KR102357832B1

KR102357832B1 - 배터리 팩

Info

Publication number: KR102357832B1
Application number: KR1020190053894A
Authority: KR
Inventors: 이은중; 유대형
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2022-02-03
Also published as: CN111916591A; KR20200129462A; CN111916591B

Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 배터리 셀과, 배터리 셀이 수용되는 프레임과, 프레임의 제1 변부를 따라 서로 교번되게 배치되어, 배터리 셀과 프레임을 함께 결합하는 제1, 제2 라벨을 포함한다. 본 발명에 의하면, 배터리 셀과 프레임 간의 결합 강도를 높이면서도, 접착 소음을 줄일 수 있도록 개선된 라벨 구조를 갖는 배터리 팩이 제공된다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.

휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 모듈 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 배터리 셀과 프레임 간의 결합 강도를 높이면서도, 접착 소음을 줄일 수 있도록 개선된 라벨 구조를 갖는 배터리 팩을 포함한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,

배터리 셀;

상기 배터리 셀이 수용되는 프레임; 및

상기 프레임의 제1 변부를 따라 서로 교번되게 배치되어, 배터리 셀과 프레임을 함께 결합하는 제1, 제2 라벨;을 포함한다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 라벨은, 상기 프레임의 제1 변부를 따라 서로로부터 갭을 사이에 두고 교대로 번갈아 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 라벨은, 서로 다른 강도를 갖는 이종 소재로 형성되며,

상기 제1 라벨은, 상대적으로 연성의 소재로 형성되고,

상기 제2 라벨은, 상대적으로 강성의 소재로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 라벨은, PP(polypropylene) 소재를 포함하고,

상기 제2 라벨은, PET(polyethyleneterephthalate) 소재를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)는, L1 > L2 관계를 만족하도록 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 37% ≤ L2/L1 ≤ 100%의 범위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 37% ≤ L2/L1 < 100%의 범위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 50% ≤ L2/L1 ≤ 100%의 범위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 50% ≤ L2/L1 < 100%의 범위로 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 프레임은, 한 쌍의 장변부와 한 쌍의 단변부를 포함하는 테두리 부재를 포함하며,

상기 제1 변부는 상기 장변부 및 단변부 중에서 어느 일 변부에 해당될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 라벨은 서로 상보적인 형태로 형성되며, 서로 겹쳐지지 않도록 갭을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 라벨은, 프레임의 제1 변부를 따라 서로 상대방의 사이사이에 끼워지는 콤(comb) 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 라벨은,

배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부; 및

상기 제1 광폭부로부터 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장되는 다수의 제1 협폭부;를 포함하고,

상기 제2 라벨은,

배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부; 및

상기 제2 광폭부로부터 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 상면으로 연장되는 다수의 제2 협폭부를 포함하며,

상기 다수의 제1, 제2 협폭부는, 프레임의 제1 변부를 따라 서로 상대방의 사이사이에 끼워지는 콤(comb) 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 다수의 제1 협폭부 사이에는 상기 제2 협폭부를 수용하도록 제1 광폭부를 향하여 인입된 제1 인입부가 형성되며,

상기 다수의 제2 협폭부 사이에는 상기 제1 협폭부를 수용하도록 제2 광폭부를 향하여 인입된 제2 인입부가 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 협폭부는, 배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부로부터 제1 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장되며,

상기 제1 인입부는, 상기 제1 광폭부와 함께, 상기 제1 절곡선 안쪽에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 협폭부는, 배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부로부터 제2 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 상면으로 연장되며,

상기 제2 인입부는, 상기 제2 광폭부와 함께, 상기 제2 절곡선 안쪽에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 라벨은,

배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부; 및

상기 제2 라벨은,

배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부; 및

상기 제2 광폭부로부터 연장되어 프레임의 제1 변부는 커버하되, 배터리 셀의 상면으로는 연장되지 않는 다수의 제2 협폭부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 협폭부가 배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부로부터 제1 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장될 때, 상기 제1 협폭부는, 상기 제1 절곡선으로부터 제1 연장 길이를 갖고,

상기 제2 협폭부가 배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부로부터 제2 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 커버할 때, 상기 제2 협폭부는 상기 제2 절곡선으로부터 제2 연장 길이를 갖고,

