KR102379560B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 전극 탭을 포함하는 배터리 셀과, 전극 탭이 관통하도록 끼워지는 셀 홀더와, 셀 홀더로부터 배터리 셀을 향하여 돌출된 것으로, 전극 탭이 인출되는 배터리 셀의 테라스를 지지하는 지지 리브를 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 셀을 구조적으로 결속시키는 셀 홀더와의 충격이나 이웃한 배터리 셀과의 충격에 의한 배터리 셀의 손상이 방지될 수 있는 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 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 팩의 형태로 사용되기도 한다.
본 발명의 일 실시형태는, 다수의 배터리 셀을 구조적으로 결속시키는 셀 홀더와의 충격이나 이웃한 배터리 셀과의 충격에 의한 배터리 셀의 손상이 방지될 수 있는 배터리 팩을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,
전극 탭을 포함하는 배터리 셀;
상기 전극 탭이 관통하도록 끼워지는 셀 홀더; 및
상기 셀 홀더로부터 배터리 셀을 향하여 돌출된 것으로, 상기 전극 탭이 인출되는 배터리 셀의 테라스를 지지하는 지지 리브;를 포함한다.
예를 들어, 상기 지지 리브는 상기 배터리 셀의 테라스에 접촉된다.
예를 들어, 상기 지지 리브는 상기 배터리 셀의 테라스와 나란한 방향으로 연장된다.
예를 들어, 상기 배터리 셀은 다수의 배터리 셀들을 포함하고,
상기 셀 홀더는, 상기 배터리 셀들을 가로질러 연장된다.
예를 들어, 상기 셀 홀더는, 상기 지지 리브를 개재하여 상기 배터리 셀들의 테라스를 가로질러 연장된다.
예를 들어, 상기 지지 리브는 배터리 셀의 배열 방향을 따라 배열된 다수의 지지 리브들을 포함한다.
예를 들어, 적어도 하나의 지지 리브는 이웃한 배터리 셀의 테라스를 함께 지지한다.
예를 들어, 상기 배열 방향을 따라 중간에 배치된 지지 리브는, 이웃한 배터리 셀의 테라스를 함께 지지하도록 넓은 폭으로 형성되고,
상기 배열 방향을 따라 양편 끝에 배치된 지지 리브는, 단일 배터리 셀의 테라스를 지지하도록 좁은 폭으로 형성된다.
예를 들어, 상기 지지 리브는 상기 셀 홀더로부터 일체적으로 형성된다.
예를 들어, 상기 셀 홀더에는, 상기 배터리 셀의 개수를 배가시키기 위하여 또 다른 셀 홀더와의 연결을 위한 확장 연결부가 형성된다.
예를 들어, 상기 확장 연결부는, 상기 셀 홀더의 장변부를 따라 양편으로 쌍을 이루어 형성된다.
예를 들어, 상기 확장 연결부는 셀 홀더로부터 돌출 형성된다.
예를 들어, 상기 확장 연결부는 돌기 또는 홀 중의 적어도 어느 하나를 포함한다.
예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 셀 홀더 상에서 상기 전극 탭과 연결되는 연결 탭을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 배터리 셀은 유연성 외장재로 포장된 파우치 형 배터리로 마련된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 다수의 배터리 셀을 구조적으로 결속시키는 셀 홀더와의 충격이나 이웃한 배터리 셀과의 충격에 의한 배터리 셀의 손상이 방지될 수 있는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 셀 홀더와 배터리 셀 간의 이격을 확보하기 위한 지지 리브가 셀 홀더에 일체적으로 형성됨으로써, 폼 테이프와 같은 별도의 부품이나 추가적인 공수가 요구되지 않는다. 또한, 균일하게 형성된 지지 리브를 통하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 팩이 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 배터리 셀의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에는 셀 홀더의 지지 리브를 설명하기 위한 도면으로, 각각 셀 홀더의 측면을 보여주는 평면도와 셀 홀더의 하부를 보여주는 사시도가 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 배터리 팩이 도시되어 있다.
