KR101863699B1 - Battery Pack Comprising Battery Cell with Peripheral Edge Formed by Hot Melting - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외주의 적어도 일부에 열융착에 의해 형성된 실링부를 포함하고 있으며, 전극단자가 위치하는 상단 실링부는 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡되어 있고 상기 상단 실링부에 인접한 양측 측면 실링부들은 전극조립체 수납부의 측면 외벽에 밀착되도록 수직 절곡되어 있으며, 핫 멜트 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부를 포함하는 전지셀; 보호회로와 전지셀의 전극단자가 전기적으로 연결되기 위한 전극단자 접속부를 포함하고 있고, 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행한 형태로 상단 실링부 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB); PCB의 상부에 결합되는 상부 케이스; 및 전지셀에 PCB가 탑재된 상태에서 이들을 감싸도록 부착되는 외장 라벨;을 포함하고 있고, 상기 전지셀의 상단 실링부 상에 탑재되어 있는 PCB는 외주 엣지부에 의해 전지셀에 대한 장착 상태가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩에 관한 것이다.The upper end sealing portion, at which the electrode terminal is located, is vertically bent so as to be parallel to the upper end outer wall of the electrode assembly receiving portion, and the upper end side sealing portion Wherein the battery cells are vertically bent so as to be in close contact with the outer side wall of the electrode assembly receiving portion and include a frame-like outer peripheral edge portion formed by hotmelting hot melt resin; A protection circuit board (PCB) including an electrode terminal connection portion for electrically connecting the protection circuit to an electrode terminal of the battery cell, and mounted on the upper sealing portion in parallel with the upper outer wall of the electrode assembly receiving portion; An upper case coupled to an upper portion of the PCB; And an external label attached to the battery cell so as to surround the PCB in a state that the PCB is mounted on the PCB. The PCB mounted on the upper sealing portion of the battery cell is fixed to the battery cell by the outer edge portion, And a battery pack.
Description
본 발명은 핫 멜팅에 의해 형성된 외주 엣지부를 구비한 전지셀을 포함하는 전지팩 및 이를 이용한 전지팩의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack including a battery cell having a peripheral edge portion formed by hot melt, and a method of manufacturing a battery pack using the same.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.Due to the development of technology and demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries, which have high energy density, high operating voltage and excellent storage and life characteristics, It is widely used as an energy source.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 삽입과 이탈이 자유로운 탈착식 구조로 사용되기도 하고, 또는 외부기기의 내부에 매립되는 형태의 내장형 구조로 사용되기도 한다. 예를 들어, 노트북과 같은 디바이스는 사용자의 필요에 따라 전지의 삽입과 이탈이 가능한 반면에, 일부 휴대폰, MP3(MPEG Audio Layer-3), 태블릿 PC, 스마트 패드 등과 같은 디바이스는 그 구조 및 용량의 문제로 내장형 전지팩의 사용이 요구되기도 한다.The secondary battery may be used in a detachable structure that is free to be inserted or removed depending on the type of external equipment to which the secondary battery is to be used, or may be used as a built-in structure in which the secondary battery is embedded in an external device. For example, devices such as notebooks can insert and leave batteries according to the user's needs, while devices such as some phones, MPEG Audio Layer-3 (MP3), tablet PCs, smart pads, etc., The use of built-in battery packs is also a problem.
한편, 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, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등이 전지셀에 접속되어 있다.On the other hand, lithium secondary batteries have a variety of combustible materials, and they have a disadvantage in terms of safety because of the danger of overheating, overcurrent, other physical external impact, and the like. Therefore, a lithium secondary battery is connected to a battery cell such as a PTC (Positive Temperature Coefficient) element and a protection circuit module (PCM) as a safety element that can effectively control an abnormal state such as overcharging or overcurrent.
이러한 이차전지는 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 이차전지의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조 비용이 낮다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since such a secondary battery is preferably manufactured with a small size and weight, a prismatic battery or a pouch-type battery having a small weight to capacity ratio is mainly used as a battery cell of a secondary battery. Particularly, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a great deal of attention due to its advantages such as low weight and low manufacturing cost.
상기와 같이 파우치형 전지셀을 사용하여 전지팩을 구성하는 경우, 일반적으로, 케이스에 전지셀을 장착한 상태에서 전지셀의 전극에 PCM을 연결하여 고정하고, 케이스의 외면에 라벨을 부착하여 전지팩을 제조하였다. 이 때, 상기 케이스는 예를 들어, 전지셀의 외면을 감싸는 상부 커버 및 하부 커버의 조립 구조, 또는 전지셀의 모서리 부위를 고정하는 프레임 구조 등이 사용되었다. When a pouch type battery cell is used to construct a battery pack, a PCM is connected to an electrode of the battery cell while the battery cell is mounted on the case, and a label is attached to the outer surface of the case, Pack. In this case, for example, an assembly structure of the upper cover and the lower cover for covering the outer surface of the battery cell, or a frame structure for fixing the corner portion of the battery cell is used.
