KR101842323B1 - 전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

Abstract

전극 단자와 버스 바의 용접 공정 개선을 위하여 구조 변경한 전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩을 제공한다. 본 발명에 따른 전지팩 케이스는 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부; 상기 지지부에 배치되고 상기 이차전지의 전극 단자와 통전되는 버스 바; 및 상기 지지부 중 상기 버스 바 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는 홈을 포함한다. 본 발명에 따른 전지팩 케이스는 상기 지지부에 형성되고 외부로 노출된 단부에 상기 홈과 연통되어 형성되는 배출구를 더 포함할 수도 있다.

Description

전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩{Battery pack case and battery pack comprising the same}

본 발명은 전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 복수개의 이차전지들의 전극 단자를 전기적으로 상호 연결하기 위하여 버스 바를 용접할 때에 용접 공정이 개선되도록 구조 변경한 전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.

이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말한다. 이차전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있으며, 자동차용 전지로도 사용되고 있다.

이차전지는 전극 조립체 및 전해액을 포함한다. 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비한다. 전해액은 리튬 이온을 포함하는 경우가 많다. 전극 조립체의 양극판과 음극판은 외부로 인출되는 전극 탭을 각각 구비할 수 있다.

전극 조립체는 케이스의 내부에 수납되고, 케이스의 외부로는 전극 단자가 노출될 수 있다. 전극 탭은 전극 조립체의 외부로 인출되어 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 케이스는 원통형 또는 각형이 될 수 있다.

복수개의 이차전지가 수평 또는 수직으로 적층되어 전지팩이 형성될 수 있다. 전지팩에서 이웃하여 적층되는 이차전지들은 전극 단자들이 전기적으로 상호 연결될 수 있다. 이 때, 이웃하는 이차전지들의 전극 단자들이 버스 바에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

버스 바에 의하여 이차전지들의 전극 단자들을 연결하는 기술은 공개특허 제2014-0044440호, 제 2004-087438호 등이 있다. 이러한 기술분야에서는 전극 단자와 버스 바의 용접 부분에서 용접 공정 개선을 위해 버스 바 형상을 개선하는 것이 주된 것이다. 그러나, 버스 바 형상 개선만으로는 용접 공정의 개선이 충분하지 않아 새로운 개선 방법이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 단자와 버스 바의 용접 공정 개선을 위하여 구조 변경한 전지팩 케이스 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전지팩 케이스는 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부; 상기 지지부에 배치되고 상기 이차전지의 전극 단자와 통전되는 버스 바; 및 상기 지지부 중 상기 버스 바 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는 홈을 포함한다.

본 발명에 따른 전지팩 케이스는 상기 홈이 상기 버스 바 외측으로 노출될 수 있도록 연장된 형태일 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 전지팩 케이스는 상기 지지부에 형성되고 외부로 노출된 단부에 상기 홈과 연통되어 형성되는 배출구를 더 포함한다.

상기 버스 바가 상기 지지부에 닿는 면은 대략 직사각형 형상이고 상기 홈과 배출구는 상기 버스 바 하단에서 T자 형상을 이루는 것일 수 있다.

상기 지지부는 플라스틱 소재를 사출성형하여 형성되는 것일 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전지팩은 복수의 이차전지; 상기 복수의 이차전지의 외부를 감싸는 커버; 상기 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부; 상기 지지부에 배치되고 상기 이차전지의 전극 단자와 통전되는 버스 바; 및 상기 지지부 중 상기 버스 바 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는 홈을 포함한다.

상기 전극 단자와 상기 버스 바는 용접되어 고정된다. 이 때, 상기 홈은 용접할 부분의 형상에 대응되는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 전지팩 케이스의 지지부에 홈을 형성함에 따라 버스 바와 전극 단자를 용접으로 고정할 때에 용접에너지 또는 용접열 등에 의해 지지부 물질이 기화하는 것을 최소화할 수 있다.

그리고, 전지팩 케이스의 지지부에 홈과 연통하는 배출구를 형성함에 따라 용접 등의 공정에서 발생되는 열과 가스 등을 외부로 원활하게 배출할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 전지팩 케이스의 구조 변경을 통해, 버스 바에 의해 이차전지들을 서로 전기적으로 연결하는 접속 작업의 능률을 향상시키고, 용접 공정을 개선하는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부 일 부분을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 지지부 정면도이다.
도 3은 도 1의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부 일 부분을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 지지부 정면도이다.
도 7은 도 5의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전지팩 주요 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.

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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부 일 부분을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 지지부 정면도이고, 도 3은 도 1의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전지팩 케이스(100)는, 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부(10, ICB); 지지부(10)에 배치되고 이차전지의 전극 단자(미도시)와 통전되는 버스 바(20); 및 지지부(10) 중 버스 바(20) 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는 홈(30)을 포함한다.

