KR101749718B1 - Secondary Battery Pack Plated with Welding Metal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 상단에 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀; 보호회로 모듈(PCM) 및 하기 접속부재들이 결합되도록 상기 PCM의 하면에 형성되어 있는 단자 접속부로 이루어져 있고, 접속용 관통구가 천공되어 있는 PCM 어셈블리; 상기 전지셀의 전극단자들이 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 상단 면에 장착되는 절연성 장착부재; 과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재 상에 탑재되는 보호회로 모듈(PCM); 상기 전지셀의 전극단자와 PCM의 단자 접속부를 전기적으로 연결하는 제 1 접속부재와 제 2 접속부재; 및 상기 PCM이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재를 감싸면서 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡; 을 포함하고 있고, 상기 전지케이스는 전극조립체가 삽입되도록 상단이 개방된 구조의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개방 상단에 결합되는 베이스 플레이트로 이루어져 있으며, 상기 제 1 접속부재는 베이스 플레이트의 돌출형 단자에 저항 용접에 의해 결합되고, 상기 제 2 접속부재는 돌출형 단자를 제외한 베이스 플레이트의 상단 면에 저항 용접에 의해 결합되며, 상기 베이스 플레이트의 상단 면에는 제 2 접속부재가 결합되는 부위에 용접용 금속이 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.The present invention relates to a battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a battery case together with an electrolytic solution, and electrode terminals are formed at an upper end thereof; A PCM assembly comprising a terminal connection part formed on a lower surface of the PCM so that the protection circuit module (PCM) and the following connection members are coupled to each other, the connection through-hole being perforated; An insulating mounting member mounted on an upper surface of the battery cell and having an opening to expose the electrode terminals of the battery cell, a protection circuit module mounted on the upper surface, A protection circuit module (PCM) mounted on the insulating mounting member and having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent; A first connecting member and a second connecting member for electrically connecting the electrode terminal of the battery cell and the terminal connecting portion of the PCM; And an insulating cap coupled to an upper end of the battery cell while enclosing the insulating mounting member in a state where the PCM is mounted; Wherein the battery case includes a case body having an open upper end for inserting an electrode assembly and a base plate coupled to an open upper end of the case body, And the second connecting member is joined to the upper surface of the base plate by resistance welding, except for the protruding terminal, and the upper surface of the base plate is welded to a portion where the second connecting member is coupled And a metal for plating is plated.
Description
본 발명은 이차전지 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지셀, 절연성 장착부재, 보호회로 모듈(PCM) 및 접속부재들을 포함하고 있고, 상기 전지케이스는 케이스 본체와 베이스 플레이트로 이루어져 있으며, 상기 베이스 플레이트의 상단 면에는 접속부재가 결합되는 부위에 용접용 금속이 도금되어 있어서 PCM과 전지셀의 저항 용접에 의한 결합이 용이한 구조의 이차전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery pack, and more particularly, to a secondary battery pack comprising a battery cell, an insulating mounting member, a protection circuit module (PCM), and connection members, wherein the battery case comprises a case body and a base plate, And the upper surface of the base plate is plated with a welding metal at a portion to which the connecting member is coupled so that the PCM and the battery cell can be easily coupled by resistance welding.
최근 사용이 증가하고 있는 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 보호회로모듈(PCM)이 전지셀에 접속된 상태로 탑재되어 있다.Lithium rechargeable batteries, which have been recently used, have a variety of combustible materials, and thus have a serious safety problem because of the risk of overheating, overcurrent, other physical external impact, and the like. Therefore, the lithium secondary battery is mounted with a protection circuit module (PCM), which is capable of effectively controlling an abnormal state such as overcharging, connected to the battery cell.
일반적으로 PCM은 용접 또는 솔더링 방식으로 전지셀에 연결된다. 예를 들어, 전지셀의 일부 전극단자에 클래드(clad)를 부착한 후, 접속부재로서의 니켈 플레이트를 PCM의 접속단자와 전지셀의 전극단자에 각각 용접하는 방식으로, PCM을 전지셀에 연결하여 전지팩을 제조한다.Generally, the PCM is connected to the battery cell by welding or soldering. For example, after a clad is attached to some electrode terminals of a battery cell, a nickel plate as a connecting member is welded to a connection terminal of the PCM and an electrode terminal of the battery cell, respectively, A battery pack is manufactured.