그러나, 보다 콤팩트 하고 구조적 안정성이 향상된 전지셀에 대한 필요성이 높아져 갔고, PCB 및 PCB를 장착하는 PCM 케이스에 수납한 PCM을 전지셀의 수납부 외면 및 열융착 잉여부(테라스) 상에 양면 테이프 등을 이용하여 탑재하는 방법 등이 사용되기에 이르렀다.However, the need for a battery cell with a more compact structure and improved structural stability has increased, and PCM housed in a PCM case for mounting a PCB and a PCB is mounted on the outer surface of the receiving portion of the battery cell and a double- And a method of mounting them by using the above method.
구체적으로, 도 1에는 파우치형 전지셀을 수납한 전지팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.Specifically, Fig. 1 is an exploded perspective view of a battery pack in which a pouch-shaped battery cell is housed.
도 1을 참조하면, 전지팩(100)은, 전지셀(110), 상부 케이스(120), 하부 케이스(130), PCM(140), 및 외장 라벨(150)을 포함하는 구조로 구성되어 있다.1, a
전지셀(110)은 상단에 전극단자들(111, 112) 및 테라스(113)가 형성되어 있는 파우치형 전지셀(110)로 이루어져 있다. The
또한, PCM(140)은 보호회로가 형성되어 있는 보호회로 기판(PCB:141), 및 PCB(141)가 장착되는 PCM 케이스를 포함하고 있고, 상기 PCM 케이스는 PCM 홀더(142)를 포함하는 구조로 이루어져 있으며, 이러한 PCM(140)은 전지셀(110)에 전기적으로 연결된 상태로 전지셀(110)의 테라스(113) 상에 탑재된다. The PCM 140 includes a protective circuit board (PCB) 141 on which a protection circuit is formed and a PCM case on which the PCB 141 is mounted. The PCM case includes a
이때, PCM(140)이 전지셀(110)의 수납부 외면 및 테라스(113)와 접하는 부위에는 양면 접착 테이프(143)가 부가되어 있어서, 전지셀(110)의 수납부 외면 및 테라스(113)에 PCM(140)의 외면이 양면 접착 테이프(143)에 의해 부착된 상태로 고정된다. A double-sided
그러나, 상기와 같은 방법을 사용하여 고정할 경우, 양면 테이프에 의한 PCM의 장착 상태가 외부 충격 등에 의해 쉽게 불안정해지는 문제점이 있었고, 양면 접착 테이프, 하부 케이스, PCM 홀더와 같은 부품들의 사용으로 인한 추가적인 공정 비용이 발생하게 되었다.However, in the case of fixing using the above-described method, there is a problem that the mounting state of the PCM by the double-sided tape easily becomes unstable due to an external impact or the like. Further, Process costs were incurred.
따라서, 이러한 문제점을 해결하여, 내구성과 비용 절감의 효과가 있으면서도, 전지 용량을 극대화할 수 있는 전지팩의 제조 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a battery pack manufacturing technique capable of maximizing the battery capacity while solving the above problems, while being effective in reducing durability and cost.
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, 파우치형 전지셀을 포함하는 전지팩에 핫 멜팅 방식을 적용함으로써, PCM 홀더, 하부 케이스 등의 부재를 사용하지 않고도 전지팩을 용이하게 조립하여 비용을 절감하고 공정성을 향상시키면서도, 전지 용량을 최대화한 전지팩을 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to provide a battery pack including a pouch-shaped battery cell by applying a hot-melt method to the battery pack, thereby easily assembling the battery pack without using a member such as a PCM holder or a lower case, And to provide a battery pack in which the battery capacity is maximized.