도 7에는 도 6에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 배터리 팩이 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 배터리 셀의 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 3에는 도 1에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 적어도 둘 이상 다수의 배터리 셀(C)과, 상기 배터리 셀(C)이 조립되는 셀 홀더(110)를 포함한다. 배터리 셀(C)은 예컨대, 리튬-이온 배터리를 포함할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 배터리 셀(C)은 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극판(미도시) 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(미도시)가 적층된 전극 집전체(미도시)를 포함하며, 고출력, 고용량의 배터리 셀(C)을 제공하기 위하여 복수의 제1, 제2 전극판 및 세퍼레이터가 적층될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 배터리 셀(C)은 상기 전극 집전체(미도시)를 밀봉하는 외장재(13)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(C)은 금속 캔에 비해 유연한 유연성 외장재(13)를 포함하는 파우치 형 배터리로 마련될 수 있다. 상기 배터리 셀(C)은 상기 전극 집전체(미도시)와 전기적으로 연결되며, 상기 외장재(13) 외부로 연장된 전극 탭(10)을 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(C)은 제1, 제2 전극판(미도시)과 각각 전기적으로 연결되어 서로 다른 극성을 갖는 제1, 제2 전극 탭(11,12)을 포함할 수 있다. 본 명세서를 통하여, 전극 탭(10)이란 상기 제1, 제2 전극 탭(11,12) 중의 어느 하나의 전극 탭을 의미하거나, 또는 상기 제1, 제2 전극 탭(11,12)을 총괄적으로 의미할 수도 있다. 한편, 도면번호 15는 전극 탭(10)이 인출되는 배터리 셀(C)의 테라스를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 배터리 셀(C)은 셀 홀더(110)에 조립된다. 보다 구체적으로, 상기 배터리 셀(C)은 리드 탭(10)이 셀 홀더(110)의 상면으로 노출되도록 셀 홀더(110)에 조립될 수 있다. 상기 셀 홀더(110)는 다수의 배터리 셀(C)을 지지해주는 기능을 하며, 다수의 배터리 셀(C)은 상기 셀 홀더(110)에 끼워 조립됨으로써 정 위치를 유지하게 된다. 상기 셀 홀더(110)는 다수의 배터리 셀(C)을 하나의 모듈 단위로 구조적으로 묶어 결속시킬 수 있다.
상기 셀 홀더(110)에는 다수의 배터리 셀(C)에 대응하여 다수의 탭 홀(110)이 형성될 수 있다. 상기 탭 홀(110`)에는 각각의 배터리 셀(C)로부터 연장되는 전극 탭(10)이 노출되도록 끼워질 수 있다. 상기 탭 홀(110`)은 각각의 배터리 셀(C)로부터 연장되는 제1, 제2 전극 탭(11,12)이 끼워지는 탭 홀(110`)이 쌍을 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 배터리 셀(C)로부터 연장되는 제1, 제2 전극 탭(11,12)이, 탭 홀(110`)에 끼워진 후에, 서로 반대되는 전후 방향으로 절곡되어 전후 방향으로 배열된 이웃한 또 다른 배터리 셀(C)과 전기적인 연결을 형성할 수 있다.
전후 방향으로 이웃하게 배열된 배터리 셀(C)은 제1, 제2 전극 탭(11,12) 상으로 겹쳐지게 배치되는 연결 탭(120)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 전후 방향으로 배열된 일 열의 배터리 셀(C)은 셀 홀더(110)에 의해 구조적으로 모듈화되며, 연결 탭(120)의 접속에 의해 서로 전기적으로 모듈화될 수 있다.
상기 연결 탭(120)은 탭 홀(110`)을 통하여 셀 홀더(110) 상으로 연장된 전극 탭(10) 위로 겹쳐지게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 연결 탭(120)은 전극 탭(10) 상에 결합될 수 있는데, 예를 들어, 상기 전극 탭(10)에 용접될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 연결 탭(120)은 전극 탭(10)을 사이에 개재하고 전극 탭(10)의 상하 양편으로 배치된 한 쌍의 제1, 제2 연결 탭(121,122)을 포함할 수 있다. 이렇게 연결 탭(120)이 전극 탭(10)을 샌드위치 방식으로 가운데 끼우고, 전극 탭(10)의 상하 양면으로 배치됨으로써, 전극 탭(10)과 연결 탭(120) 간의 전기적인 연결이 보다 원활하게 이루어질 수 있다. 즉, 상기 연결 탭(120)과 전극 탭 (10)간의 전기적인 결합 면적이 증대되는 것은 물론이고, 상기 연결 탭(120)과 전극 탭(10) 간의 결합 강도가 향상될 수 있다.