상기 제1 협폭부의 연장 길이(P1)와 상기 제2 협폭부의 연장 길이(P2)는, P1> P2의 관계를 만족하도록 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 다수의 제2 협폭부 사이에는 상기 제1 협폭부를 수용하도록 제2 광폭부를 향하여 인입된 제2 인입부가 형성되되,

본 발명에 의하면, 배터리 셀과 프레임을 함께 둘러싸서 팩 형태를 유지하고 배터리 셀과 프레임을 서로 결합시키는 라벨에 있어, 서로 다른 이종 소재의 제1, 제2 라벨을 혼용함으로써, 배터리 셀과 프레임의 결합 강도를 높이면서도, 접착 소음을 줄일 수 있도록 개선된 라벨 구조를 갖는 배터리 팩이 제공될 수 있다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 프레임의 제1 변부를 따라 부착된 제1, 제2 라벨을 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에는 프레임의 제1 변부를 따라 제1, 제2 라벨이 부착되는 구조를 개략적으로 도시한 서로 다른 도면들이 도시되어 있다.
도 5에는, 도 4의 변형된 실시형태에서, 프레임의 제1 변부를 따라 제1, 제2 라벨이 부착되는 구조를 개략적으로 도시한 도면이 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 프레임의 제1 변부를 따라 부착된 제1, 제2 라벨을 도시한 도면이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 배터리 셀(10)과 상기 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결되는 보호회로(미도시)와, 배터리 셀(10)과 보호회로(미도시)를 수용하는 프레임(50)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(50)은 상기 배터리 셀(10)이 안착되는 셀 수용부(51)와, 상기 셀 수용부(51)와 인접한 위치에서 상기 보호회로(미도시)가 안착되는 회로 수용부(52)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(50)은 셀 수용부(51) 및 회로 수용부(52)를 둘러싸는 테두리 부재(50a)를 포함할 수 있고, 상기 테두리 부재(50a)는, 한 쌍의 장변부(S1)와 한 쌍의 단변부(S2)를 포함하는 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 보호회로(미도시)는 다수의 배터리 셀(10)을 가로지르는 방향으로 연장되면서 각각의 배터리 셀(10)과 전기적인 연결을 형성할 수 있고, 상기 보호회로(미도시)가 안착되는 회로 수용부(52)는 각각 배터리 셀(10)이 안착되는 다수의 셀 수용부(51)와 마주하는 위치에 형성될 수 있다.

상기 배터리 팩은, 프레임(50)에 수용된 배터리 셀(10)을 프레임(50)과 함께 둘러싸서 프레임(50)과 배터리 셀(10)을 서로 결합하기 위한 제1, 제2 라벨(101,102)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 서로 교번되는 패턴으로 배치될 수 있다. 본 명세서를 통하여, 제1, 제2 라벨(101,102)이 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 교번되는 패턴으로 배치된다는 것은, 제1, 제2 라벨(101,102)이 테두리 부재(50a, 또는 프레임 50)의 장변부(S1) 및 단변부(S2)중에서 임의의 어느 일 변부를 따라 교번되게 배치되는 구성을 포괄하는 넓은 의미로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 한 쌍의 장변부(S1) 중에서 어느 하나의 장변부(S1)는 회로 수용부(52)를 가로질러 연장될 수 있고, 한 쌍의 장변부(S1) 중에서 다른 하나의 장변부(S1)는 셀 수용부(51)를 가로질러 연장될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)이 서로 교번되는 패턴으로 배치되는 프레임(50)의 제1 변부(F)는, 상기 테두리 부재(50a, 또는 프레임 50)의 어느 일 장변부(S1)에 해당될 수 있다.