이러한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전지팩은,In order to achieve this object, a battery pack according to the present invention comprises:
외주의 적어도 일부에 열융착에 의해 형성된 실링부를 포함하고 있으며, 전극단자가 위치하는 상단 실링부는 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡되어 있고 상기 상단 실링부에 인접한 양측 측면 실링부들은 전극조립체 수납부의 측면 외벽에 밀착되도록 수직 절곡되어 있으며, 핫 멜트(hot-melt) 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부(peripheral edge part)를 포함하는 전지셀;And the upper end sealing portion where the electrode terminal is located is vertically bent so as to be parallel to the upper end outer wall of the electrode assembly receiving portion and the both side sealing portions adjacent to the upper end sealing portion are connected to the electrode A battery cell including a frame-shaped peripheral edge part bent vertically so as to be in close contact with a side wall of the assembly receiving part and formed by hot-melting of a hot-melt resin;
보호회로와 전지셀의 전극단자가 전기적으로 연결되기 위한 전극단자 접속부를 포함하고 있고, 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행한 형태로 상단 실링부 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB);A protection circuit board (PCB) including an electrode terminal connection portion for electrically connecting the protection circuit to an electrode terminal of the battery cell, and mounted on the upper sealing portion in parallel with the upper outer wall of the electrode assembly receiving portion;
PCB의 상부에 결합되는 상부 케이스; 및An upper case coupled to an upper portion of the PCB; And
전지셀에 PCB가 탑재된 상태에서 이들을 감싸도록 부착되는 외장 라벨;An external label attached to the battery cell so as to surround the PCB when the PCB is mounted on the battery cell;
을 포함하고 있고,Lt; / RTI >
상기 전지셀의 상단 실링부 상에 탑재되어 있는 PCB는 외주 엣지부에 의해 전지셀에 대한 장착 상태가 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.And the mounting state of the PCB mounted on the upper sealing portion of the battery cell is fixed to the battery cell by the outer edge portion.
여기서, 상기 실링부는 전극조립체가 전지케이스에 밀봉될 때 형성되는 밀봉된 외주면들 중 일 면에 형성된 여분의 공간을 지닌 부위를 의미하며, 이는 본 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 당업자에게 자명하므로 구체적인 설명은 생략한다. Here, the sealing portion refers to a portion having an extra space formed on one side of the sealed outer circumferential surfaces formed when the electrode assembly is sealed in the battery case, and it is apparent to those skilled in the art that a specific portion The description is omitted.
또한, 상기 외주 엣지부는 종래의 전지셀을 장착하기 위한 프레임을 대신하여, 전지셀의 외주를 둘러싸는 엣지 형태의 부위를 의미하는 것으로서, 구체적으로는, 금형 내에 전지셀을 위치시킨 뒤, 금형에 형성된 사출구에 핫 멜트 수지를 주입하여 핫 멜팅 방식에 의해 형성될 수 있다.The peripheral edge portion refers to an edge portion surrounding the outer periphery of the battery cell in place of the frame for mounting the conventional battery cell. Specifically, after the battery cell is positioned in the mold, And may be formed by a hot melt method by injecting hot melt resin into the formed discharge port.
이때, 상기 핫 멜팅에서 주입되는 수지(resin)는, 특별히 한정되지는 아니하나, 기존의 핫 멜트 타입 전지팩에 비해, 비용을 절감하면서도, 전지셀과 PCB를 안정적으로 고정시킬 수 있는 수준의 물성을 갖는 것이 바람직하며, 상세하게는 폴리아마이드(Polyamide) 계열의 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.At this time, the resin injected in the hot-meltting is not particularly limited, but it is possible to reduce the cost of the conventional hot melt type battery pack, And more specifically, it may be at least one selected from the group consisting of polyamide series resins.
상기 폴리아마이드 계열의 수지는 통상 섭씨 -40 내지 125 도에서 견딜 수 있어, 내열성 및 내한성이 상당히 우수하며, 경화시간이 짧아 사출을 통해 작업이 가능할 뿐 아니라, 저온저압 사출을 통해 작업시간 또한 감소시킬 수 있어 대량생산에 용이한 바, 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.The polyamide-based resin can withstand temperatures of -40 to 125 degrees Celsius, and is excellent in heat resistance and cold resistance. Since the curing time is short, the polyamide-based resin can be worked through injection, and the working time can be reduced through low- And can be used for mass production more preferably.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, 상단 실링부가 전극조립체 수납부의 상단 외벽으로부터 연장되어 테라스를 형성하는 종래의 파우치형 전지셀을 포함하는 전지팩과 달리, 상단 실링부가 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡됨으로써, 상기 상단 실링부 상에 PCB가 탑재되는 구조를 가진다.As described above, the battery pack according to the present invention, unlike the battery pack including the conventional pouch-shaped battery cell in which the upper sealing portion extends from the upper outer wall of the electrode assembly receiving portion to form a terrace, And the PCB is vertically bent so as to be parallel to the upper outer wall of the electrode assembly receiving part, thereby mounting the PCB on the upper sealing part.