상기 클래드는, 전지케이스가 알루미늄 캔으로 이루어진 각형 전지셀에서 전지케이스인 양극에 니켈 플레이트를 저항 용접에 의해 결합시킬 때 요구된다. The clad is required when the battery case is joined to the positive electrode, which is a battery case, in a rectangular battery cell made of an aluminum can by resistance welding.
이를 위해 클래드를 전지케이스의 해당 부위에 부착하고, 그러한 클래드에 니켈 플레이트의 일측 단부를 용접하여야 하지만, 전지셀의 작은 구조로 인해 정밀한 작업으로 진행되어야 하고, 그 만큼 불량의 가능성이 높다. 또한, 클래드의 사용으로 인해 전지팩의 제조 비용이 상승하는 문제점도 있다.To this end, the clad is attached to a corresponding portion of the battery case, and one end of the nickel plate is welded to the clad. However, due to the small structure of the battery cell, it is necessary to proceed with precise work. In addition, there is a problem that the manufacturing cost of the battery pack increases due to the use of the clad.
따라서, 전지팩 제조에 사용되는 부재들의 수를 줄여 조립공정을 간소화하고, 조립 과정에서의 불량 발생을 최소화할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다. Therefore, there is a high need for a technique that simplifies the assembly process by reducing the number of members used in manufacturing the battery pack, and minimizes the occurrence of defects during the assembly process.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 전지팩에 소요되는 부재 수를 줄이고 조립공정을 간소화하여 전지의 제조비용을 감소시키고, 구조적 안정성이 우수한 전지팩을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery pack which can reduce the number of members required for the battery pack and simplify the assembling process, thereby reducing the manufacturing cost of the battery and providing excellent structural stability.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은, To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein,
양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있고, 상단에 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀;A battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a battery case together with an electrolyte solution, and electrode terminals are formed at an upper end thereof;
보호회로 모듈(PCM) 및 하기 접속부재들이 결합되도록 상기 PCM의 하면에 형성되어 있는 단자 접속부로 이루어져 있고, 접속용 관통구가 천공되어 있는 PCM 어셈블리;A PCM assembly comprising a terminal connection part formed on a lower surface of the PCM so that the protection circuit module (PCM) and the following connection members are coupled to each other, the connection through-hole being perforated;
상기 전지셀의 전극단자들이 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 상단 면에 장착되는 절연성 장착부재;An insulating mounting member mounted on an upper surface of the battery cell and having an opening to expose the electrode terminals of the battery cell, a protection circuit module mounted on the upper surface,
과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재 상에 탑재되는 보호회로 모듈(PCM);A protection circuit module (PCM) mounted on the insulating mounting member and having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent;
상기 전지셀의 전극단자와 PCM의 단자 접속부를 전기적으로 연결하는 제 1 접속부재와 제 2 접속부재; 및A first connecting member and a second connecting member for electrically connecting the electrode terminal of the battery cell and the terminal connecting portion of the PCM; And
상기 PCM이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재를 감싸면서 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡;An insulating cap coupled to an upper end of the battery cell while surrounding the insulating mounting member in a state where the PCM is mounted;
을 포함하고 있고,Lt; / RTI >
상기 전지케이스는 전극조립체가 삽입되도록 상단이 개방된 구조의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개방 상단에 결합되는 베이스 플레이트로 이루어져 있으며, The battery case includes a case body having a top opened to insert an electrode assembly, and a base plate coupled to an open upper end of the case body,
상기 제 1 접속부재는 베이스 플레이트의 돌출형 단자에 저항 용접에 의해 결합되고, 상기 제 2 접속부재는 돌출형 단자를 제외한 베이스 플레이트의 상단 면에 저항 용접에 의해 결합되며,The first connecting member is coupled to the protruding terminal of the base plate by resistance welding and the second connecting member is coupled to the upper surface of the base plate except for the protruding terminal by resistance welding,
상기 베이스 플레이트의 상단 면에는 제 2 접속부재가 결합되는 부위에 용접용 금속이 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 구조로 구성되어 있다.And the upper surface of the base plate is plated with a welding metal at a portion to which the second connecting member is coupled.