예를 들어, 배터리 셀(C)로부터 인출되는 전극 탭(10)은, 셀 홀더(110) 및 제1 연결 탭(121)의 탭 홀(110`,121`)을 관통하여 제1 연결 탭(121)의 상면으로 노출되며, 전극 탭(10)이 노출된 제1 연결 탭(121) 상으로 제2 연결 탭(122)이 겹쳐지게 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에는 셀 홀더(110)의 지지 리브(115)를 설명하기 위한 도면으로, 각각 셀 홀더(110)의 측면을 보여주는 평면도와 셀 홀더(110)의 하부를 보여주는 사시도가 도시되어 있다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 셀 홀더(110)는, 배터리 셀(C)을 향하여 돌출된 지지 리브(115)를 포함할 수 있다. 상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)을 향하여 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 일부를 지지해주기 위한 것으로, 예를 들어, 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지해주기 위한 것이다. 예를 들어, 셀 홀더(110)의 하부로부터 배터리 셀(C)을 조립할 때, 배터리 셀(C)의 테라스(15)가 셀 홀더(110) 하면에 충격되어 손상되지 않도록 하고, 셀 홀더(110)로부터 적정 이격을 확보하여 전극 탭(10)의 용접에 의한 손상을 방지할 수 있다. 즉, 상기 셀 홀더(110)로부터 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 향하여 돌출 형성된 지지 리브(115)를 형성함으로써, 배터리 셀(C)의 조립 높이를 규제하여 셀 홀더(110)로부터 적정 거리를 유지하고, 이에 따라 셀 홀더(110)의 충격에 의한 손상이나 전극 탭(10)의 용접시 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 셀 홀더(110)의 하부로부터 상부를 향하여 배터리 셀(C)을 조립하면서 배터리 셀(C)이 더 이상 올라오지 않는 위치까지 당겨서 조립하면 배터리 셀(C)의 조립 높이가 결정될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(C)의 테라스(15)는 셀 홀더(110)의 지지 리브(115)와 맞닿고 지지 리브(115)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지해줌으로써, 배터리 셀(C)이 전극 탭(10)을 중심으로 유동하면서 셀 홀더(110)에 충돌하거나, 서로 이웃한 배터리 셀(C)의 충돌, 예를 들어, 전극 탭(10)들 간의 충돌에 의한 변형이나 손상을 방지할 수 있다. 상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 테라스(15)에 직접 접촉할 수 있다. 다만, 상기 지지 리브(115)가 배터리 셀(C)의 테라스(15)에 직접 접촉하지 않더라도, 배터리 셀(C)의 유동시에 흔들림을 저지할 수 있도록 테라스(15) 근접 위치에 형성될 수도 있다.
상기 지지 리브(115)는 서로 이웃한 배터리 셀(C)의 간극을 일정하게 유지시켜줄 수 있다. 즉, 다수의 배터리 셀(C)은 셀 홀더(110)에 고정된 전극 탭(10)을 중심으로 흔들리거나 유동할 수 있다. 이때, 상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지하고 배터리 셀(C)의 유동을 억제함으로써 이웃한 배터리 셀(C)의 간극을 일정하게 유지시켜줄 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 셀(C)은 금속 캔에 비해 상대적으로 취약한 유연성 외장재(13)를 포함하는 파우치 형 배터리로 마련될 수 있는데, 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지해주는 지지 리브(115)를 통하여 배터리 셀(C)의 보호를 강화할 수 있다.
도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 테라스(15) 연장 방향을 따라 연장되는 띠 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 다수의 배터리 셀(C)에 대응하여 다수의 지지 리브(115)가 형성될 수 있다.
도 4에서 볼 수 있듯이, 각각의 지지 리브(115)는 이웃한 두 개의 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 함께 지지해줄 수 있다. 예를 들어, 각각의 지지 리브(115)는 이웃한 배터리 셀(C)의 테라스(15)에 함께 접촉될 수 있다. 예를 들어, 전후 방향으로 배열되는 배터리 셀(C)의 배열에서, 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(C)에서는 이들의 테라스(15)가 서로 연결될 수 있고, 이때, 하나의 지지 리브(115)는 서로 이웃한 두 개의 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 동시에 지지할 수 있다. 즉, 하나의 지지 리브(115)는 서로 이웃한 테라스(15)를 지지하여 셀 홀더(110)로부터 적정의 이격 거리를 유지할 수 있다. 다만, 배터리 셀(C)의 배열 방향을 따라 맨 앞과 맨 뒤의 지지 리브(115)는 각각 맨 앞과 맨 뒤에 배치된 단일 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지해줄 수 있다.
