KR102183995B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 전극 조립체와, 전극 조립체를 내부에 수용하며 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극탭이 돌출되는 테라스가 형성되는 외장재를 포함하는 배터리 셀과, 테라스에 안착되고, 테라스 측에 배치되는 열차단부재(thermal cut-off)와, 전극탭과 전기적으로 연결되는 접속탭을 포함하는 보호회로모듈과, 배터리 셀과 보호회로모듈 사이에 개재되는 절연테이프를 포함하고, 절연테이프는 전극탭과 보호회로모듈 사이와, 테라스와 열차단부재 사이를 절연하는 배터리 팩을 개시한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명의 실시예들은 배터리 팩에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 전원공급장치 없이 배터리를 사용하여 운용 가능한 태블릿 PC나 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터의 보급이 빠른 속도로 늘고 있다. 일반적으로 휴대용 컴퓨터는 소형이며 휴대가 간편하여, 이동성이 뛰어난 장점이 있어 업무용 또는 개인용으로 널리 사용되고 있다.
한편, 휴대용 컴퓨터가 외부의 전원공급장치에 구애됨이 없이 여러 장소에서 자유롭게 사용되기 위하여, 휴대용 컴퓨터에는 내장형 배터리 팩이 구비될 수 있다. 이러한 배터리 팩은 충전 및 방전이 가능한 다수의 배터리 셀들을 전기적으로 결속하여 모듈화시킴으로써, 대용량, 고출력의 전원공급장치를 형성할 수 있다. 그리고, 다수의 배터리 셀들을 서로 전기적으로 연결하고, 이들의 충전 및 방전 동작을 제어하기 위한 보호회로모듈을 포함할 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 배터리 셀과 보호회로모듈 간의 결합 구조를 개선함으로써, 전기적인 단락 및 물리적인 파손이 방지되는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 전극 조립체와, 전극 조립체를 내부에 수용하며 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극탭이 돌출되는 테라스가 형성되는 외장재를 포함하는 배터리 셀과, 테라스에 안착되고, 테라스 측에 배치되는 열차단부재(thermal cut-off)와, 전극탭과 전기적으로 연결되는 접속탭을 포함하는 보호회로모듈과, 배터리 셀과 보호회로모듈 사이에 개재되는 절연테이프를 포함하고, 절연테이프는 전극탭과 보호회로모듈 사이와, 테라스와 열차단부재 사이를 절연하는 배터리 팩을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 보호회로모듈은, 테라스에 인접하는 제1 서브보호회로모듈과, 제1 서브보호회로모듈과 연결되어 테라스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 서브보호회로모듈을 포함하고, 열차단부재는 제1 서브보호회로모듈에 설치되고, 접속탭은 제2 서브보호회로모듈에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 절연테이프는, 테라스 측에 배치되는 보호회로모듈의 제1 면과, 외장재 측에 배치되는 보호회로모듈의 제2 면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 절연테이프는 제1 면의 반대면인 제3 면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 전극탭은, 제1 서브보호회로모듈 측에 배치되는 제1 서브전극탭과, 제2 서브보호회로모듈 측에 배치되는 제2 서브전극탭을 포함하고, 절연테이프는 제1 서브보호회로모듈과 제1 서브전극탭 사이에 개재될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 서브전극탭은 접속탭에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 배터리 셀은 보호회로모듈의 길이 방향을 따라 나란히 배치되는 제1 서브배터리 셀과 제2 서브배터리 셀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 서브배터리 셀의 전극탭과, 제2 서브배터리 셀의 전극탭은 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 배터리 셀은 파우치형 이차 전지일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 배터리 셀과 보호회로모듈 및 절연테이프를 밀봉하는 하우징을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하우징은 하나 이상의 체결공을 포함하고, 하우징은 체결공에 삽입되는 체결부재에 의해 별도의 세트 기기에 결합될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 배터리 팩에 의하면, 배터리 셀과 보호회로모듈 간의 결합 구조를 개선함으로써, 전기적인 단락 및 물리적인 파손을 방지할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 셀을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 셀을 분해하여 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀과 보호회로모듈 및 절연테이프 간의 결합구조를 보다 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀과 보호회로모듈 및 절연테이프 간의 결합구조의 배면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A'를 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B'를 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분의 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함된다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예들에서 표시 장치는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치는 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 셀을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 셀을 분해하여 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(100)은 하우징(110)과, 배터리 셀(120)과, 보호회로모듈(130) 및 절연테이프(140)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 프레임(110a)과 절연 플레이트(110b)를 포함할 수 있다.