따라서, 하나의 구체적인 예에서, 상기 PCB는 평면상으로 전지셀의 상단면에 대응하는 폭 및 길이로 형성되어 있을 수 있고, 상면에 외부 디바이스와 전기적으로 연결되는 외부입출력 단자를 포함할 수 있으며, 이 때 상기 PCB의 상단에 위치하게 되는 상부 케이스에는 PCB의 외부입출력 단자가 노출될 수 있도록 개구가 천공되어 있을 수 있다. Therefore, in one specific example, the PCB may be formed with a width and a length corresponding to the top surface of the battery cell in a plan view, and may include an external input / output terminal electrically connected to the external device on the top surface, At this time, the upper case, which is positioned at the upper end of the PCB, may have an opening to expose the external input / output terminal of the PCB.
상기 상부 케이스와 PCB는 체결 방식으로 결합될 수 있는데, 상세하게는 상기 상부 케이스와 PCB 중의 하나에는 쐐기 구조의 돌출부들이 형성되어 있고, 나머지 하나에는 상기 돌출부들이 각각 삽입되는 홈들이 형성되어 있어, 상기 돌출부 및 홈의 결합에 의해 상기 상부 케이스와 PCB가 결합될 수 있다. 나아가, 상기 돌출부와 홈 등의 체결 부재와 함께, 상부 케이스 및 PCB의 사이의 공간에도 핫 멜트 수지가 도입됨으로써 상부 케이스와 PCB의 결합을 더욱 견고히 할 수 있음은 물론이다.The upper case and the PCB may be coupled in a fastening manner. More specifically, the upper case and the PCB have protrusions on the wedge structure, and the remaining one has grooves into which the protrusions are inserted, The upper case and the PCB can be coupled by the engagement of the projections and the grooves. Further, the hot melt resin may be introduced into the space between the upper case and the PCB together with the protruding portion and the coupling member such as the groove, so that the coupling between the upper case and the PCB can be further strengthened.
한편, 상기 핫 멜트 수지의 도입으로 형성되는 외주 엣지부는 PCB의 상단에 위치하는 외부 입출력 단자들을 제외하고, 전지셀의 외주를 감싸고 있을 수 있다.The outer edge portion formed by introducing the hot melt resin may surround the outer circumference of the battery cell, except the external input / output terminals located at the top of the PCB.
구체적으로, 별도의 양면 테이프나 PCB 홀더와 같은 부재를 사용하지 않고도, PCB를 안정적으로 전지셀의 상단 실링부 상에 장착시킬 수 있도록, 상기 외주 엣지부 중에서 상부 외주 엣지부는 상부 케이스, PCB 및 상단 실링부와 전극조립체 수납부의 상단 외벽 사이의 공간에 핫 멜트 수지가 도입된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 상부 외주 엣지부는 전지셀의 전극단자가 위치한 상단 실링부 쪽의 외주 엣지부를 의미한다.Specifically, in order to stably mount the PCB on the upper sealing portion of the battery cell without using a separate double-sided tape or a member such as a PCB holder, the upper outer circumferential edge portion of the outer circumferential edge portion includes an upper case, And a hot melt resin is introduced into the space between the sealing portion and the upper outer wall of the electrode assembly receiving portion. Here, the upper outer edge portion means the outer edge portion of the upper sealing portion side where the electrode terminal of the battery cell is located.
즉, 본 발명에 따른 전지팩은, 전지팩 상부에 비어있는 공간이 없도록 핫 멜트 수지가 도입됨으로써, PCM 홀더, 하부 케이스 등의 부재를 사용하지 않고도 PCB의 전지셀에 대한 장착 상태를 흔들림 없이 견고하게 고정시킬 수 있다.That is, since the hot melt resin is introduced into the battery pack according to the present invention such that there is no empty space on the battery pack, the mounting state of the PCB to the battery cell can be firmly and firmly mounted without using any member such as a PCM holder, .
또한, 기존의 전지셀에 존재하던 양 측면의 프레임 없이도, 외부의 충격으로부터 전지셀을 보호함과 동시에, 프레임의 두께만큼 전지 용량을 향상시킬 수 있도록, 상기 외주 엣지부 중에서 상부 외주 엣지부에 인접한 측면 외주 엣지부들은, 측면 실링부와 전극조립체 수납부의 측면 외벽 사이의 공간에 핫 멜트 수지가 도입되어 있고 측면 실링부의 외면에 핫 멜트가 부가된 구조로 이루어질 수 있는데, 이때 측면 외주 엣지부들은 상부 외주 엣지부의 상대적으로 짧은 측변들을 포함하는 측면에 형성된 외주 엣지부를 의미한다.In addition, in order to protect the battery cells from external shocks and to improve the battery capacity by the thickness of the frame without existing frames on both side surfaces existing in the existing battery cells, The side outer edge portions may have a structure in which hot melt resin is introduced into a space between the side sealing portion and the side outer wall of the electrode assembly receiving portion and hot melt is added to the outer surface of the side sealing portion, And a peripheral edge portion formed on a side surface including relatively short side edges of the upper peripheral edge portion.