본 출원의 발명자들은, 상기와 같이 전지케이스의 베이스 플레이트의 상단 면에 용접용 금속을 도금하는 경우, 별도의 클래드를 사용하지 않고도 접속부재가 저항 용접에 의해 PCM과 전지셀을 전기적으로 연결하므로, 이차전지 팩을 용이하게 조립할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 별도의 클래드 없이도 전지셀에 대한 PCM의 전기적 접속이 달성되므로, 제조공정이 간소하여 원재료와 인원을 절감할 수 있어 제조비 절감이 가능한 장점이 있다.The inventors of the present application have found that when the welding metal is plated on the upper surface of the base plate of the battery case as described above, the connecting member electrically connects the PCM and the battery cell by resistance welding without using a separate clad, It was confirmed that the secondary battery pack can be easily assembled. Therefore, in the secondary battery pack according to the present invention, since the electrical connection of the PCM to the battery cell is achieved without using a separate clad, the manufacturing process can be simplified, and the raw material and personnel can be saved.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 PCM을 전지셀 상에 탑재한 상태에서 접속부재에 대한 용접 등을 수행하므로, 상대적으로 긴 길이의 접속부재를 전지셀에 연결한 후 PCM을 전지셀 상에 장착하는 종래의 이차전지 팩에 비하여 PCM의 장착 과정에서 접속부재가 절곡되기 위해 필요한 공간이 크게 줄어들어, 이차전지 팩의 단위 부피당 용량을 증가시킬 수 있다.In addition, since the secondary battery pack according to the present invention is welded to the connecting member in a state where the PCM is mounted on the battery cell, the connecting member having a relatively long length is connected to the battery cell, The space required for bending the connecting member in the process of mounting the PCM is greatly reduced as compared with the conventional secondary battery pack to be mounted, and the capacity per unit volume of the secondary battery pack can be increased.
상기 제 1 접속부재는 음극 접속부재이고, 상기 제 2 접속부재는 양극 접속부재일 수 있다. 예를 들어, 각형 전지셀은 그것의 상단 면에 돌출된 전극단자와 전지 케이스가 각각 음극과 양극단자인 구조로 이루어져 있고, 이들 사이에는 절연부재가 개재되어 상호 절연을 이루고 있다. 따라서, 음극단자에 연결되는 제 1 접속부재, 및 양극단자를 구성하는 상기 베이스 플레이트의 돌출형 단자를 제외한 상단 면에 연결되는 제 2 접속부재가 상기 PCM 내의 회로들과 상기 전지케이스에 삽입된 전극조립체들을 전기적으로 연결할 수 있다.The first connecting member may be a cathode connecting member, and the second connecting member may be an anode connecting member. For example, a prismatic battery cell has a structure in which an electrode terminal and a battery case protruded from an upper surface thereof are respectively a cathode and a cathode terminal, and an insulating member is interposed therebetween to form mutual insulation. Therefore, the first connecting member connected to the negative terminal, and the second connecting member connected to the upper end surface except for the protruding terminal of the base plate constituting the positive electrode terminal are connected to the circuits in the PCM and the electrode assembly Can be electrically connected.
상기 제 2 접속부재는, 바람직하게는, PCM의 단자 접속부에 결합되어 있는 PCM 결합부, 전지셀의 상단 면에 결합되는 전지셀 결합부, 및 이들 사이에 개재되어 있는 PTC 소자로 구성되어 있어서, 전지팩이 내부 단락 등의 원인으로 온도가 급상승할 경우, PTC 소자와 결합된 상기 제 2 접속부재는 전지팩의 상단 어셈블리에서 전류를 차단하는 역할을 함으로써, 전지팩의 안전성을 향상시킬 수 있다.Preferably, the second connecting member is composed of a PCM coupling portion coupled to the terminal connection portion of the PCM, a battery cell coupling portion coupled to the upper end surface of the battery cell, and a PTC device interposed therebetween, When the temperature suddenly rises due to internal short-circuit or the like of the battery pack, the second connecting member coupled with the PTC element serves to cut off the current in the upper assembly of the battery pack, thereby improving the safety of the battery pack.