프레임(110a)은 전체 배터리 팩의 골격을 형성하며, 배터리 셀(120)과 보호회로모듈(130) 및 절연테이프(140)를 밀봉할 수 있다. 즉, 프레임(110a)은 배터리 셀(120)과 보호회로모듈(130)을 고정 및 지지할 수 있으며, 도면에 나타난 바와 같이 하나 이상의 다수의 배터리 셀(120a)(120b)들을 지지할 수 있다. 또한, 프레임(110a)의 테두리에는 하나 이상의 체결공(111)이 형성될 수 있으며, 체결공(111)에는 별도의 체결부재(미도시)가 삽입되어 배터리 팩(100)을 별도의 세트 기기에 결합시킬 수 있다.
프레임(110a)에는 배터리 셀(120)을 수용하기 위한 셀 안착부(G)가 형성될 수 있다. 셀 안착부(G)는 오목하게 인입된 요홈 형태로 형성되어 배터리 셀(120)이 장착되는 위치를 정의할 수 있다. 예를 들어, 셀 안착부(G)의 테두리와, 각각의 배터리 셀(120)사이에는 격벽(W)이 형성되어 이러한 격벽(W)이 배터리 셀(120)의 가장자리를 에워쌈으로써 배터리 셀(120)을 수용할 수 있다.
또한, 프레임(110a)에는 보호회로모듈(130)과 절연테이프(140)를 수용하기 위한 회로 안착부(B)가 형성될 수 있다. 회로 안착부(B)는 보호회로모듈(130)과 대응하는 형상의 요홈으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 회로 안착부(B)는 프레임(110a)의 일측에 형성될 수 있으며, 회로 안착부(B)의 길이 방향을 따라 하나 이상의 셀 안착부(G)가 형성될 수 있다. 도 2는 2개의 셀 안착부(G)가 회로 안착부(B)의 길이 방향을 따라 형성된 모습을 나타내나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회로 안착부(B)에는 1개의 셀 안착부(G)가 형성될 수 있으며, 3개 이상의 셀 안착부(G)가 형성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 하나의 회로 안착부(B)에 2개의 셀 안착부(G)가 형성된 구조를 중심으로 설명하기로 한다.
도면에 나타나있지는 않지만, 프레임(110a)에는 강도 보강부(미도시)가 형성될 수 있다. 강도 보강부는 다수의 리브를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 프레임(110a)의 평면 상에서 일 방향을 따라 나란히 연장되는 복수개의 리브들을 포함할 수 있다. 이러한 강도 보강부는 전체 프레임(110a)의 중량을 저감하면서도, 휨이나 굽힘 변형에 대해 저항할 수 있는 충분한 기계적인 강성을 제공할 수 있다.
예를 들어, 격벽(W)은 프레임(110a)의 테두리를 따라 형성되거나, 또는 프레임(110a)을 가로지르는 방향으로 연장되어 프레임(110a)의 기계적인 강도를 보강해주는 강도 보강부로서의 역할을 수행할 수 있다. 한편, 프레임(110a)은 절연성 수지를 소재로 하여 사출 성형으로 형성될 수 있다.
프레임(110a)은 제1 면(110a_1)과 제2 면(110a_2)을 포함할 수 있으며, 배터리 셀(120), 보호회로모듈(130) 및 절연테이프(140)는 다 같이 프레임(110a)의 제1 면(110a_1)으로부터 조립될 수 있다. 예를 들어, 프레임(110a)의 제1 면(110a_1)과 제2 면(110a_2)은 프레임(110a)의 주된 면을 의미하며, 대략 직육면체 형상의 프레임(110a) 중에서 가장 넓은 면적을 차지할 수 있다.