지지부(10)는 이차전지의 적어도 일측에 배치된다. 바람직하게는 이차전지의 전극 단자가 형성된 부분에 인접하게 배치될 수 있다. 지지부(10)는 플라스틱 소재를 사출성형하여 형성된다. 사출성형은 플라스틱의 성형가공법으로 열가소성수지를 주로 이용한다. 사출성형은 반복해서 사출하여 대량생산이 가능하다. 사출성형은 가열에 의해 녹은 플라스틱 재료를 금형 속으로 사출시켜 고화 또는 경화시켜 성형품을 만드는 가공방법이다.

이러한 전지팩 케이스(100)를 포함해 제조되는 전지팩은 복수의 이차전지로 구성되며, 고전압의 전기에너지를 저장한다. 이차전지는 전극 단자가 형성된다. 이차전지의 전극 단자는 인접한 다른 이차전지의 전극 단자와 직렬연결될 수 있다. 이러한 연결은 버스 바(20)에 의해 가능하다. 버스 바(20)는 전극 단자와 통전되어 전극 단자들을 전기적으로 연결한다.

이차전지는 지지부(10)에 의해 적어도 일측이 지지된 상태에서 용접 공정 등이 수행된다. 지지부(10)는 전지팩 안의 이차전지를 고정하는 역할을 할 수도 있다.

지지부(10)에는 버스 바(20)가 배치된다. 버스 바(20)는 이차전지의 전극 단자와 연결된다. 버스 바(20) 중 일부는 인접한 다른 이차전지와 직렬연결시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 단자는 버스 바(20)와 초음파 용접 또는 레이저 용접되어 고정된다.

지지부(10)의 홈(30)은 주변보다 높이가 낮아 단차를 형성한다. 예를 들어 소정 깊이로 함몰된 구덩이 모양일 수 있다. 홈(30)은 용접할 부분의 형상에 대응되는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 버스 바(20)가 지지부(10)에 닿는 면이 대략 직사각형 형상인 경우, 예상 용접부(45)는 도시한 바와 같이 직선의 형태를 가질 수 있다. 그러한 경우 홈(30)도 그에 상응하는 직선 형태로 형성함이 바람직하다. 예상 용접부(45)에 예를 들어 깊이 2mm 정도의 홈(30)을 형성함으로써 용접시 용접에너지나 용접열에 의해 지지부(10) 물질이 기화하는 것을 방지할 수 있다. 홈(30)을 형성하지 않으면 전극 단바와 버스 바(20) 용접시 하단 지지부가 단순 평면으로 버스바(20)와 접촉이 되므로 예컨대 레이저 용접시 레이저(용접에너지)가 지지부에 도달하여 지지부 물질의 기화에 따른 가스를 방출하므로 용접 품질 문제를 야기할 수 있다. 본 발명에 따르면 홈(30)을 형성하여 레이저가 지지부(10)에 도달하는 것을 방지하므로 지지부 물질 기화를 줄일 수 있고, 이에 따라 용접 품질이 나빠지는 것을 방지할 수 있어 용접 공정이 개선된다.

물론 버스 바(20)가 지지부(10)에 닿는 면이 대략 직사각형 형상이 아닌 경우도 있다. 그러한 경우에도 홈(30)은 예상 용접부에 상응하는 형태로 형성하여 지지부(10) 물질의 기화를 방지하는 효과를 달성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 홈(32)이 버스 바(20) 외측으로 노출될 수 있도록, 전지팩 케이스(110)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 홈(30)에 비하여 연장된 형태의 홈(32)을 가진다. 가스 발생시 연장된 홈(32)을 통해 발생된 가스 배출이 원활해지는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전지팩 케이스의 지지부 일 부분을 도시한 사시도이다. 도 6은 도 5의 지지부 정면도이고, 도 7은 도 5의 지지부에 버스 바가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전지팩 케이스(120)는, 도 1내지 도 3을 참조하여 설명한 전지팩 케이스(100)에 비하여 및 지지부(10)에 형성되고 외부로 노출된 단부에 홈(30)과 연통되어 형성되는 배출구(40)를 더 포함한다.

배출구(40)는 홈(30)에 수직이면서 홈(30)에 연통하도록 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대 도 7에 잘 나타나는 바와 같이, 홈(30)과 배출구(40)는 버스 바(20) 하단에서 T자 형상을 이루는 것일 수 있다. 물론 배출구(40)는 홈(30)과 연통되어 가스를 배출할 수 있는 구성이면 반드시 홈(30)에 수직인 모양으로 배치되지 않아도 된다. 예를 들면, 홈(32)처럼 연장되는 방향을 따라 측면으로 배출구가 배치될 수도 있다. 배출구(40)는 홈(30)과 외부 공기가 통할 수 있도록 하는 구조이다. 가스 발생시 외부로 배출하는 기능이 있으므로 용접 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전지팩 주요 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.