이때, 상기 제 1 접속부재와 제 2 접속부재는 전도성 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어져 있을 수 있다. 전기 전도성과 전성 및 연성이 좋은 니켈 또는 니켈 합금을 접속부재로 사용하여 보다 용이하게 PCM의 회로들과 전지케이스에 삽입된 전극조립체를 연결할 수 있다. At this time, the first connecting member and the second connecting member are not particularly limited as long as they are made of a conductive material, but they may preferably be made of nickel or a nickel alloy. It is possible to more easily connect the circuits of the PCM and the electrode assembly inserted into the battery case by using a nickel or nickel alloy having good electrical conductivity and good ductility and softness as the connecting member.
하나의 바람직한 예에서, 상기 절연성 장착부재는 제 2 접속부재가 전지셀에 연결되는 부위를 확보할 수 있도록 전지셀의 상단 면 보다 길이방향으로 작은 크기를 가지며, 전지셀의 음극단자가 상부로 노출되는 제 1 개구와, 상기 제 1 개구로부터 소정의 이격거리에 전지셀의 케이스 상단 돌출부(밀봉된 전해액 주입부)가 상부로 노출되는 제 2 개구가 형성된 구조로 이루어질 수 있다. In one preferred embodiment, the insulating mounting member has a size smaller in the longitudinal direction than the upper surface of the battery cell so as to secure a portion where the second connecting member is connected to the battery cell, and the negative terminal of the battery cell is exposed And a second opening exposing the upper end of the case upper end portion of the battery cell (the sealed electrolyte inflow portion) is formed at a predetermined distance from the first opening.
따라서, 절연성 장착부재가 전지셀의 상단 면 보다 길이방향으로 작은 구조로 형성되어 있으므로, 상기 PCM 어셈블리의 일측 단부와 전지셀 상단 면의 일측 단부 사이에 접속부재(A)가 위치할 수 있는 공간이 확보될 수 있다. Therefore, since the insulating mounting member is formed to have a smaller length in the longitudinal direction than the upper end surface of the battery cell, a space in which the connecting member A can be positioned between one end of the PCM assembly and one end of the upper end of the battery cell Can be secured.
또한, 상기 전지케이스의 케이스 본체는 가공상의 용이성과 일정 수준 이상의 기계적 강도가 요구되므로, 금속 캔으로 이루어져 있을 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 캔 또는 스테인리스 스틸 캔일 수 있다. 나아가, 상기 전지케이스의 외면에는 외장 필름이 부착되어 있을 수 있다. 이를 통해 외부 충격으로부터 전지셀을 보호하고 전기적 절연상태를 유지할 수 있다.In addition, since the case body of the battery case requires ease of processing and mechanical strength of a certain level or more, it may be made of a metal can, and preferably an aluminum can or a stainless steel can. Furthermore, an external film may be attached to the outer surface of the battery case. Thus, the battery cell can be protected from external impact and maintained in an electrically insulated state.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 베이스 플레이트의 상단 면에서 제 2 접속부재가 결합되는 부위에 용접용 금속이 도금되어 있다.As described above, according to the present invention, the welding metal is plated on the upper surface of the base plate where the second connecting member is engaged.
경우에 따라서는, 상기 베이스 플레이트는 돌출형 단자를 제외한 상단 면 전체에 용접용 금속이 도금되어 있을 수 있고, 더 나아가, 상기 베이스 플레이트는 돌출형 단자를 제외한 상단 면 전체와 하단 면 전체에 용접용 금속이 도금되어 있을 수도 있다. 이와 같이, 베이스 플레이트의 상단 면 전체 또는 상단 면 전체와 하단 면 전체에 용접용 금속을 도금하는 경우, 인원과 원재료를 더욱 절감하여 공정을 간소화 할 수 있다.In some cases, the base plate may be plated with a welding metal on the entire upper surface excluding the protruding terminal, and further, the base plate may be formed on the entire upper surface excluding the protruding terminal, The metal may be plated. As described above, in the case of plating the entirety of the upper end surface of the base plate or the entire upper end surface and the entire lower end surface of the base plate with welding metal, personnel and raw materials can be further reduced and the process can be simplified.