상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 서로 다른 이종 소재로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 라벨(101)은 상대적으로 연성 소재로 형성될 수 있고, 상기 제2 라벨(102)은 상대적으로 강성 소재로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 라벨(101)은 PP(polypropylene) 소재를 포함할 수 있고, 상기 제2 라벨(102)은 PET(polyethyleneterephthalate) 소재를 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에서는 상대적으로 연성의 제1 라벨(101)과 상대적으로 강성의 제2 라벨(102)을 혼용함으로써, 배터리 셀(10)과 프레임(50)의 결합 강도를 높이면서도, 접착 소음을 줄일 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 교번되는 패턴으로 번갈아 배치될 수 있으며, 상기 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 서로 갭(g, 도 2 참조)을 사이에 두고 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은, 배터리 셀(10)과 프레임(50)을 함께 둘러싸서 배터리 셀(10)과 프레임(50) 간의 분리를 방지하는 기능을 할 수 있다. 즉, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 서로 협력하여 배터리 셀(10)과 프레임(50)을 견고하게 결합하는 기능을 하는데, 외부 충격에 의해 제1, 제2 라벨(101,102)에 균열이 발생되면 균열의 전파로 인하여 제1, 제2 라벨(101,102)이 함께 파단되면서 배터리 셀(10)이 프레임(50)으로부터 분리될 수 있다. 본 발명에서는 상기 제1, 제2 라벨(101,102) 사이에 갭(g)을 형성함으로써, 균열의 전파를 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 라벨(101,102)의 균열이 서로 영향을 주지 않도록 할 수 있고, 갭(g)을 사이에 두고 여유 있게 제1, 제2 라벨(101,102)이 부착됨으로써, 적어도 제1, 제2 라벨(101,102)이 서로 겹쳐지지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 라벨(101,102)이 서로 겹쳐질 경우, 이들 사이의 부착력에 의해 제1, 제2 라벨(101,102) 중 어느 일방으로부터 타방으로 균열의 전파가 이루어질 수 있다.

도 3 및 도 4에는 프레임의 제1 변부를 따라 제1, 제2 라벨이 부착되는 구조를 개략적으로 도시한 서로 다른 도면들이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)는 서로 차등적으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)란, 제1 변부(F)를 따라 제1 라벨(101)이 부착된 총합산 길이를 의미할 수 있고, 마찬가지로 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)란, 제1 변부(F)를 따라 제2 라벨(102)이 부착된 총합산 길이를 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 연성의 제1 라벨(101)은, 강성의 제2 라벨(102) 보다는 길게 형성될 수 있고, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)는 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2) 보다 길게 형성될 수 있다(L1 > L2).

상기 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 부착되는 제1, 제2 라벨(101,102)은, 서로 다른 배터리 셀(10)과 프레임(50)에 대해 함께 부착되며, 배터리 셀(10)과 프레임(50) 사이의 불연속적인 경계(D)를 가로질러 연장되면서 배터리 셀(10) 및 프레임(50) 사이의 불연속적인 경계(D)와 불안정적인 접촉을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 배터리 셀(10)과 프레임(50) 사이의 불연속적인 경계(D)에 대해 부착되었다가 떨어짐을 반복하면서 접착 소음을 유발할 수 있다. 즉, 상기 배터리 팩에 대한 외부 진동이나 충격 등에 따라 제1, 제2 라벨(101,102)은 상기 불연속적인 경계(D)에 대해 부착되었다거나 떨어짐을 반복하면서 접착 소음을 야기할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 배터리 팩은, 노트북(미도시)내에 장착되어 구동 전력을 공급할 수 있는데, 제1, 제2 라벨(101,102)은 사용자의 키 조작에 따른 반복적인 압력에 의해 접착 소음의 문제를 야기할 수 있다.

본 발명에서는 제1, 제2 라벨(101,102)의 접착 소음을 경감하기 위하여, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 연성의 제1 라벨(101)을 상대적으로 길게 형성할 수 있다. 상기 제1 라벨(101)은 제2 라벨(102) 보다는 연성의 소재로 형성되므로, 그만큼 접착 소음의 세기(intensity)가 감소될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은 100% 이하로 형성될 수 있고(L2/L1 ≤ 100%), 보다 바람직하게, 100% 미만으로 형성되어(L2/L1 < 100%), 강성의 제2 라벨(102)이 연성의 제1 라벨(101)보다 상대적으로 짧게 형성될 수 있다(L2 < L1).

참고로, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)이 100%인 경우(L2=L1), 제1, 제2 라벨(101,102)이 동등한 길이로 형성됨으로써, 공정 상에서 제1, 제2 라벨(101,102)을 분별하지 않고, 작업할 수 있다는 작업 상의 편리함이 있을 수 있다. 다만, 앞서 설명된 바와 같이, 접착 소음의 관점에서 볼 때, 상기 제2 라벨(102)은 제1 라벨(101) 보다는 짧게 형성되는 것, 즉, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)이 100% 미만으로 설정되는 것(L2 < L1)이 점착 소음의 관점에서 보다 유리할 수 있다.