도 1 및 도 2에 예시된 배터리 팩(100)은 프레임(110a)의 제1 면(110a_1)을 덮도록 배치되는 절연 플레이트(110b)를 포함할 수 있다. 절연 플레이트(110b)는, 배터리 셀(120)이 프레임(110a)으로부터 이탈되지 않도록 프레임(110a)의 제1 면(110a_1)을 덮도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(120)은 프레임(110a) 상에 안착되며, 절연 플레이트(110b)는 배터리 셀(120)을 덮도록 배치되어 배터리 셀(120)이 프레임(110a)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 배터리 셀(120)은, 프레임(110a)의 제1 면(110a_1) 상에 배치되는 절연 플레이트(110b)를 통해 프레임(110a) 상에 견고하게 위치 고정될 수 있다.
절연 플레이트(110b)는 프레임(110a) 상에 조립되거나, 또는 프레임(110a) 상에 접착 고정될 수 있다. 절연 플레이트(110b)는 PET(polyethylene terephthalate)와 같은 절연성 소재로 형성될 수 있으며, 전체적으로 판 상의 형태로 형성될 수 있다.
배터리 셀(120)은 전극 조립체(미도시)와, 전극 조립체를 내부에 수용하며 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극탭(121)이 돌출되는 테라스(122)가 형성되는 외장재(123)를 포함할 수 있다. 여기서, 외장재(123)는 일종의 파우치일 수 있으며, 따라서 배터리 팩(100)은 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다.
전극 조립체는, 예를 들어, 양극 활물질이 도포된 양극판과, 음극 활물질이 도포된 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되는 새퍼레이터를 적층한 후, 이들 적층체를 젤리 롤 형태로 권취하여 제작될 수 있다. 이와 달리, 전극 조립체는 양극판과 세퍼레이터 및 음극판을 순차적으로 복수회 적층하여 제작될 수도 있다.
전극탭(121)은 전극 조립체와 전기적으로 연결되어, 테라스(122)로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 상세히, 전극탭(121)은 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)을 포함할 수 있다. 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)은 배터리 셀(120)의 일 측, 즉 테라스(122)를 통하여 외부로 인출되며, 후술하는 바와 같이 보호회로모듈(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이하 본 명세서에서는, 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)을 통괄하여 전극탭(121)으로 호칭하기로 한다. 예를 들어, 전극탭(121)이란 제1 전극탭(121a) 및 제2 전극탭(121b) 중의 어느 하나, 또는 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
한편, 다수의 배터리 셀(120)들은 보호회로모듈(130)에 의하여 직렬, 병렬 또는 직병렬로 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 보호회로모듈(130)을 통하여 다수의 배터리 셀(120)들은 전기적으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, 각 배터리 셀(120)의 테라스(122)에서는 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)이 돌출될 수 있다. 이때, 보호회로모듈(130)은 배터리 셀(120)들의 테라스(122) 측을 따라 연장되도록 형성될 수 있으며, 이웃하는 배터리 셀(120)들의 제1 전극탭(121a)과 제2 전극탭(121b)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도면으로 예시된 일 실시예에서 나타난 바와 같이, 다수의 배터리 셀(120)들은 제1 서브배터리 셀(120a)과 제2 서브배터리 셀(120b)과 같이 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 각 배터리 셀(120)들로부터 인출된 전극탭(121)은 동일한 방향으로 나란히 연장되어 보호회로모듈(130)에 취합될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 다수의 배터리 셀(120)들은 서로 마주하는 방향으로 배열되고, 서로 마주보는 배터리 셀(120)들 사이에 보호회로모듈(130)이 설치될 수도 있다. 다만, 이하에서는 도면에 나타난 바와 같이 배터리 셀(120)들이 서로 나란하게 배치되는 구조를 중심으로 설명하기로 한다.
보호회로모듈(130)은 배터리 셀(120)의 테라스(122)에 안착되고, 테라스(122) 측에 배치되는 열차단부재(131)와 전극탭(121)과 전기적으로 연결되는 접속탭(132)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 보호회로모듈(130)은 온도, 전압, 전류와 같은 배터리 셀(120)의 상태 변수를 측정하여 배터리 셀(120)의 동작을 모니터링하고, 모니터링된 결과에 따라 배처리 셀(120)의 충전 및 방전 동작을 제어하는 제어부의 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 각 배터리 셀(120)로부터 취합된 방전 전류는 보호회로모듈(130)로 입력될 수 있으며, 보호회로모듈(130)을 통하여 세트 기기(미도시)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 보호회로모듈(130)에는 세트 기기와의 전기적인 접속을 위한 접속 부재(133)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 접속 부재(133)는 다수의 배선들을 포함할 수 있다.