상기 용접용 금속은, 예를 들어, 니켈 또는 니켈 합금일 수 있다. 두 금속의 저항 용접 시, 두 금속의 저항이 동일하다면 보다 용이하게 용접이 가능하므로, 상기 용접용 금속으로서 상기 제 2 접속부재와 동일한 금속을 사용하게 되면, 본 발명의 효과를 더욱 극대화할 수 있다. The welding metal may be, for example, nickel or a nickel alloy. When the resistance of the two metals is the same, resistance can be more easily achieved when the two metals are resistance-welded. Therefore, if the same metal as the second connection member is used as the welding metal, the effect of the present invention can be further maximized .
상기 용접용 금속의 두께는, 예를 들어, 0.001 내지 1.0 mm일 수 있다. 상기 용접용 금속의 두께가 너무 얇으면, 상기 제 2 접속부재와 저항 용접을 하기에 두께가 얇아서 본 발명의 소망하는 효과를 얻을 수 없는 문제가 있고, 용접용 금속의 두께가 너무 두꺼우면, 용접용 금속이 전지팩에서 차지하는 두께만큼 전지팩의 전지 용량이 감소되는 문제가 있어 바람직하지 않다.The thickness of the welding metal may be, for example, 0.001 to 1.0 mm. If the thickness of the welding metal is too small, the welding member can not achieve the desired effect of the present invention because the thickness is too small for resistance welding with the second connecting member. If the thickness of the welding metal is too thick, There is a problem that the battery capacity of the battery pack is reduced by the thickness of the metal for the battery pack.
하나의 구체적인 예에서, 상기 베이스 플레이트의 상단 면에 결합된 제 2 접속부재에는, PCM의 단자 접속부 이외의 부분과의 절연을 위한 절연 테이프가 부가되어 있을 수 있으며, 더욱 상세하게는 상기 절연 테이프는 양면 접착 테이프일 수 있다. 상기 절연 테이프가 양면 접착 테이프일 경우, 절연 효과 외에도 전지팩의 조립시 상기 제 2 접속부재와 PCM 및 베이스 플레이트의 결합력이 더욱 강화되는 효과가 있다.In one specific example, the second connecting member coupled to the upper surface of the base plate may be provided with an insulating tape for insulation from a portion other than the terminal connecting portion of the PCM, and more particularly, It can be a double-sided adhesive tape. In addition to the insulating effect, when the insulating tape is a double-sided adhesive tape, the bonding force between the second connecting member and the PCM and the base plate is further strengthened at the time of assembling the battery pack.
본 발명에 따른 이차전지 팩은, 전지셀의 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용 가능하며, 바람직하게는 각형의 리튬 이차전지를 전지셀로서 포함하는 전지팩에 적용될 수 있다.The secondary battery pack according to the present invention can be applied to various types of battery cells regardless of the type and external shape of the battery cell, and preferably to a battery pack including a prismatic lithium secondary battery as a battery cell.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source.
상기 디바이스는, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, 노트북 컴퓨터 등으로부터 선택되는 것일 수 있다. 이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The device may be selected from a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a wearable electronic device, a notebook computer, and the like. The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
본 발명은 또한, 상기 이차전지 팩을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing the secondary battery pack.
구체적으로, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 상기 전지 케이스의 베이스 플레이트를 금속 이온 수용액에 담지하여 도금하는 과정을 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.Specifically, the secondary battery pack according to the present invention may be manufactured by a method including plating a base plate of the battery case with a metal ion aqueous solution.
상세하게는, 상기와 같이 도금하는 과정 이전에, 상기 베이스 플레이트에서 제 2 접속부재의 결합 부위를 제외한 나머지 부위에 도금 방지용 테이프를 부착하는 과정을 추가로 포함할 수 있고, 더욱 상세하게는, 상기 도금하는 과정 이전에, 상기 베이스 플레이트의 하단 면에 도금방지용 테이프를 부착하는 과정을 추가로 포함할 수 있다.The method may further include the step of attaching a plating preventing tape to the remaining portion of the base plate excluding the joining portion of the second connecting member before the plating process as described above, And a step of attaching an anti-plating tape to the lower end surface of the base plate before the plating process.