도 8을 참조하면, 전지팩(200)은, 복수의 이차전지(5); 복수의 이차전지(5)의 외부를 감싸는 커버(50); 이차전지(5)의 적어도 일측에 배치되는 지지부(10); 지지부(10)에 배치되고 이차전지(5)의 전극 단자(6)와 통전되는 버스 바(20); 지지부(10) 중 버스 바(20) 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는 홈(미도시, 도 1 또는 도 5의 30 참조); 및 지지부(10)에 형성되고 외부로 노출된 단부에 홈과 연통되어 형성되는 배출구(미도시, 도 5의 40 참조)를 포함한다.

이차전지(5)는 복수로 배치되어 서로 직렬연결된다. 이차전지(5)의 외부는 커버(50)에 의해 감싸진다. 커버(50)는 이차전지(5)를 보호한다.

여기서, 전극 단자(6)와 버스 바(20)의 접촉면은 용접에 의해 상호 결합됨으로써, 안정된 전기적 연결상태를 확보하도록 하는 것이 바람직하다. 지지부(10)에 형성된 홈은 버스 바(20)와 전극 단자(6)를 용접으로 고정할 때에 용접열에 의해 지지부(10) 물질이 기화하는 것을 최소화할 수 있다.

그리고, 홈과 연통하는 배출구는 용접 등의 공정에서 발생되는 열과 가스 등을 외부로 원활하게 배출할 수 있다. 이와 같이 홈과 배출구를 지지부(10)에 형성하여 전지팩 케이스(도 5의 120)를 제조하고 이를 이용해 전지팩(200)을 제조하는 경우, 버스 바(20)에 의해 이차전지(5)들을 서로 전기적으로 연결하는 접속 작업의 능률을 향상시키고, 용접 공정을 개선하는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

5: 이차전지 6: 전극 단자 10: 지지부
20: 버스 바 30, 32: 홈 40: 배출구
50: 커버 100, 110, 120: 전지팩 케이스
200: 전지팩

Claims (12)

1. 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부;
   상기 지지부에 배치되고 상기 이차전지의 전극 단자와 용접되어 고정되며 상기 전극 단자와 통전되는 버스 바;
   상기 지지부 중 상기 버스 바 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는, 함몰된 구덩이 모양의 홈; 및
   상기 지지부에 형성되고 외부로 노출된 단부에 상기 홈과 연통되어 형성되는 배출구를 포함하고,
   상기 지지부는 ICB이며,
   상기 버스 바가 상기 지지부에 닿는 면은 직사각형 형상이고, 상기 전극 단자와 상기 버스 바를 용접할 부분의 형상은 직선이며, 상기 홈은 상기 전극 단자와 상기 버스 바를 용접할 부분의 형상에 되는 직선 형상으로 형성되어 있고, 상기 전극 단자와 버스 바 용접시 상기 지지부가 단순 평면으로 상기 버스 바와 접촉되지 않도록 하여 상기 지지부 물질의 기화를 줄이며,
   상기 배출구는 용접시 발생하는 열과 가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 전지팩 케이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈이 상기 버스 바 외측으로 노출될 수 있도록 연장된 형태인 것을 특징으로 하는 전지팩 케이스.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 홈과 배출구는 상기 버스 바 하단에서 T자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 전지팩 케이스.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부는 플라스틱 소재를 사출성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩 케이스.
6. 복수의 이차전지;
   상기 복수의 이차전지의 외부를 감싸는 커버;
   상기 이차전지의 적어도 일측에 배치되는 지지부;
   상기 지지부에 배치되고 상기 이차전지의 전극 단자와 용접되어 고정되며 상기 전극 단자와 통전되는 버스 바;
   상기 지지부 중 상기 버스 바 하단에 위치하고 주변보다 낮아 단차를 형성하는, 함몰된 구덩이 모양의 홈; 및
   상기 지지부에 형성되고 외부로 노출된 단부에 상기 홈과 연통되어 형성되는 배출구를 포함하고,
   상기 지지부는 ICB이며,
   상기 버스 바가 상기 지지부에 닿는 면은 직사각형 형상이고, 상기 전극 단자와 상기 버스 바를 용접할 부분의 형상은 직선이며, 상기 홈은 상기 전극 단자와 상기 버스 바를 용접할 부분의 형상에 되는 직선 형상으로 형성되어 있고, 상기 전극 단자와 버스 바 용접시 상기 지지부가 단순 평면으로 상기 버스 바와 접촉되지 않도록 하여 상기 지지부 물질의 기화를 줄이며,
   상기 배출구는 용접시 발생하는 열과 가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
7. 제6항에 있어서, 상기 홈이 상기 버스 바 외측으로 노출될 수 있도록 연장된 형태인 것을 특징으로 하는 전지팩.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제6항에 있어서, 상기 홈과 배출구는 상기 버스 바 하단에서 T자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 전지팩.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부는 플라스틱 소재를 사출성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.

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