또한, 배터리 셀(120)은 세트 기기에 내장되어 전원장치를 형성할 수 있으며, 신호 전달 및 전원 공급을 위한 다수의 배선을 포함하는 접속 부재(133)를 통하여 세트 기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 접속 부재(133)의 일단에는 세트 기기와의 전기적 접속을 위한 커넥터(134)가 연결될 수 있다.
상세히, 보호회로모듈(130)은 배터리 셀(120)의 테라스(122)에 인접하는 제1 서브보호회로모듈(130a)과, 제1 서브보호회로모듈(130a)과 연결되어 테라스(122)로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 서브보호회로모듈(130b)을 포함할 수 있다. 여기서, 열차단부재(131)는 제1 서브보호회로모듈(130a)에 설치될 수 있으며, 접속탭(132)은 제2 서브보호회로모듈(130b)에 설치될 수 있다.
열차단부재(131)는 일종의 온도 퓨즈(fuse)로써, 테라스(122)에 인접하는 제1 서브보호회로모듈(130a)에 설치되어 배터리 셀(120)의 온도를 감지하는 역할을 수행한다. 만약 열차단부재(131)에서 감지되는 배터리 셀(120)의 온도가 특정 임계치를 초과하는 경우에는 열차단부재(131)는 보호회로모듈(130)의 회로(미도시)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
절연테이프(140)는 배터리 셀(120)과 보호회로모듈(130) 사이에 개재되어 보호회로모듈(130)의 일부를 덮어 배터리 셀(120)과 보호회로모듈(130)을 절연하는 역할을 수행하는 구성요소이다. 상세히, 절연테이프(140)는 전극탭(121)과 보호회로모듈(130) 사이와, 테라스(122)와 열차단부재(131) 사이를 절연할 수 있다. 이러한 절연테이프(140)의 구조에 대해서는 이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀과 보호회로모듈 및 절연테이프 간의 결합구조를 보다 구체적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀과 보호회로모듈 및 절연테이프 간의 결합구조의 배면을 나타내는 사시도이며, 도 5는 도 3의 A-A'를 따라 절개하여 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 3의 B-B'를 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 배터리 셀(120)의 전극탭(121)은 보호회로모듈(130)의 접속탭(132)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(120)의 전극탭(121)은 보호회로모듈(130)의 접속탭(132)에 용접 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 배터리 셀(120)의 전극탭(121)은, 보호회로모듈(130)의 접속탭(132) 상에 안착된 후에, 접속탭(132)에 대해 용접될 수 있다. 이때, 배터리 셀(120)의 전극탭(121)과 보호회로모듈(130)의 접속탭(132)은 서로에 대해 겹쳐진 상태에서, 용접 전극(미도시)을 통하여 용접 결합될 수 있다. 예를 들어, 용접 전극은 전극탭(121)의 상면과 접속탭(132)의 하면을 통하여 용접 부분에 대해 각각 접근할 수 있으며, 보다 구체적으로 전극탭(121)의 상면과 보호회로모듈(130)의 접속홀(135)을 통하여 하방으로 노출된 접속탭(132)의 저면을 통하여 용접 전류가 인가될 수 있다.
보호회로모듈(130)의 접속홀(135)은 접속탭(132)을 하방으로 노출시킴으로써 용접 전극이 접속탭(132)에 대해 접근할 수 있도록 한다. 예를 들어, 보호회로모듈(130)의 접속탭(132)은 접속홀(135)을 가로질러 접속홀(135) 위에 걸쳐지도록 설치될 수 있고, 이렇게 설치된 접속탭(132) 위에 배터리 셀(120)의 전극탭(121)이 용접될 수 있다.