상기 지지 리브(115)는 배터리 셀(C)의 배열 방향을 따라 배열되고, 서로에 대해 이격된 다수의 지지 리브(115)들을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(C)의 배열 방향을 따라 중간에 형성된 지지 리브(115)는 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지하기 위해 상대적으로 넓은 폭(W)으로 형성되고, 맨 앞과 맨 뒤에 형성된 지지 리브(115)는 맨 앞과 맨 뒤의 단일 배터리 셀(C)의 테라스(15)만을 지지하므로, 상대적으로 좁은 폭(W)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 셀 홀더(110)는 지지 리브(115)를 개재하여 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 가로질러 연장될 수 있다. 즉, 상기 셀 홀더(110)는 지지 리브(115)를 통하여 배터리 셀(C)과의 이격을 유지할 수 있고, 배터리 셀(C)은 셀 홀더(110)와의 이격을 통하여 물리적인 손상으로부터 보호될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 배터리 셀(C)의 일부를 지지해주는 지지 리브(115)는 셀 홀더(110)와 함께 일체적으로 형성된다. 본 발명과 대비되는 비교예에서는, 배터리 셀(C)의 테라스(15)와 셀 홀더(110) 사이에 별도의 폼 테이프(미도시)를 개재할 수 있다. 이 경우에, 추가적인 폼 테이프(미도시)의 부착이 요구되므로, 부품의 개수 증가 및 공수의 증가가 불가피하다. 또한, 다수의 배터리 셀(C)의 테라스(15)에 일일이 폼 테이프(미도시)를 부착하더라도 작업의 편차에 따라 폼 테이프(미도시)의 부착 상태에 산포가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 배터리 셀(C)의 일부를 지지해주는 지지 리브(115)를 셀 홀더(110)에 일체적으로 형성함으로써 별도의 부품이나 공수가 요구되지 않는다. 또한, 균일하게 형성된 지지 리브(115)를 통하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 배터리 팩은 배터리 셀의 개수를 배가시킴으로써 고출력 용도로 확장될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 팩은 단위 팩을 하나의 묶음으로 하여 다수의 단위 팩이 반복되도록 확장될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 배터리 팩이 도시되어 있다. 도 7에는 도 6에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 서로에 대해 결합된 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 배터리 팩은, 요구되는 출력 용량에 따라, 어느 하나의 단위 팩(N1,N2)만으로 배터리 팩을 구성하거나, 또는 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)을 결합하여 배터리 팩을 구성할 수도 있다. 후술하는 바와 같이, 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)은 실질적으로 동일한 구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 실질적으로 서로 같은 구조를 갖춘 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)이 서로 연결되어 출력 성능이 배수로 확장될 수 있다. 이때, 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)이 실질적으로 동일한 구조를 갖춤으로써, 다양한 출력의 요구에 유연하게 대처할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 낮은 출력이 요구되는 소요처에 대해서는 단일 단위 팩(N1,N2)을 갖춘 배터리 팩을 공급할 수 있고, 상대적으로 높은 출력이 요구되는 소요처에 대해서는 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)을 서로 연결시킴으로써 높은 출력의 배터리 팩을 공급할 수 있다. 이렇게 다양한 출력의 수요에 능동적으로 대처하면서도 실질적으로 동일한 구조의 단위 팩(N1,N2)을 통하여 생산 효율을 높일 수 있고, 각각의 출력 수요에 따른 서로 다른 구조의 배터리 팩의 생산을 위한 설계와 생산 설비 등의 중복적인 투자를 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)은 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 실질적으로 동일한 구조라는 것은, 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)이 완전히 동일한 형상을 갖지는 않지만, 대부분의 구조가 동일한 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)은, 후술하는 확장 연결부(NC)를 포함하여 몇몇 개소에서 다소 차이가 있을 수 있으나, 대부분에서 동일한 설계가 적용된다는 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 셀 홀더(210)에는 확장 연결부(NC)가 마련될 수 있다. 