나아가, 하부 케이스 없이도 전지셀의 하단을 밀봉함과 동시에 전지셀을 고정시킬 수 있도록, 상기 외주 엣지부 중에서 상부 외주 엣지부에 대향하는 위치의 하단 외주 엣지부는 전극조립체 수납부의 하단 외벽의 외면에 핫 멜트가 부가된 구조로 이루어질 수 있다.Further, in order to seal the lower end of the battery cell and fix the battery cell without the lower case, the lower outer edge portion of the outer edge portion of the outer edge portion opposite to the upper outer peripheral edge portion is formed on the outer surface of the lower end outer wall of the electrode assembly receiving portion Hot melt may be added.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, PCB를 전지셀에 탑재하기 위한 PCM 홀더, 전지셀의 하단을 밀봉하기 위한 하부 케이스 등의 부재들이 요구되지 않는 바, 전지팩을 제조하는 데 필요한 부품 수가 크게 감소되어, 제조 비용을 절감하면서도, 생략된 부품의 부피만큼 전지셀의 크기를 증가시켜 전지 용량을 최대화할 수 있고, 핫 멜트에 의한 고정 구조를 사용함으로써 전지팩의 내구도가 향상되는 효과를 제공한다. 뿐만 아니라, 전지셀을 장착하기 위한 프레임과 핫 멜트를 같이 사용하던 기존의 프레임 핫 멜트 타입의 전지팩 구조와 비교하여 전지셀의 양 측면의 프레임이 없어짐에 따라, 그에 대응하는 만큼 전지셀의 크기가 증가할 수 있어 전지 용량을 향상시키는 효과 또한 있다.Therefore, the battery pack according to the present invention does not require members such as a PCM holder for mounting the PCB on the battery cell, a lower case for sealing the lower end of the battery cell, and the like, So that the battery capacity can be maximized by increasing the size of the battery cell by the volume of the omitted parts while reducing the manufacturing cost and the durability of the battery pack is improved by using the fixing structure by hot melt . In addition, as compared with the conventional frame hot melt type battery pack structure in which the frame for mounting the battery cells and the hot melt are used together, the frames on both sides of the battery cells are eliminated, The battery capacity can be improved.
이러한 효과들의 극대화를 위해, 상기 외주 엣지부는, 하나의 구체적인 예에서, 그 두께가 1 내지 6 mm일 수 있고, 상세하게는 1 내지 3 mm일 수 있다. In order to maximize these effects, the perimeter edge portion may, in one specific example, have a thickness of 1 to 6 mm, in particular 1 to 3 mm.
상기 범위를 벗어나, 외주 엣지부의 두께가 1 mm 미만일 경우, 외부 충격으로부터 전지셀을 보호하기 어려울 뿐만 아니라, 전지셀과 PCB 등을 고정시키기 어렵다는 문제점이 있으며, 반면에 외주 엣지의 두께가 6 mm를 초과하는 경우, 전지셀의 두께가 두꺼워지는 바, 스택(Stack) 수가 증가하여 내부적인 쇼트가 발생될 가능성이 있으며, 안전성 면에서도 유리하지 못하다. If the thickness of the outer edge portion is less than 1 mm, it is difficult to protect the battery cell from external impact, and it is difficult to fix the battery cell and the PCB. However, when the thickness of the peripheral edge is 6 mm If the thickness of the battery cell is increased, the number of stacks may increase, resulting in an internal short circuit, which is not advantageous from the standpoint of safety.
또한, 상기 외주 엣지부 중에서 전지셀의 상단에 형성된 상부 외주 엣지부의 두께는 다른 부위의 외주 엣지부의 두께에 비해 상대적으로 두꺼울 수 있고, 상세하게는 3 내지 6 mm일 수 있다.In addition, the thickness of the upper outer circumferential edge portion formed at the upper end of the battery cell among the outer circumferential edge portions may be relatively thick compared to the thickness of the outer circumferential edge portions of other portions, and may be 3 to 6 mm.