보다 구체적으로, 전극탭(121)은 제1 서브보호회로모듈(130a)측에 배치되는 제1 서브전극탭(121a)과, 제2 서브보호회로모듈(130b) 측에 배치되는 제2 서브전극탭(121b)을 포함할 수 있다. 여기서, 절연테이프(140)는 제1 서브보호회로모듈(130a)과 제1 서브전극탭(121a) 사이에 개재되어 서로를 절연할 수 있는데, 이러한 절연테이프(140)의 구조적 특징에 대해서는 이하 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 제2 서브전극탭(121b)은 접속탭(132)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기에서 전극탭(121)과 접속탭(132)은 전기적으로 연결된다고 기재하였으나, 구체적으로는 제1 서브전극탭(121a)은 접속탭(132)과 접촉하지 않으며, 대신 제2 서브전극탭(121b)이 접속탭(132)과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1 서브전극탭(121a)과 제2 서브전극탭(121b)은 설명의 편의를 위해 서로 명칭을 다르게 표현하였으나, 실제로는 하나의 구성요소로써 제1 서브전극탭(121a)과 제2 서브전극탭(121b)은 전극탭(121)으로 통칭됨을 밝혀둔다.
한편, 도 4를 참조하면, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 테라스(122)와 열차단부재(131) 사이를 절연할 수 있는데, 이러한 절연테이프(140)의 구조적 특징에 대해서는 이하 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 전극탭(121)과 접속탭(132)이 결합되는 구조 측면에서 바라본 절연테이프(140)의 배치 구조에 대해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 절연테이프(140)는 테라스(122) 측에 배치되는 보호회로모듈(130)의 제1 면(S1)과, 배터리 셀(120)의 외장재(123) 측에 배치되는 제2 면(S2)과, 제1 면(S1)의 반대편인 제3 면(S3)을 덮을 수 있다.
구체적으로, 절연테이프(140)는 제1 서브전극탭(121a) 및 테라스(122)와 보호회로모듈(130)의 제1 면(S1) 사이를 절연할 수 있다. 제1 서브 전극탭(121a)은 양극 또는 음극과 같이 극성을 띠는 구성요소로써, 만약 제1 서브전극탭(121a)과 보호회로모듈(130)이 서로 접촉하는 경우에는 전기적인 단락이 발생할 위험성이 있다. 즉, 보호회로모듈(130)은 다수의 배터리 셀(120)들을 서로 전기적으로 연결하거나, 충전 및 방전 전류의 소통, 또는 충전 및 방전 동작을 제어하기 위한 전류 패스(path)를 포함하므로, 전기적인 단락을 방지하기 위해서는 제1 서브전극탭(121a)과 보호회로모듈(130)은 서로 절연될 필요성이 있다.
또한, 절연테이프(140)는 테라스(122)와 보호회로모듈(130)의 제1 면(S1) 사이를 절연할 수 있다. 이는, 절연테이프(140)가 테라스(122)와 보호회로모듈(130) 사이를 절연하는 기능 뿐만 아니라, 테라스(122)와 보호회로모듈(130)의 상호간 물리적인 접촉으로 인해 테라스(122) 내부에 매설된 제1 서브전극탭(121a)과 전극 조립체의 연결부(미도시)가 외부로 노출될 경우, 보호회로모듈(130)과 제1 서브전극탭(121a)의 접촉에 따라 발생할 수 있는 전기적인 단락을 방지하는 역할 또한 수행할 수 있다.
이러한 필요에 따라, 절연테이프(140)가 제1 서브전극탭(121a) 및 테라스(122)와 보호회로모듈(130), 구체적으로는 테라스(122) 측에 배치되는 제1 서브보호회로모듈(130a)과 테라스(122)의 사이에 개재됨으로써 제1 서브전극탭(121a) 및 테라스(122)와 제1 서브보호회로모듈(130a) 사이를 절연할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이와 같은 절연 기능 뿐만 아니라, 절연테이프(140)는 제1 서브전극탭(121a) 및 테라스(122)와 제1 서브보호회로모듈(130a) 사이의 물리적인 접촉 또한 방지하는 역할을 수행함으로써, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 충격을 흡수하여 제1 서브보호회로모듈(130a)이나 제1 서브전극탭(121a) 또는 테라스(122)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 보호회로모듈(130)의 제2 면(S2) 사이를 절연할 수 있다. 상술한 바와 같이, 보호회로모듈(130)은 다수의 배터리 셀(120)들을 서로 전기적으로 연결하거나, 충전 및 방전 전류의 소통, 또는 충전 및 방전 동작을 제어하기 위한 전류 패스(path)를 포함하므로, 다수의 전극 조립체를 수용하는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와의 절연을 통해 전기적으로 안정적인 배터리 팩(100)을 구현할 필요가 있다.