이러한 제조방법은, 클래드를 사용하는 종래의 전지팩 제조 공정과 비교하여, 작업공정 수를 감소시키고, 구조적 안정성이 향상된 이차전지 팩을 제공할 수 있다.Such a manufacturing method can provide a secondary battery pack in which the number of working steps is reduced and the structural stability is improved as compared with a conventional battery pack manufacturing process using a clad.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 용접용 금속을 전지케이스의 베이스 플레이트 상단 면에 도금함으로써, 별도의 클래드 없이 접속부재와 베이스 플레이트 간의 저항 용접이 가능하게 되므로, 원재료를 절감하고, 작업 공정을 간소화할 수 있으며, 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the secondary battery pack according to the present invention, by welding the welding metal to the upper surface of the base plate of the battery case, resistance welding can be performed between the connecting member and the base plate without a separate clad, , The work process can be simplified, and the structural stability can be improved.
더욱이, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 특정한 내부 구조에 의해, 동일한 전지팩 규격에서 최대 용량을 제공할 수 있다.Furthermore, the secondary battery pack according to the present invention can provide the maximum capacity in the same battery pack standard by a specific internal structure.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도이다;
도 2는 PCM 어셈블리 하면에 접속부재들이 결합된 구조의 모식도이다;
도 3 내지 도 5는 도 1의 이차전지 팩을 조립하는 일련의 과정을 단계적으로 설명하기 위한 부분 모식도들이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 상부 구조의 분해 모식도이다.1 is an exploded perspective view of a secondary battery pack according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic view of a structure in which connecting members are coupled to a lower surface of a PCM assembly;
FIGS. 3 to 5 are partial schematic views for explaining a series of processes for assembling the secondary battery pack of FIG. 1 step by step; FIG.
6 is a schematic exploded view of an upper structure of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view of a secondary battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 이차전지 팩(100)은, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내부에 밀봉되어 있는 전지셀(110), 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어하는 PCM 어셈블리(120), 상부에 PCM 어셈블리(120)가 탑재되며 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)에 장착되는 절연성 장착부재(130), PCM 어셈블리(120)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(130)를 감싸면서 전지셀(110)의 상단부에 결합되는 절연성 상단 캡(140), 전지셀(110)의 하단부에 결합되는 절연성 하단 캡(150), 및 전지셀(110) 케이스의 외면을 감싸며 부착되는 외장 필름(160)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, a
전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)에는 전지케이스와 절연된 상태에서 상부로 돌출된 돌출형 단자(112)가 형성되어 있고, 음극단자에 해당하는 돌출형 단자(112)를 제외한 나머지 부위는 양극단자를 형성한다. 또한, 금속볼 및 고분자 수지 등에 의해 밀봉된 전해액 주입부(116)가 평면상 원형 형상으로 돌출되어 있다. 그리고, 용접용 금속이 도금되는 부위(111)가 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)의 일측에 형성되어 있다.A protruding
절연성 장착부재(130)는 접착 방식으로 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)에 탑재되어 결합되며, 전지셀(110)의 돌출된 돌출형 단자(112)가 상부로 노출될 수 있도록 절연성 장착부재(130)의 중앙 부위에 제 1 개구(132)가 형성되어 있고, 우측 부위에는 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114) 일부가 노출될 수 있도록 제 2 개구(134)가 형성되어 있다. The insulating mounting