본 발명에서는 연성의 제1 라벨(101)을 강성의 제2 라벨(102) 보다 상대적으로 길게 형성함으로써(L1 > L2), 접착 소음의 세기를 감소시키면서도, 연성의 제1 라벨(101)과 함께, 강성의 제2 라벨(102)을 함께 혼용함으로써, 배터리 셀(10)과 프레임(50)간의 결합 강도를 높일 수 있고, 외부 충격에 의해 배터리 셀(10)이 프레임(50)으로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다. 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 배터리 셀(10)과 더불어 프레임(50)을 함께 둘러싸서 배터리 셀(10)과 프레임(50)을 하나의 팩 형태로 결합시키는데, 외부 충격에 의해 제1, 제2 라벨(101,102)이 파단될 경우, 배터리 셀(10)이 프레임(50)으로부터 분리되어 팩 형태를 유지하지 못하며, 프레임(50)으로부터 이탈된 배터리 셀(10)은 외부 충격으로부터 보호받지 못하게 된다. 이에, 본 발명에서는 접착 소음을 고려하여, 연성의 제1 라벨(101)을 상대적으로 길게 형성하면서도, 배터리 셀(10)과 프레임(50) 간의 결합 강도를 고려하여 연성의 제1 라벨(101)과 함께, 강성의 제2 라벨(102)을 혼용함으로써, 배터리 셀(10)과 프레임(50)을 하나의 팩 형태로 견고하게 결합할 수 있다.

상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 서로 다른 강도를 갖는 소재로 형성되는데, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 라벨(101)은 상대적으로 연성의 PP(polypropylene) 소재로 형성될 수 있고, 상기 제2 라벨(102)은 상대적으로 강성의 PET(polyethyleneterephthalate) 소재로 형성될 수 있다. 이때, PP(polypropylene) 소재의 제1 라벨(101)의 강도는 33MPa이며, PET(polyethyleneterephthalate) 소재의 제2 라벨(102)의 강도는 90MPa이므로, 제2 라벨(102)의 강도는 제1 라벨(101)의 강도의 대략 2.7배 정도가 된다. 환언하면, 동일한 길이로 형성될 때, 제1 라벨(101)과 제2 라벨(102)의 강도의 상대적인 비율은 1:2.7이 되고, 역으로 동일한 강도로 발휘할 때, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)와 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율은 1:1/2.7로 형성될 수 있다. 즉, 동일한 강도를 발휘할 때, 제2 라벨(102)은 제1 라벨(101)보다 짧게 형성될 수 있다(L2 < L1). 본 발명에서는, 제2 라벨(102)의 혼용에 따른 강도 보강의 효과를 얻기 위해, 제2 라벨(102)이 제1 라벨(101) 보다 적어도 1/2.7(37%) 보다는 길게 형성될 수 있다. 즉, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은 37% 이상으로 형성될 수 있다(L2/L1 ≥ 37%). 즉, 제2 라벨(102)이 제1 라벨(101)보다는 상대적으로 짧게 형성되더라도, 적어도 제1 라벨(101)에 비해 적어도 37% 이상으로는 형성되어야 제2 라벨(102)의 혼용에 따른 강도 보강의 효과를 거둘 수 있다.

결론적으로, 본 발명의 일 실시형태에서, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 배터리 셀(10)과 프레임(50)의 결합 강도와 배터리 셀(10)과 프레임(50) 사이의 불연속적인 경계(D)에 의한 접착 소음을 고려할 때, 결합 강도와 접착 소음이라는 두 가지 요건을 모두 충족시키기 위한 범위로서, 37% 이상 100% 이하의 범위로 설정될 수 있고(37% ≤ L2/L1 ≤ 100%), 보다 바람직하게 37% 이상 100% 미만으로 형성될 수 있다(37% ≤ L2/L1 < 100%).