상기 확장 연결부(NC)는 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)을 서로 결합한다. 보다 구체적으로, 상기 확장 연결부(NC)는 셀 홀더(210)의 가장자리 또는 셀 홀더(210)의 외곽에 형성될 수 있고, 연결 대상이 되는 또 다른 단위 팩(N1,N2)의 확장 연결부(NC)와 결합을 형성한다. 예를 들어, 제1 단위 팩(N1)의 셀 홀더(210)에는 제2 단위 팩(N2)의 셀 홀더(210)와의 결합을 위한 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b)가 형성되고, 제2 단위 팩(N2)의 셀 홀더(210)에는 제1 단위 팩(N1)의 셀 홀더(210)와의 결합을 위한 제1, 제2 확장 연결부(N2a,N2b)가 형성되는 것이다. 예시된 도면에서는 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)에 속한 셀 홀더(210)에 같은 도면번호가 부여되고 있으나, 제1 단위 팩(N1)에 속한 셀 홀더(210)는, 제2 단위 팩(N2)에 속한 셀 홀더(210)와 결합을 형성하며, 서로 다른 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)에 속한 셀 홀더(210)는 확장 연결부(NC)를 통하여 서로 결합된다.
예를 들어, 상기 확장 연결부(NC)는 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)는 셀 홀더(210)의 장변부(210L)를 따라 좌우 방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 홀더(210, 제1 단위 팩 N1 또는 제2 단위 팩 N2에 각각 속한 셀 홀더 210)를 서로에 대해 나란한 장변부(210L)의 쌍과 서로에 대해 나란한 단변부(210S) 쌍을 포함하는 대략 장방형으로 형성된다고 할 때, 상기 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)는 셀 홀더(210)의 장변부(210L)를 따라 양편으로 쌍을 이루어 형성될 수 있다. 이렇게 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)가 상대적으로 길게 연장된 셀 홀더(210)의 장변부(210L)를 따라 쌍으로 형성됨으로써, 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)를 통한 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)의 결합 강도가 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)는 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 단위 팩(N1)은, 홀 형태의 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b)의 쌍을 포함할 수 있고, 상기 제2 단위 팩(N2)은, 돌기 형태의 제1, 제2 확장 연결부(N2a,N2b)의 쌍을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)은 서로 다른 형태의 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)를 포함하여 서로 다른 형태를 가질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 단위 팩(N1,N2) 각각은 돌기 및 홀 형태의 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)의 쌍을 포함하고, 실질적으로 서로 같은 형태로 형성되되, 제1, 제2 단위 팩(N1,N2)이 좌우로 반전된 상태에서, 제1, 제2 확장 연결부(N1a,N1b,N2a,N2b)가 서로에 대해 결합될 수 있다.
상기 확장 연결부(NC)는 홀 또는 돌기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 대상이 되는 제1 단위 팩(N1)의 확장 연결부(N1a,N1b)는 홀을 포함할 수 있고, 또 다른 제2 단위 팩(N2)의 확장 연결부(N2a,N2b)는 돌기를 포함할 수 있다.
이때 상기 제1, 제2 단위 팩(N1,N2) 중에서 적어도 어느 하나의 단위 팩(N1,N2)의 확장 연결부(NC), 예를 들어, 제1 단위 팩(N1)의 확장 연결부(N1a,N1b)는 셀 홀더(210)로부터 외부로 돌출되도록 형성됨으로써 연결 대상이 되는 제2 단위 팩(N2)의 확장 연결부(N2a,N2b)와 결합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 서로 이웃한 단위 팩(N1,N2)들 간의 결합에 있어서, 제1 단위 팩(N1)의 확장 연결부(N1a,N1b)는 제2 단위 팩(N2)의 확장 연결부(N2a,N2b)와 결합될 수 있다.