PCM 어셈블리(120)에는 접속부재(124)가 하면에 결합되어 있고, 용접용 관통구(122)가 중앙 부위에 형성되어 있다. The
절연성 상단 캡(140)은 PCM 어셈블리(120)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(130)를 감싸면서 전지셀(110)의 상단부에 결합되며, 전지셀(110)의 상단부 외측면을 감쌀 수 있도록 소정의 길이로 하향 연장되어 있고, 상단 면 일측에는 A/S 라벨(142)이 부착되어 있다. The insulating
전지케이스의 외면에는 외부와 전기적 절연상태를 확보하고 제품의 정보를 표시하는 외장 필름(160)이 부착되어 있다. 열수축성 소재로 이루어진 외장 필름(160)은 튜브 형태로 제조되어 전지셀(110)을 감싼 후 열을 가하여 전지셀(110) 케이스 표면에 수축되면서 밀착되는 구조로 부착된다.The outer surface of the battery case is attached with an
도 2에는 PCM 어셈블리 하면에 접속부재들이 결합된 구조의 모식도가 도시되어 있다.Fig. 2 is a schematic view of a structure in which connecting members are coupled to the lower surface of the PCM assembly.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, PCM 어셈블리(120)의 하면에는 한 쌍의 접속부재(123, 128)가 결합되어 있다. 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)과 전기적으로 연결되는 제 2 접속부재(123)는 판상형의 PCM 결합부(126)와 판상형의 전지셀 결합부(124) 사이에 PTC 소자(125)가 개재된 구조로 이루어져 있고, 전지셀 결합부(124)는 PCM 어셈블리(120)의 외측 단부로부터 돌출되어 있다. 또한, 제 1 접속부재(128)는 용접용 관통구(도 1: 122)를 완전히 밀폐하는 형태로 PCM 어셈블리(120)의 하면에 SMT 방식에 의해 결합되어 있다. Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, a pair of connecting
따라서, 제 2 접속부재(123)는 전지셀(110)의 양극단자인 베이스 플레이트의 상단 면(114)에 용접 방식으로 연결되고, 제 1 접속부재(128)는 전지셀(110)의 음극단자인 돌출형 단자(112)에 연결되므로, 전지셀(110)과 PCM 어셈블리(120)는 상호간 전기적 접속이 가능하게 된다.The second connecting
접속부재들(123, 128)은 도 2에서와 같이 절곡되지 않은 상태 그대로 전지셀(110)의 전극단자에 연결되므로, 종래 방식에 비해 작은 크기의 접속부재도 사용 가능하며, 더욱이 조립 과정에서 절곡될 필요가 없으므로, 절곡을 위한 사공간(dead space)을 초래하지 않는다. Since the
도 3 내지 도 5에는 도 1의 이차전지 팩을 조립하는 일련의 과정을 단계적으로 설명하기 위한 부분 모식도들이 도시되어 있다.FIGS. 3 to 5 are partial schematic views for explaining a series of processes for assembling the secondary battery pack of FIG. 1 step by step.
먼저 도 3은 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)에 절연성 장착부재(130)를 결합한 구조를 나타내고 있고, 도 3에서, 절연성 장착부재(130)는 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)에 접착제에 의해 부착되어 있고, 전지셀(110)의 돌출형 단자(112)는 절연성 장착부재(130)의 제 1 개구(132)를 관통하여 상부로 노출되어 있으며, 전지셀(110)의 밀봉된 전해액 주입부(116)는 제 2 개구(134)를 관통하여 절연성 장착부재(130)의 상부로 노출되어 있다.3 shows a structure in which the insulating mounting
절연성 장착부재(130)의 길이(l)는 전지셀(110) 상단의 길이(L)보다 짧게 형성되어 있고, 이러한 구조에 의해 노출된 전지셀(110)의 베이스 플레이트의 상단 면(114)의 일부 부위(L-l)에 제 2 접속부재(도 1: 123)의 접속을 위한 용접용 금속이 도금되는 부위(111)가 형성되어 있다. The length l of the insulating mounting
도 4에는 도 3의 구조에 PCM 어셈블리(120)를 결합한 구조가 도시되어 있는 바, 도 4를 참조하면, 제 2 접속부재(123)를 용접용 금속이 도금되는 부위(111)에 위치시키고, 제 1 접속부재(128)를 전지셀(110)의 돌출형 단자(도 3: 112)에 위치시킨 후, 각각 용접에 의해 상호간 전기적 접속 및 기계적 연결 구조를 이룰 수 있다.4, a structure in which the
도 5에는 도 4의 구조에 절연성 상단 캡(140)을 결합한 구조의 모식도가 도시되어 있는 바, 도 5를 참조하면, 절연성 상단 캡(140)에는 절연성 장착부재(도 3: 130)의 체결홈(도시하지 않음)에 대응하는 위치에 체결구(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 절연성 상단 캡(140)의 체결구(도시하지 않음)를 절연성 장착부재(도 3: 130)의 체결홈(도시하지 않음)에 삽입하여 상호간 기계적 체결을 이룬다.5 is a schematic view illustrating a structure in which the insulating