상기 범위를 벗어나, 상기 상부 외주 엣지부의 두께가 3 mm 미만일 경우, 상부 외주 엣지부 밖으로 핫 멜트 수지가 흘러 넘치는 오버플로우(overflow) 현상이 발생하게 되는 문제점이 있고, 반면에 6 mm를 초과하는 경우, 상부 외주 엣지부에 핫 멜트 수지가 완전히 채워지지 않아 미성형 현상이 발생할 가능성이 있다. If the thickness of the upper peripheral edge portion is less than 3 mm, there is a problem that an overflow phenomenon occurs in which the hot melt resin flows out of the upper peripheral edge portion. On the other hand, when the thickness is more than 6 mm , There is a possibility that the hot melt resin is not completely filled in the upper outer circumferential edge portion, and the non-molding phenomenon may occur.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스에 전극조립체를 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어질 수 있고, 그 형태에 있어 판상형의 장방형 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the battery cell may have a structure in which an electrode assembly is embedded in a case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and then an outer circumferential surface is sealed, and the battery cell may have a plate- .
또한, 상기 전지셀은, 한정되지 아니하나, 리튬 이차전지일 수 있다.In addition, the battery cell is not limited, but may be a lithium secondary battery.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스의 구체적인 예로는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 태블릿 PC, 및 넷북등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source, and specific examples of the device include a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a tablet PC, and a netbook, It is not.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, 전지셀의 전극단자가 위치하는 상단 실링부가 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡되어 있고, 상기 상단 실링부 상에 탑재되어 있는 PCB가 핫 멜트 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부에 의해 전지셀에 대한 장착 상태가 고정되어 있는 구조를 가짐으로써, 별도의 양면 테이프나 PCB 홀더와 같은 부재 없이도 PCB를 용이하게 전지셀 상단에 장착시킬 수 있어, 내구성의 향상과 부품 감소로 인한 비용 절감의 효과를 가진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 전지팩은 상기 외주 엣지부를 통해 전지셀을 고정함으로써, 전지셀 양 측면의 프레임과 하부 케이스의 생략이 가능하여, 전지 용량을 최대화하는 효과를 가진다.As described above, the battery pack according to the present invention is vertically bent so that the upper end sealing portion where the electrode terminal of the battery cell is located is parallel to the upper end outer wall of the electrode assembly receiving portion, and the PCB Is mounted on a battery cell by a frame-shaped outer peripheral edge portion formed by hot-melting of a hot-melt resin, the PCB can be easily mounted on the upper portion of the battery cell without a separate double- So that it is possible to improve the durability and reduce the cost due to the reduction of parts. In addition, the battery pack according to the present invention has the effect of maximizing the battery capacity by securing the battery cells through the peripheral edge portion, thereby omitting the frames and the lower case on both sides of the battery cells.
도 1은 종래의 파우치형 전지셀을 수납한 전지팩의 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 사시도이다;
도 3은 도 2의 전지팩의 분해 사시도이다;
도 4는 도 2의 전지팩에 외장 라벨을 부착하기 전의 상태를 모식적으로 나타낸 단면도이다;
도 5는 도 2의 전지팩 중 외주 엣지부의 구조를 모식적으로 나타낸 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a battery pack housing a conventional pouch-shaped battery cell;
2 is a perspective view illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of the battery pack of Fig. 2;
4 is a cross-sectional view schematically showing a state before attaching an external label to the battery pack of Fig. 2;
Fig. 5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a peripheral edge portion of the battery pack of Fig. 2;
