전지로 형성되어, 상기 파우치형 이차전지를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 배터리 팩은 배터리 팩의 용량을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 구체적으로는 케이블형 이차전지를 이용하여 용량을 극대화 할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 대표적으로 전지는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 캔형 이차전지와 파우치형 이차전지를 사용한다.
이와 같은 파우치형 이차전지는 단독으로 이용될 수도 있으나, 용량이나 출력 등을 증가시키기 위해 복수개가 전기적으로 연결된 형태로 이용되는 경우가 많으며, 복수개의 파우치형 이차전지가 하나의 배터리 팩을 이루도록 구성될 수 있다.
그러나, 이러한 배터리 팩의 경우, 파우치형 이차전지를 감싸는 팩 케이스는 따로 제작하여야 하기 때문에 비용이 증가할 뿐만 아니라, 배터리 팩의 용량을 증가시키기 위해서 복수개를 전기적으로 연결하게 되면 배터리 팩의 크기가 커질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 팩의 용량을 극대화 할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 파우치형 이차전지와, 상기 복수의 파우치형 이차전지를 수용하는 팩 케이스를 구비한 배터리 팩에 있어서, 상기 팩 케이스는 케이블형 이차전지로 형성되어, 상기 파우치형 이차전지를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 길이 방향으로 연장된 내부전극; 상기 내부전극을 둘러싸는 형태로 충진된 전해질층; 상기 전해질층의 외면을 둘러싸는 파이프형의 외부전극; 및 상기 외부전극의 둘레에 배치되며, 전기적 절연성 재질로 구성되는 절연피막을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 파우치형 이차전지를 감싸는 상기 케이블형 이차전지의 외부에는 보호피막이 더 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 보호피막은 상기 파우치형 이차전지를 감싸는 상기 케이블형 이차전지를 서로 고정할 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 플렉서블할 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 동일한 높이가 되도록 상기 파우치형 이차전지를 감쌀 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 보호피막은 PVC, HDPE 및 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함하는 고분자 수지일 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 팩 케이스는 외부에 전극단자를 구비하고, 상기 전극단자에는 상기 파우치형 이차전지의 전극단자와 상기 케이블형 이차전지의 전극단자가 연결될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 감싸도록 둘 이상으로 형성되며, 상기 둘 이상의 케이블형 이차전지의 외부는 하나의 보호피막으로 감쌀 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 하나로 감싸며, 상기 하나의 케이블형 이차전지의 외부는 하나의 보호피막으로 감쌀 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 하나로 감싸며, 상기 하나의 케이블형 이차전지의 외부는 또 다른 케이블형 이차전지가 감쌀 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 케이블형 이차전지를 이용함으로써, 파우치형 이차전지뿐만 아니라 케이블형 이차전지의 전력도 사용할 수 있으므로, 배터리 팩의 용량을 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 파우치형 이차전지를 케이블형 이차전지로 감싸 형성함으로써, 따로 팩 케이스를 제조할 필요가 없기 때문에, 제작 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지를 적용한 배터리 팩을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A´의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 보호피막을 감싼 것을 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 B-B´의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지를 적용한 배터리 팩을 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A´의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(100)은 복수의 파우치형 이차전지(110) 및 케이블형 이차전지(120)를 포함한다.
파우치형 이차전지(110) 각각은 전극조립체, 전극탭, 파우치 외장재를 포함할 수 있다. 이러한 복수의 파우치형 이차전지(110)는 대략 직육면체 형태로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 특정 형상으로 한정하는 것은 아니다.
케이블형 이차전지(120)는 일방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있고, 비틀거나 구부리는 등의 변형이 자유롭다. 이러한 케이블형 이차전지(120)는 본 발명에서 파우치형 이차전지(110)를 감싸도록 형성하여, 팩 케이스의 역할을 할 수 있다. 케이블형 이차전지(120)는 일정간격 이격되도록 형성될 수 있으나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이블형 이차전지(120)는 서로 간격 없이 파우치형 이차전지(110)를 감싸도록 형성되는 것이 보다 바람직하다. 이러한 실시예에 의하면, 케이블형 이차전지(120)는 팩 케이스로서 역할을 수행함으로써, 외부 충격 등에 의해 파우치형 이차전지(110)가 손상되는 것을 보호할 수 있기 때문이다.