비교적 작은 사이즈의 단위 팩(N1,N2)을 서로 결합하여 요구되는 고출력의 배터리 팩을 형성하는 방식에서는, 직접 고출력의 배터리 팩을 형성하는 방식과 비교할 때, 제조 공정의 편이성이 향상되는 측면이 있다. 즉, 고출력을 위해 요구되는 많은 개수의 배터리 셀(C)을 조립하는 작업, 그러니까, 각각의 탭 홀에 전극 탭(10)을 끼워넣는 작업은 배터리 셀(C)의 개수가 증가함에 따라 그만큼 정렬 및 조립의 어려움이 가중된다. 셀 홀더(210)와의 정렬 및 조립의 편이성이 어느 정도 확보될 수 있는 적정 개수의 배터리 셀(C)로 제한하고 제한된 개수의 배터리 셀(C)을 하나의 단위 팩(N1,N2)으로 형성하면, 그만큼 정렬 및 조립의 오차가 줄어들 수 있고, 엄격하지 않은 어느 정도의 완화된 공정 관리를 통해서도 양품의 배터리 팩이 제공될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 셀 홀더(210)에는 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지하기 위하여 셀 홀더(210)의 하방으로 돌출된 지지 리브(215)가 형성될 수 있다. 상기 지지 리브(215)는 배터리 셀(C)의 테라스(15)에 직접 접촉할 수 있다. 셀 홀더(210)의 전후 양단에 배치된 지지 리브(215)는 단일 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 지지해줄 수 있고, 가운데 배치된 지지 리브(15)는 서로 이웃한 한 쌍의 배터리 셀(C)의 테라스(15)를 함께 지지해줄 수 있다. 이를 위해, 상기 배터리 셀(C)의 배열 방향으로 양단의 지지 리브(115)는 상대적으로 좁은 폭으로 형성되고, 가운데 배치된 지지 리브(115)는 상대적으로 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
한편, 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하기 위한 연결 탭(220)은 제1, 제2 연결 탭(221,222)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 연결 탭(221,222)은 배터리 셀(C)의 전극 탭(10)을 샌드위치 방식으로 가운데 끼우고 상하 양편으로 배치될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10,11,12: 전극 탭 13: 외장재
15: 테라스 110,210: 셀 홀더
110`,121`: 탭 홀 115,215: 지지 리브
120,121,122,220,221,222: 연결 탭
C: 배터리 셀 W: 지지 리브의 폭
N1: 제1 단위 팩 N2: 제2 단위 팩
NC,N1a,N1b,N2a,N2b: 확장 연결부

Claims (15)

  1. 전극 탭을 포함하는 배터리 셀;
    상기 전극 탭이 관통하도록 끼워지는 셀 홀더; 및
    상기 셀 홀더로부터 배터리 셀을 향하여 돌출된 것으로, 상기 전극 탭이 인출되는 배터리 셀의 테라스를 지지하는 지지 리브;를 포함하며,
    상기 배터리 셀은 전극 조립체와 전극 조립체를 밀봉하는 외장재를 포함하고,
    상기 지지 리브는 배터리 셀의 배열 방향을 따라 배열된 적어도 하나의 지지 리브를 포함하며,
    적어도 하나의 지지 리브는 서로 이웃한 배터리 셀의 테라스에 함께 접촉되고,
    상기 이웃한 배터리 셀의 외장재는 적어도 하나의 지지 리브를 함께 둘러싸도록 연장되는 날개를 포함하는 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 리브는 상기 배터리 셀의 테라스와 나란한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 다수의 배터리 셀들을 포함하고,
    상기 셀 홀더는, 상기 배터리 셀들을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 셀 홀더는, 상기 지지 리브를 개재하여 상기 배터리 셀들의 테라스를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지 리브는 배터리 셀의 배열 방향을 따라 배열된 다수의 지지 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배열 방향을 따라 중간에 배치된 지지 리브는, 이웃한 배터리 셀의 테라스를 함께 지지하도록 넓은 폭으로 형성되고,
    상기 배열 방향을 따라 양편 끝에 배치된 지지 리브는, 단일 배터리 셀의 테라스를 지지하도록 좁은 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지 리브는 상기 셀 홀더로부터 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 셀 홀더에는, 상기 배터리 셀의 개수를 배가시키기 위하여 또 다른 셀 홀더와의 연결을 위한 확장 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 확장 연결부는, 상기 셀 홀더의 장변부를 따라 양편으로 쌍을 이루어 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 확장 연결부는 셀 홀더로부터 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 확장 연결부는 돌기 또는 홀 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 셀 홀더 상에서 상기 전극 탭과 연결되는 연결 탭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 유연성 외장재로 포장된 파우치 형 배터리인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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