본 발명의 다른 실시형태에서, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 50% 이상 100% 이하의 범위로 설정될 수 있고(50% ≤ L2/L1 ≤ 100%), 보다 바람직하게 50% 이상 100% 미만으로 형성될 수 있다(50% ≤ L2/L1 < 100%). 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

앞서 설명된 바와 같이, PP(polypropylene) 소재의 제1 라벨(101)의 강도는 33MPa이며, PET(polyethyleneterephthalate) 소재의 제2 라벨(102)의 강도는 90MPa이므로, 제2 라벨(102)의 강도는 제1 라벨(101)의 강도의 대략 2.7배 정도가 된다. 본 발명에서는 연성의 제1 라벨(101)만을 적용하지 않고, 연성의 제1 라벨(101)과 함께, 강성의 제2 라벨(102)을 혼용함으로써 강도 보강의 효과를 거둘 수 있고, 이러한 강도 보강의 목적을 고려할 때, 제2 라벨(102)의 강도에 안전계수를 적용하여 제2 라벨(102)의 강도를 제1 라벨(101)의 강도의 대략 2배 정도로 산정할 수 있다. 이 경우, 동일한 길이로 형성될 때, 제1 라벨(101)과 제2 라벨(102)의 강도의 상대적인 비율은 1:2가 되고, 역으로 동일한 강도로 발휘할 때, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)와 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율은 1:1/2로 형성될 수 있다. 이때, 제2 라벨(102)의 혼용에 따른 강도 보강의 효과를 얻기 위해, 제2 라벨(102)이 제1 라벨(101) 보다 적어도 1/2(50%) 보다는 길게 형성될 수 있다. 즉, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은 50% 이상으로 형성될 수 있다(L2/L1 ≥ 50%). 이러한 본 발명의 실시형태에서, 제1 라벨(101)의 부착 길이(L1)에 대한 제2 라벨(102)의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 배터리 셀(10)과 프레임(50)의 결합 강도와 배터리 셀(10)과 프레임(50) 사이의 불연속적인 경계(D)에 의한 접착 소음을 함께 고려할 때, 50% 이상 100% 이하의 범위로 설정될 수 있고(50% ≤ L2/L1 ≤ 100%), 보다 바람직하게 50% 이상 100% 미만으로 형성될 수 있다(50% ≤ L2/L1 < 100%).

앞서 설명된 바와 같이, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 서로 교대로 번갈아 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 상하면(10a,10b)을 덮어줄 수 있다. 여기서, 배터리 셀(10)의 상하면(10a,10b)이란 배터리 셀(10) 중에서 가장 많은 면적을 점유하는 배터리 셀(10)의 주된 면에 해당될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 셀(10)의 상하면(10a,10b)은, 프레임(50)에 의해 커버되는 배터리 셀(10)의 측면을 제외하고 프레임(50)으로부터 적어도 일부가 노출되는 면을 의미할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 라벨(101)은, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 상하면(10a,10b)을 함께 덮어줄 수 있고, 상기 제2 라벨(102)은 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 상하면(10a,10b)을 함께 덮어줄 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 라벨(101)은, 배터리 셀(10)의 상면(10a)을 덮는 제1 광폭부(101a)와, 상기 제1 광폭부(101a)로부터 제1 절곡선(R1)을 따라 절곡되어 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 하면(10b)으로 연장되는 다수의 제1 협폭부(101b)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 제1 협폭부(101b) 사이에는 제1 광폭부(101a)를 향하여 연장되는 제2 협폭부(102b)를 수용하도록 상보적인 형상으로 제1 광폭부(101a)를 향하여 인입된 제1 인입부(101`)가 형성될 수 있다.

상기 제2 라벨(102)은 배터리 셀(10)의 하면(10b)을 덮는 제2 광폭부(102a)와, 상기 제2 광폭부(102a)로부터 제2 절곡선(R2)을 따라 절곡되어 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 상면(10a)으로 연장되는 다수의 제2 협폭부(102b)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 제2 협폭부(102b) 사이에는 제2 광폭부(102a)를 향하여 연장되는 제1 협폭부(101b)를 수용하도록 상보적인 형상으로 제2 광폭부(102a)를 향하여 인입된 제2 인입부(102`)가 형성될 수 있다.