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 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩을 나타낸 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 전지팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 4에는 도 2의 전지팩에 외장 라벨을 부착하기 전의 상태를 모식적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 2의 전지팩 중 외주 엣지부의 구조를 모식적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the battery pack of FIG. Sectional view schematically showing a state before the external label is attached to the battery pack, and Fig. 5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the peripheral edge portion of the battery pack of Fig.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지팩(200)은, 전지셀(210), 핫 멜트 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부(280), 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행한 형태로 전지셀(210)의 상단 실링부(261) 상에 탑재되는 PCB(240), PCB(240)의 상부에 결합되는 상부 케이스(220) 및 전지셀(210)에 PCB(240)가 탑재된 상태에서 이들을 감싸도록 부착되는 외장 라벨(250)을 포함하고, PCB(240)가 외주 엣지부(280)에 의해 전지셀(210)에 대한 장착 상태가 고정되도록 구성되어 있다.2 and 3, the
구체적으로, 전지셀(210)은 외주에 열융착에 의해 형성된 실링부(261, 262)와 핫 멜트 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부(280)를 포함하고 있으며, 전극단자(270)가 위치하는 상단 실링부(261)는 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡되어 있고 상단 실링부(261)에 인접한 양측 측면 실링부들(262)은 전극조립체 수납부의 측면 외벽에 밀착되도록 수직 절곡되어 있는 구조로 이루어져 있다.Specifically, the
즉, 본 발명에 따른 전지팩(210)은, 종래의 파우치형 전지셀을 포함하는 전지팩과 달리, 상단 실링부(261)가 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하도록 수직 절곡됨으로써, 상단 실링부(261) 상에 PCB(240)의 탑재가 가능한 구조를 가진다.That is, unlike the battery pack including the conventional pouch-shaped battery cell, the
따라서, PCB(240)는 평면상으로 전지셀(210)의 상단면에 대응하는 폭 및 길이로 형성되어 있고, 상면에 외부 디바이스와 전기적으로 연결되는 외부입출력 단자(241)를 포함하고 있으며, PCB(240)의 상단에 위치하게 되는 상부 케이스(220)에는 PCB(240)의 외부입출력 단자(241)가 노출될 수 있도록 개구(221)가 천공되어 있다. Accordingly, the
또한, 도 4를 도 3과 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전지팩(200)은, 핫 멜트 수지의 도입으로 형성되는 외주 엣지부(280)가 PCB(240)의 상단에 위치하는 외부 입출력 단자들(241)을 제외하고, 전지셀(210)의 외주를 감싸도록 구성되어 있다.4, the
구체적으로, 별도의 양면 테이프나 PCB 홀더와 같은 부재를 사용하지 않고도, PCB(240)를 안정적으로 전지셀(210)의 상단 실링부(261) 상에 장착시킬 수 있도록, 상부 외주 엣지부(280a)는 상부 케이스(220), PCB(240) 및 상단 실링부(261)와 전극조립체 수납부(211)의 상단 외벽 사이의 공간에 핫 멜트 수지가 도입된 구조로 이루어져 있다. The upper
즉, 본 발명에 따른 전지팩(200)은, 전지팩(200) 상부에 비어있는 공간이 없도록 핫 멜트 수지가 도입됨으로써, PCM 홀더, 하부 케이스 등의 부재를 사용하지 않고도 PCB(240)의 전지셀(210)에 대한 장착 상태가 흔들림 없이 고정되게 된다.In other words, the
또한, 기존의 전지셀에 존재하던 양 측면의 프레임 없이도, 외부의 충격으로부터 전지셀(210)을 보호함과 동시에, 프레임의 두께만큼 전지 용량을 향상시킬 수 있도록, 상부 외주 엣지부(280a)에 인접한 측면 외주 엣지부들(280b)은 측면 실링부(262)와 전극조립체 수납부(211)의 측면 외벽 사이의 공간에 핫 멜트 수지가 도입되어 있고 측면 실링부(262)의 외면에 핫 멜트가 부가된 구조로 이루어져 있다.In addition, it is possible to protect the
나아가, 하부 케이스 없이도 전지셀(210)의 하단을 밀봉함과 동시에 전지셀(210)을 고정시킬 수 있도록, 상부 외주 엣지부(280a)에 대향하는 위치의 하단 외주 엣지부(280c)는 전극조립체 수납부(211)의 하단 외벽의 외면에 핫 멜트가 부가된 구조로 이루어져 있다.The lower outer
한편, 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 외부 충격으로부터 전지셀을 보호하고, 전지셀과 PCB 등을 안정적으로 고정시키면서도, 내부적인 쇼트 발생을 방지하여 안전성을 확보할 수 있도록, 외주 엣지부(280)의 두께(T1)는 1 내지 6 mm일 수 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 3, in order to protect a battery cell from an external impact and stably fix a battery cell, a PCB, and the like, 280 may have a thickness T1 of 1 to 6 mm.
더 나아가, 오버 플로우 및 미성형 현상의 발생을 방지할 수 있도록, 상부 외주 엣지부(280a)의 두께(T2)는 다른 부위의 외주 엣지부(280)의 두께(T1)에 비해 상대적으로 두꺼운 구조로 이루어져 있고, 상세하게는 3 내지 6 mm일 수 있다.The thickness T2 of the upper outer
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 PCB를 전지셀에 탑재하기 위한 PCM 홀더, 전지셀의 하단을 밀봉하기 위한 하부 케이스 등의 부재들이 요구되지 않는 바, 전지팩을 제조하는 데 필요한 부품 수가 크게 감소되어, 제조 비용을 절감하면서도, 생략된 부품의 부피만큼 전지셀의 크기를 증가시켜 전지 용량을 최대화할 수 있고, 핫 멜트에 의한 고정 구조를 사용함으로써 전지팩의 내구도가 향상되는 효과를 제공한다. 뿐만 아니라, 전지셀을 장착하기 위한 프레임과 핫 멜트를 같이 사용하던 기존의 프레임 핫 멜트 타입의 전지팩 구조와 비교하여 전지셀의 양 측면의 프레임이 없어짐에 따라, 그에 대응하는 만큼 전지셀의 크기가 증가할 수 있어 전지 용량을 향상시키는 효과 또한 있다.