이러한 필요에 따라, 절연테이프(140)가 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 보호회로모듈(130), 구체적으로는 외장재(123) 측에 배치되는 제1 서브보호회로모듈(130a) 사이에 개재됨으로써 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 제1 서브보호회로모듈(130a) 사이를 절연할 수 있다. 이와 같은 절연 기능 뿐만 아니라, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 제1 서브보호회로모듈(130a) 사이의 물리적인 접촉 또한 방지하는 역할을 수행함으로써, 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 제1 서브보호회로모듈(130a)이나 외장재(123)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 절연테이프(140)는 보호회로모듈(130)의 제1 면(S1)의 반대면인 제3 면(S3) 또한 덮을 수 있다. 상술한 바와 같이, 보호회로모듈(130)은 다수의 배터리 셀(120)들을 서로 전기적으로 연결하거나, 충전 및 방전 전류의 소통, 또는 충전 및 방전 동작을 제어하기 위한 전류 패스(path)를 포함하므로, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나 보호회로모듈(130)의 제3 면(S3) 측에 절연테이프(140)를 덮음으로써, 보호회로모듈(130)의 제3 면(S3) 측에 위치하는 프레임(110a)의 회로 안착부(B)와의 접촉 가능성을 미리 배제할 수 있다. 또한, 절연테이프(140)는 외부로부터 가해지는 충격으로부터 보호회로모듈(130)의 제3 면(S3)을 보호할 수도 있다.
다음으로, 절연테이프(140)가 보호회로모듈(130)에 설치된 열차단부재(131)를 둘러싸는 구조에 대해 도 6을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 절연테이프(140)는 테라스(122) 측에 배치되는 보호회로모듈(130)의 열차단부재(131)의 제1 면(S1)과, 배터리 셀(120)의 외장재(123) 측에 배치되는 제2 면(S2)과, 제1 면(S1)의 반대편인 제3 면(S3)을 덮을 수 있다.
여기서, 열차단부재(131)는 보호회로모듈(130)에 포함되는 하나의 구성요소이고, 또한 도 5에 도시된 바와 같이 제1 서브보호회로모듈(130a)과 동일한 위치에 설치되므로, 도 5에서 사용된 보호회로모듈(130)의 제1 면(S1), 제2 면(S2) 및 제3 면(S3)의 참조부호와 동일한 참조부호를 사용하기로 한다.
구체적으로, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 테라스(122)와 열차단부재(131)의 제1 면(S1) 사이를 절연할 수 있다. 상술한 바와 같이 열차단부재(131)는 배터리 셀(120)에서 발생하는 열이 특정 임계치를 초과할 경우 보호회로모듈(130)에 흐르는 전류를 차단하는 역할을 수행하는 구성요소로써, 만약 열차단부재(131)와 테라스(122)가 서로 접촉하는 경우에는 전기적인 단락이 발생할 위험성이 있다. 또한, 외부의 충격으로 인해 테라스(122)와 열차단부재(131) 사이에 물리적인 접촉이 발생하여, 테라스(122) 또는 열차단부재(131)가 파손될 위험성도 존재한다.
따라서, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 테라스(122)와 열차단부재(131)의 제1 면(S1) 사이를 절연함으로써, 테라스(122)와 열차단부재(131) 사이에 발생할 수 있는 전기적인 단락이나, 물리적 접촉으로 인한 파손을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 열차단부재(131)의 제2 면(S2) 사이를 절연할 수 있다. 상술한 바와 같이 열차단부재(131)는 배터리 셀(120)에서 발생하는 열이 특정 임계치를 초과할 경우 보호회로모듈(130)에 흐르는 전류를 차단하는 역할을 수행하는 구성요소로써, 만약 열차단부재(131)와 외장재(123)가 서로 접촉하는 경우에는 전기적인 단락이 발생할 위험성이 있다. 따라서, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 열차단부재(131)의 제2 면(S2)을 절연하여 전기적으로 안정적인 배터리 팩(100)을 구현할 수 있다.