상기 제1, 제2 라벨(101,102)의 제1, 제2 절곡선(R1,R2)은, 각각 배터리 셀(10)의 상면(10a) 및 하면(10b)으로부터 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸도록 절곡되는 위치를 의미하는 것으로, 제1, 제2 절곡선(R1,R2)을 벗어나 연장되는 제1, 제2 협폭부(101b,102b)는, 배터리 셀(10)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 반대 측의 배터리 셀(10)의 하면(10b) 및 상면(10a)으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 라벨(101,102) 중에서 제1, 제2 절곡선(R1,R2)의 안쪽은 프레임(50)의 제1 변부(F)에 이르지 않고 배터리 셀(10)의 상면(10a) 및 하면(10b)을 덮는 제1, 제2 광폭부(101a,102a)에 해당될 수 있고, 상기 제1, 제2 인입부(101`,102`)는, 제1, 제2 절곡선(R1,R2) 안쪽에서 제1, 제2 광폭부(101a,102a)와 함께 형성된 공간을 의미할 수 있다. 이런 의미에서, 상기 제1, 제2 인입부(101`,102`)는, 제1, 제2 광폭부(101a,102a) 측에 형성된다고 할 수 있다. 결론적으로, 상기 제1, 제2 라벨(101,102) 중에서 제1, 제2 절곡선(R1,R2)의 안쪽은 배터리 셀(10)의 상면(10a) 및 하면(10b)을 덮는 제1, 제2 광폭부(101a,102a)에 해당되며, 제1, 제2 절곡선(R1,R2)을 벗어나서 연장되는 부분은, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 반대되는 하면(10b) 및 상면(10a)으로 연장되는 제1, 제2 협폭부(101b,102b)에 해당될 수 있으며, 제1, 제2 인입부(101`,102`)는 제1, 제2 절곡선(R1,R2)의 안쪽에서 제1, 제2 광폭부(101a,102a)와 함께 형성된 공간에 해당될 수 있다.

상기 다수의 제1, 제2 협폭부(101b,102b)는 프레임(50)의 제1 변부(F) 상에서 서로 상대방의 사이 사이에 끼워지는 콤(comb)형상으로 형성될 수 있으며, 제1, 제2 광폭부(101a,102a) 측에는, 서로 상대방의 제1, 제2 광폭부(101a,102a)를 향하여 연장되는 제1, 제2 협폭부(101b,102b)를 수용하도록 상보적으로 인입된 제1, 제2 인입부(101`,102`)가 형성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 갭(g)을 사이에 두고 교대로 번갈아 형성된 제1, 제2 라벨(101,102)은, 제1, 제2 라벨(101,102)의 제1, 제2 협폭부(101b,102b)에 해당될 수 있고, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 제1, 제2 라벨(101,102)의 부착 길이(L1,L2)는, 제1, 제2 협폭부(101b,102b)의 부착 길이(L1,L2)에 해당될 수 있다.

본 발명에서 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은 서로 상보적인 형태로 형성되며, 서로 겹쳐지지 않도록 형성되고, 갭(g)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 라벨(101,102)은, 제1, 제2 라벨(101,102)의 제1, 제2 협폭부(101b,102b)에 해당될 수 있고, 상기 제1, 제2 협폭부(101b,102b)는, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 갭(g)을 사이에 두고 서로에 대해 끼워지는 콤(comb)형태로 형성될 수 있다. 그리고, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 서로 상대방의 제1, 제2 광폭부(101a,102a)를 향하여 연장되는 제1, 제2 협폭부(101b,102b)를 수용하도록, 제1, 제2 광폭부(101a,102a) 측에는 상보적인 형태의 제1, 제2 인입부(101`,102`)가 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서는, 제1, 제2 협폭부(101b,102b)가 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 서로 상대방의 제1, 제2 광폭부(101a,102a)를 향하여 연장되며, 이에 따라 상기 제1, 제2 광폭부(101a,102a) 측에는 서로 상대방의 제1, 제2 협폭부(101b,102b)를 수용하기 위한 인입부(101`,102`)가 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 도 5를 참조하여, 도 4의 변형된 실시형태에 대해 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 변형된 실시형태에서는, 프레임(50)의 제1 변부(F)를 따라 다수의 제1, 제2 협폭부(101b,102b)가 서로 교대로 번갈아 배치되되, 상기 제1, 제2 협폭부(101b,102b) 중에서 어느 하나의 협폭부, 예를 들어, 제1 협폭부(101b)만이 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 상대방의 제2 광폭부(102a)를 향하여 연장될 수 있고, 제2 협폭부(102b)는 프레임(50)의 제1 변부(F)는 커버하되, 상대방의 제1 광폭부(101a)를 향하여 연장되지 않을 수 있다. 이러한 실시형태에서, 상기 제1, 제2 라벨(101,102) 중에서 제2 라벨(102)만이 상대방의 제1 협폭부(101b)를 수용하기 위한 제2 인입부(102`)를 포함할 수 있고, 다른 나머지 제1 라벨(101)은 제1 인입부(101`)를 포함하지 않을 수 있다. 상기 제2 협폭부(102b)는 프레임(50)의 제1 변부(F)는 커버하되, 제1 라벨(101)을 향하여 연장되지는 않기 때문에, 제1 라벨(101)에는 제2 협폭부(102b)를 수용하기 위한 제1 인입부(101`)가 형성될 필요가 없다.