도 3을 참조하면, 케이블형 이차전지(120)는 내부전극(121), 전해질층(122), 외부전극(123), 및 절연피막(124)을 포함한다. 케이블형 이차전지(120)는 도 3에 도시된 완전한 대칭형의 원형구조를 갖을 수 있으나, 여기서, 케이블형 이차전지(120)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 비대칭의 타원형 구조를 갖는 경우 등의 다양한 형태가 가능할 수 있다.
내부전극(121)은 길이 방향으로 연장될 수 있다. 본 발명에 따른 내부전극(121)은 3개로 도시하였으나, 내부전극(121)을 3개로 한정하는 것은 아니며, 내부전극(121)의 개수를 용량 및 크기 등에 따라 조절할 수 있다.
전해질층(122)은 내부전극(121)을 감싸며, 충진된 이온의 통로가 될 수 있다.
외부전극(123)은 전해질층(122)의 외면을 둘러싸며, 파이프 형상으로 형성될 수 있다.
절연피막(124)은 전기적 절연성 재질로 구성되어, 외부전극(123)의 둘레에 배치될 수 있다. 이러한, 절연피막(124)은 공기중의 수분 및 외부 충격에 대하여, 전극을 보호할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이블형 이차전지(120)는 파우치형 이차전지(110)를 직접 감싸도록 형성함으로써, 파우치형 이차전지(110)를 보호하는 케이스로서 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩(100)의 경우, 케이블형 이차전지(120) 이외에 별도의 추가적인 팩 케이스를 따로 제조하지 않을 수 있다. 그러므로, 이러한 실시예에 의하면, 팩 케이스의 제조 시간 및 비용을 단축할 수 있다.
이러한 파우치형 이차전지(110)를 감싸는 케이블형 이차전지(120)의 외부에는 보호피막(130)이 더 형성될 수 있다.
이러한 보호피막(130)은 도 4 및 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 보호피막을 감싼 것을 간략하게 나타낸 평면도이다. 도 5는 도 4의 B-B´의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 보호피막(130)은 케이블형 이차전지(120)의 외부에 모두 형성되는 것이 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이블형 이차전지(120)가 파우치형 이차전지(110)를 감싼 후에 도포되기 때문에, 파우치형 이차전지(110)와 케이블형 이차전지(120)가 접촉하는 부분에는 보호피막(130)이 도포되지 않으며, 파우치형 이차전지(110)와 접촉하지 않는 케이블형 이차전지(120)의 외부에만 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보호피막(130)은 파우치형 이차전지(110)를 감싸고 있는 케이블형 이차전지(120)가 서로 움직이지 않도록 고정할 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 케이블형 이차전지(120)는 파우치형 이차전지(110)를 2회 이상 감싸기 때문에, 보호피막(130)은 이러한 케이블형 이차전지(120)가 서로 고정되지 않고 흩어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩(100)은 외부에 전극 단자(140)를 구비할 수 있다. 이러한 전극단자(140)는 파우치형 이차전지(110)의 전극탭과 케이블형 이차전지(130)의 전극탭이 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 케이블형 이차전지(120)와 파우치형 이차전지(110)의 전력을 모두 사용할 수 있기 때문에, 배터리 팩(100)의 전체적인 용량을 증가할 수 있다.
또한, 케이블형 이차전지(120)는 동일한 높이가 되도록 파우치형 이차전지(110)를 감쌀 수 있다. 여기서, 동일한 높이는 도 5에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지(120)로부터 케이블형 이차전지(120)의 높이(h)를 의미한다. 이러한 실시예에 따르면, 케이블형 이차전지(120)의 외부에는 보호피막(130)이 균일하게 도포될 수 있으며, 케이블형 이차전지(120)간의 결합력이 향상될 뿐만 아니라, 안정성도 향상될 수 있다.