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 상부 구조의 분해 모식도가 도시되어 있다.6 is a schematic exploded view of a top structure of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 전지셀의 상단 면(211)의 베이스 플레이트(214)와 리벳(212a), 상부 가스켓(212b)과, 상기 도면에 도시되진 않았지만 하부 가스켓과 하부 플레이트의 결합으로 탑 캡 어셈블리를 구성한다. 베이스 플레이트(214)의 상단 면(211)의 일측 뿐만 아니라, 돌출형 단자가 위치하는 부위인 리벳(212a)과 상부 가스켓(212b)을 제외한 상단 면(211) 전체에 용접용 금속이 도금되어 있고, 상기 도면에 도시되진 않았지만 베이스 플레이트(214)의 하단 면 전체에도 용접용 금속이 도금되어 있을 수 있다.
6, the
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (21)
보호회로 모듈(PCM) 및 하기 접속부재들이 결합되도록 상기 PCM의 하면에 형성되어 있는 단자 접속부로 이루어져 있고, 접속용 관통구가 천공되어 있는 PCM 어셈블리;
상기 전지셀의 전극단자들이 노출될 수 있도록 개구가 형성되어 있고, 보호회로 모듈이 상부에 탑재되는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 상단 면에 장착되는 절연성 장착부재;
과충전, 과방전, 과전류를 제어하는 보호회로가 형성되어 있고, 상기 절연성 장착부재 상에 탑재되는 보호회로 모듈(PCM);
상기 전지셀의 전극단자와 PCM의 단자 접속부를 전기적으로 연결하는 제 1 접속부재와 제 2 접속부재; 및
상기 PCM이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재를 감싸면서 전지셀의 상단부에 결합되는 절연성 캡;
을 포함하고 있고,
상기 전지케이스는 전극조립체가 삽입되도록 상단이 개방된 구조의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개방 상단에 결합되는 베이스 플레이트로 이루어져 있으며,
상기 제 1 접속부재는 베이스 플레이트의 돌출형 단자에 저항 용접에 의해 결합되고, 상기 제 2 접속부재는 돌출형 단자를 제외한 베이스 플레이트의 상단 면에 저항 용접에 의해 결합되며,
상기 베이스 플레이트는 돌출형 단자를 제외한 상단 면 전체에 용접용 금속이 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩. A battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a prismatic battery case together with an electrolytic solution, and electrode terminals are formed at an upper end thereof;
A PCM assembly comprising a terminal connection part formed on a lower surface of the PCM so that the protection circuit module (PCM) and the following connection members are coupled to each other, the connection through-hole being perforated;
An insulating mounting member mounted on an upper surface of the battery cell and having an opening formed therein for exposing electrode terminals of the battery cell, a protection circuit module mounted on the upper surface of the battery cell,
A protection circuit module (PCM) mounted on the insulating mounting member and having a protection circuit for controlling overcharge, overdischarge, and overcurrent;
A first connecting member and a second connecting member for electrically connecting the electrode terminal of the battery cell and the terminal connecting portion of the PCM; And
An insulating cap coupled to an upper end of the battery cell while surrounding the insulating mounting member in a state where the PCM is mounted;
Lt; / RTI >
The battery case includes a case body having a top opened to insert an electrode assembly, and a base plate coupled to an open upper end of the case body,
The first connecting member is coupled to the protruding terminal of the base plate by resistance welding and the second connecting member is coupled to the upper surface of the base plate except for the protruding terminal by resistance welding,
Wherein the base plate is plated with a welding metal on the entire upper surface except for the protruding terminal.
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