도 5를 참조하면, 제1, 제2 라벨(101,102) 중에서 제1, 제2 절곡선(R1,R2)의 안쪽은, 배터리 셀(10)의 상면(10a) 및 하면(10b)을 덮는 제1, 제2 광폭부(101a,102a)에 해당되며, 제1, 제2 절곡선(R1,R2)을 벗어난 부분은 프레임(101,102)의 제1 변부(F)를 둘러싸는 제1, 제2 협폭부(101b,102b)에 해당될 수 있다. 이때, 상기 제1 협폭부(101b)는 제1 라벨(101)의 제1 절곡선(R1)으로부터 상대적으로 길게 연장되어(연장 길이 P1), 프레임(50)의 제1 변부(F)를 둘러싸면서 배터리 셀(10)의 하면(10b)으로 연장될 수 있고, 상기 제2 협폭부(102b)는, 제2 라벨(102)의 제2 절곡선(R2)으로부터 상대적으로 짧게 연장되어(연장 길이 P2), 프레임(50)의 제1 변부(F)만을 둘러싸며, 배터리 셀(10)의 상면(10a)으로는 연장되지 않을 수 있다. 즉, 도 5의 실시형태에서, 제1, 제2 절곡선(R1,R2)을 기준으로 제1 협폭부(101b)의 연장 길이(P1)는 제2 협폭부(102b)의 연장 길이(P2) 보다 길게 형성될 수 있다(P1 > P2). 이와 같은 제1, 제2 협폭부(101b,102b) 사이의 연장 길이(P1,P2)의 차이에 따라, 상기 제2 라벨(102)에는 제1 협폭부(101b)를 수용하도록 제2 절곡선(R2) 안쪽으로 제2 광폭부(102a)와 함께 제2 인입부(102`)가 형성되지만, 상기 제1 라벨(101)에는 제2 협폭부(101b)를 수용할 필요가 없으므로, 제1 절곡선(R1) 안쪽으로 제1 인입부(101`)가 형성될 필요가 없다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

10: 배터리 셀 10a: 배터리 셀의 상면
10b: 배터리 셀의 하면 50: 프레임
50a: 테두리 부재 51: 셀 수용부
52: 회로 수용부 101: 제1 라벨
101a: 제1 광폭부 101b: 제1 협폭부
101`: 제1 인입부 102: 제2 라벨
102a: 제2 광폭부 102b: 제2 협폭부
102: 제2 인입부
F: 제1 변부 g: 갭
S1: 장변부 S2: 단변부
R1: 제1 절곡선 R2: 제2 절곡선
D: 불연속적인 경계