보호피막(130)은 PVC, HDPE 및 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함하는 고분자 수지일 수 있다. 이러한 고분자 수지로 형성된 보호피막(130)은 케이블형 이차전지(120)의 외부에 얇은 막 형태로 도포되어, 케이블형 이차전지(120)를 고정할 수 있다.
또한, 배터리 팩(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 파우치형 이차전지(110)를 하나의 케이블형 이차전지(120)를 감쌀 수 있으며, 이러한 케이블형 이차전지(120)는 하나의 보호피막(130)으로 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 배터리 팩(100)의 전체 크기는 증가하지 않으면서, 하나의 케이블형 이차전지(120)로 복수의 파우치형 이차전지(110)를 감싸기 때문에, 제조 공정의 시간 및 비용이 감소할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 배터리 팩(100)은 케이블형 이차전지(120)가 둘 이상으로 형성되어, 서로 다른 파우치형 이차전지(110)를 각각 감싸며, 둘 이상의 케이블형 이차전지(120)는 하나의 보호피막(130)으로 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 케이블형 이차전지(120)가 복수개 형성됨으로써, 배터리 팩(100)의 전체 용량이 증가할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 케이블형 이차전지(120)가 둘 이상으로 형성되어, 서로 다른 파우치형 이차전지(110)를 두개의 층으로 감싸도록 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 두개의 파우치형 이차전지(110)를 하나의 케이블형 이차전지(120)로 감싼 후, 그 위에 케이블형 이차전지(120)를 한번 더 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 케이블형 이차전지(120) 이외에 별도의 추가적인 팩 케이스를 따로 제조하지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 충격에 대하여, 파우치형 이차전지(110)를 보호할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 케이블형 이차전지(120)의 외부에는 보호피막(미도시)이 균일하게 도포하여, 케이블형 이차전지(120)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 배터리 팩 110: 파우치형 이차전지
120: 케이블형 이차전지
121: 내부전극 122: 전해질층
123: 외부전극 124: 절연피막
130: 보호피막 140: 전극단자

Claims (11)

  1. 복수의 파우치형 이차전지와, 상기 복수의 파우치형 이차전지를 수용하는 팩 케이스를 구비한 배터리 팩에 있어서,
    상기 팩 케이스는 케이블형 이차전지로 형성되어, 상기 파우치형 이차전지의 외측면을 감싸도록 형성되며,
    상기 케이블형 이차전지는 플렉서블한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차전지는
    길이 방향으로 연장된 내부전극;
    상기 내부전극을 둘러싸는 형태로 충진된 전해질층;
    상기 전해질층의 외면을 둘러싸는 파이프형의 외부전극; 및
    상기 외부전극의 둘레에 배치되며, 전기적 절연성 재질로 구성되는 절연피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파우치형 이차전지를 감싸는 상기 케이블형 이차전지의 외부에는 보호피막이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호피막은
    상기 파우치형 이차전지를 감싸는 상기 케이블형 이차전지를 서로 고정하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보호피막은
    PVC, HDPE 및 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함하는 고분자 수지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차전지는
    동일한 높이가 되도록 상기 파우치형 이차전지를 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    외부에 전극단자를 구비하고,
    상기 전극단자에는 상기 파우치형 이차전지의 전극탭과 상기 케이블형 이차전지의 전극탭이 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 감싸도록 둘 이상으로 형성되며,
    상기 둘 이상의 케이블형 이차전지의 외부는 하나의 보호피막으로 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 하나로 감싸며,
    상기 하나의 케이블형 이차전지의 외부는 하나의 보호피막으로 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차전지는 서로 다른 파우치형 이차전지를 하나로 감싸며,
    상기 하나의 케이블형 이차전지의 외부는 또 다른 케이블형 이차전지가 감싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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