이와 같은 절연 기능 뿐만 아니라, 절연테이프(140)는 배터리 셀(120)의 외장재(123)와 보호회로모듈(130) 사이의 물리적인 접촉 또한 방지하는 역할을 수행함으로써, 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하여 보호회로모듈(130)이나 외장재(123)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 절연테이프(140)는 열차단부재(131)의 제1 면(S1)의 반대면인 제3 면(S3) 또한 덮을 수 있다. 상술한 바와 같이 열차단부재(131)는 배터리 셀(120)에서 발생하는 열이 특정 임계치를 초과할 경우 보호회로모듈(130)에 흐르는 전류를 차단하는 역할을 수행하므로, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나 열차단부재(131)의 제3 면(S3) 측에 절연테이프(140)를 덮음으로써, 열차단부재(131)의 제3 면(S3) 측에 위치하는 프레임(110a)의 회로 안착부(B)와의 접촉 가능성을 미리 배제할 수 있다. 또한, 절연테이프(140)는 외부로부터 가해지는 충격으로부터 열차단부재(131)의 제3 면(S3)을 보호할 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 배터리 팩 123: 외장재
110: 하우징 130: 보호회로모듈
111: 체결공 131: 열차단부재
120: 배터리 셀 132: 접속탭
121: 전극탭 140: 절연테이프
122: 테라스

Claims (11)

  1. 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 내부에 수용하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극탭이 돌출되는 테라스가 형성되는 외장재를 포함하는 배터리 셀;
    상기 테라스에 안착되고, 상기 테라스 측에 배치되는 열차단부재(thermal cut-off)와, 상기 전극탭과 전기적으로 연결되는 접속탭을 포함하는 보호회로모듈; 및
    상기 배터리 셀과 상기 보호회로모듈 사이에 개재되는 절연테이프;를 포함하고,
    상기 절연테이프는 상기 전극탭과 상기 보호회로모듈 사이와, 상기 테라스와 상기 열차단부재 사이를 절연하는, 배터리 팩.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은,
    상기 테라스에 인접하는 제1 서브보호회로모듈과,
    상기 제1 서브보호회로모듈과 연결되어 상기 테라스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 서브보호회로모듈을 포함하고,
    상기 열차단부재는 상기 제1 서브보호회로모듈에 설치되고,
    상기 접속탭은 상기 제2 서브보호회로모듈에 설치되는, 배터리 팩.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 절연테이프는,
    상기 테라스 측에 배치되는 상기 보호회로모듈의 제1 면과, 상기 외장재 측에 배치되는 상기 보호회로모듈의 제2 면을 덮는, 배터리 팩.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 절연테이프는 상기 제1 면의 반대면인 제3 면을 덮는, 배터리 팩.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 전극탭은,
    상기 제1 서브보호회로모듈 측에 배치되는 제1 서브전극탭과,
    상기 제2 서브보호회로모듈 측에 배치되는 제2 서브전극탭을 포함하고,
    상기 절연테이프는 상기 제1 서브보호회로모듈과 상기 제1 서브전극탭 사이에 개재되는, 배터리 팩.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 서브전극탭은 상기 접속탭에 전기적으로 연결되는, 배터리 팩.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 보호회로모듈의 길이 방향을 따라 나란히 배치되는 제1 서브배터리 셀과 제2 서브배터리 셀을 포함하는, 배터리 팩.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 서브배터리 셀의 상기 전극탭과, 상기 제2 서브배터리 셀의 상기 전극탭은 동일한 방향으로 돌출되는, 배터리 팩.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 파우치형 이차 전지인, 배터리 팩.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀과 상기 보호회로모듈 및 상기 절연테이프를 밀봉하는 하우징을 더 포함하는, 배터리 팩.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 하우징은 하나 이상의 체결공을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 체결공에 삽입되는 체결부재에 의해 별도의 세트 기기에 결합되는, 배터리 팩.
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