Claims

배터리 셀;
상기 배터리 셀이 수용되는 프레임; 및
상기 프레임의 제1 변부를 따라 서로 교번되게 배치되어, 배터리 셀과 프레임을 함께 결합하는 제1, 제2 라벨;을 포함하고,
상기 제1, 제2 라벨은, 상기 프레임의 제1 변부를 따라 서로로부터 갭을 사이에 두고 교대로 번갈아 배치되며,
상기 제1, 제2 라벨 중에서 적어도 어느 하나의 라벨은, 상기 배터리 셀의 상면 및 하면 중에서 어느 일 면으로부터 제1 변부를 둘러싸면서 타 면으로 연장되어, 상기 타 면에 형성된 나머지 다른 하나의 라벨의 인입부에 수용되는 배터리 팩.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 라벨은, 서로 다른 강도를 갖는 이종 소재로 형성되며,
상기 제1 라벨은, 상대적으로 연성의 소재로 형성되고,
상기 제2 라벨은, 상대적으로 강성의 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제3항에 있어서,
상기 제1 라벨은, PP(polypropylene) 소재를 포함하고,
상기 제2 라벨은, PET(polyethyleneterephthalate) 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)는, L1 > L2 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 37% ≤ L2/L1 ≤ 100%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 37% ≤ L2/L1 < 100%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 50% ≤ L2/L1 ≤ 100%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임의 제1 변부를 따라, 제1 라벨의 부착 길이(L1)와, 제2 라벨의 부착 길이(L2)의 상대적인 비율(L2/L1)은, 50% ≤ L2/L1 < 100%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 프레임은, 한 쌍의 장변부와 한 쌍의 단변부를 포함하는 테두리 부재를 포함하며,
상기 제1 변부는 상기 장변부 및 단변부 중에서 어느 일 변부에 해당되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 라벨은 서로 상보적인 형태로 형성되며, 서로 겹쳐지지 않도록 갭을 사이에 두고 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제11항에 있어서,
상기 제1, 제2 라벨은, 프레임의 제1 변부를 따라 서로 상대방의 사이사이에 끼워지는 콤(comb) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 제1 라벨은,
배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부; 및
상기 제1 광폭부로부터 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장되는 다수의 제1 협폭부;를 포함하고,
상기 제2 라벨은,
배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부; 및
상기 제2 광폭부로부터 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 상면으로 연장되는 다수의 제2 협폭부를 포함하며,
상기 다수의 제1, 제2 협폭부는, 프레임의 제1 변부를 따라 서로 상대방의 사이사이에 끼워지는 콤(comb) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제13항에 있어서,
상기 다수의 제1 협폭부 사이에는 상기 제2 협폭부를 수용하도록 제1 광폭부를 향하여 인입된 제1 인입부가 형성되며,
상기 다수의 제2 협폭부 사이에는 상기 제1 협폭부를 수용하도록 제2 광폭부를 향하여 인입된 제2 인입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제14항에 있어서,
상기 제1 협폭부는, 배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부로부터 제1 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장되며,
상기 제1 인입부는, 상기 제1 광폭부와 함께, 상기 제1 절곡선 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제15항에 있어서,
상기 제2 협폭부는, 배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부로부터 제2 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 상면으로 연장되며,
상기 제2 인입부는, 상기 제2 광폭부와 함께, 상기 제2 절곡선 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 제1 라벨은,
배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부; 및
상기 제1 광폭부로부터 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장되는 다수의 제1 협폭부;를 포함하고,
상기 제2 라벨은,
배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부; 및
상기 제2 광폭부로부터 연장되어 프레임의 제1 변부는 커버하되, 배터리 셀의 상면으로는 연장되지 않는 다수의 제2 협폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제17항에 있어서,
상기 제1 협폭부가 배터리 셀의 상면을 덮는 제1 광폭부로부터 제1 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 둘러싸면서 배터리 셀의 하면으로 연장될 때, 상기 제1 협폭부는, 상기 제1 절곡선으로부터 제1 연장 길이를 갖고,
상기 제2 협폭부가 배터리 셀의 하면을 덮는 제2 광폭부로부터 제2 절곡선을 따라 절곡되어 프레임의 제1 변부를 커버할 때, 상기 제2 협폭부는 상기 제2 절곡선으로부터 제2 연장 길이를 갖고,
상기 제1 협폭부의 연장 길이(P1)와 상기 제2 협폭부의 연장 길이(P2)는, P1> P2의 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
제18항에 있어서,
상기 다수의 제2 협폭부 사이에는 상기 제1 협폭부를 수용하도록 제2 광폭부를 향하여 인입된 제2 인입부가 형성되되,
상기 제2 인입부는, 상기 제2 광폭부와 함께, 상기 제2 절곡선 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
배터리 셀;
상기 배터리 셀이 수용되는 프레임; 및
상기 프레임의 제1 변부를 따라 서로 교번되게 배치되어, 배터리 셀과 프레임을 함께 결합하는 제1, 제2 라벨;을 포함하고,
상기 제1 라벨은 배터리 셀의 상면으로부터 제1 변부를 향하여 연장되는 제1 협폭부를 포함하며,
상기 제2 라벨은 배터리 셀의 하면으로부터 제1 변부를 향하여 연장되는 제2 협폭부를 포함하고,
상기 제1, 제2 협폭부 중에서 적어도 어느 하나의 협폭부는, 상기 배터리 셀의 상면 및 하면 중에서 어느 일 면으로부터 제1 변부를 둘러싸면서 타 면으로 연장되어, 상기 타 면에 형성된 나머지 다른 하나의 협폭부 사이의 인입부에 수용되는 배터리 팩.