As described above, the battery pack according to the present invention does not require members such as a PCM holder for mounting the PCB on the battery cell, a lower case for sealing the lower end of the battery cell, and the like, The size of the battery cell can be increased by the volume of the omitted component while maximizing the capacity of the battery and the durability of the battery pack can be improved by using the fixing structure by hot melt, Lt; / RTI > In addition, as compared with the conventional frame hot melt type battery pack structure in which the frame for mounting the battery cells and the hot melt are used together, the frames on both sides of the battery cells are eliminated, The battery capacity can be improved.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 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 (19)
상기 전극 조립체 수납부 외주의 적어도 일부에 열융착에 의해 형성되고,
상기 전극 조립체로부터 연장된 전극단자를 포함하고, 전극 조립체 수납부 상단에 위치하여 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행하게 전극조립체의 몸체방향으로 수직 절곡되며 수직 절곡된 상태에서 전극조립체의 몸체방향의 반대방향으로 전극단자가 평행 절곡된 상단 실링부; 와 상기 상단 실링부에 인접한 전극조립체 수납부의 양 측면에 위치하여 전극조립체 수납부 측면 외벽에 밀착되게 전극조립체의 몸체방향으로 수직 절곡된 측면 실링부; 를 포함하여 구성되는 전지셀;
보호회로와 전지셀의 전극단자가 전기적으로 연결되기 위한 전극단자 접속부를 포함하고 있고, 전극조립체 수납부의 상단 외벽에 평행한 형태로 상단 실링부 상에 탑재되는 보호회로 기판(PCB);
상기 보호회로 기판의 상부에 결합되는 상부 케이스;
상기 보호회로 기판의 상단에 위치하는 외부 입출력 단자들을 제외하고, 보호회로 기판 및 상부 케이스가 결합된 전지셀의 외주에 형성되는 핫 멜트(hot-melt) 수지의 핫 멜팅에 의한 프레임 형상의 외주 엣지부(peripheral edge part); 및
상기 외주 엣지부가 형성된 전지셀을 감싸도록 부착되는 외장 라벨; 을 포함하고 있고,
상기 외주 엣지부 중 상부에 위치하는 상부 외주 엣지부는,
전극조립체 수납부의 상단 외벽과 수직절곡된 상단 실링부 간의 내측 공간 및 상단 실링부와 평행절곡된 전극단자가 연결된 보호회로 기판 간의 내측 공간에 핫 멜트 수지가 도입되어 고정구조를 이루는 것을 특징으로 하는 전지팩.
A battery pack comprising a battery cell in which an electrode assembly is housed in an electrode assembly receiving portion,
Wherein the electrode assembly is formed by thermally welding at least a part of an outer periphery of the electrode assembly receiving portion,
The electrode assembly includes an electrode terminal extending from the electrode assembly. The electrode assembly is vertically bent in the direction of the body of the electrode assembly, parallel to the upper outer wall of the electrode assembly receiving part, An upper sealing portion in which electrode terminals are bent in parallel in the opposite direction; A side sealing part positioned on both sides of the electrode assembly receiving part adjacent to the upper sealing part and bent perpendicularly to the body of the electrode assembly so as to be in close contact with the outer side wall of the electrode assembly receiving part; A battery cell comprising a battery cell;
A protection circuit board (PCB) including an electrode terminal connection portion for electrically connecting the protection circuit to an electrode terminal of the battery cell, and mounted on the upper sealing portion in parallel with the upper outer wall of the electrode assembly receiving portion;
An upper case coupled to an upper portion of the protection circuit board;
The outer peripheral edge of the frame-like shape formed by hot-melting of a hot-melt resin formed on the outer periphery of the battery cell to which the protection circuit board and the upper case are coupled, A peripheral edge part; And
An outer label attached to surround the battery cell having the outer edge portion; Lt; / RTI >
And an upper peripheral edge portion located at an upper portion of the peripheral edge portion,
A hot melt resin is introduced into the inner space between the upper outer wall of the electrode assembly receiving part and the vertically bent upper sealing part and the inner space between the upper sealing part and the protection circuit board to which the electrode terminals bent in parallel are connected, Battery pack.
2. The electrode assembly according to claim 1, wherein the outer peripheral edge portions adjacent to the upper outer peripheral edge portion of the outer edge portion have hot melt resin introduced into a space between the side sealing portion and the side outer wall of the electrode assembly receiving portion, Wherein the battery pack has a structure in which a melt is added.
A device comprising a battery pack according to any one of claims 1 to 6 and 9 to 17 as a power source.
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