KR102619723B1 - 전지 팩 - Google Patents

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Abstract

전지 팩은, 제1 방향을 따라 나란히 위치하는 복수의 단위 전지와, 복수의 단위 전지의 양측에 부착되어 제1 방향을 따라 복수의 단위 전지를 전기적 및 물리적으로 연결하는 한 쌍의 연결 부재를 포함한다. 한 쌍의 연결 부재 각각은 복수의 단위 전지 각각에 부착되는 복수의 전지 고정부와, 복수의 전지 고정부 사이에 위치하고 적어도 일부가 복수의 단위 전지와 비접촉 상태이며 외력에 의해 휘어지는 적어도 하나의 변형부를 포함한다.

Description

전지 팩 {BATTERY PACK}
본 발명은 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 단위 전지를 연결하는 연결 구조에 관한 것이다.
통신 기술과 무선 인터넷의 발달로 스마트폰, 태블릿 피씨(table PC), 스마트 워치(smart watch)와 같은 휴대용 전자 기기의 사용이 늘고 있다. 휴대용 전자 기기는 충전과 방전이 가능한 이차 전지를 전원으로 사용하며, 복수의 이차 전지가 조합된 전지 팩이 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되는 경우 고출력을 제공할 수 있다.
최근의 휴대용 전자 기기는 기존의 단단한 형태에서 탈피하여 휘어지거나 접히는 등 유연한 형태로 발전하고 있다.
본 발명은 휘어지거나 접히는 등 유연한 형태의 휴대용 전자 기기에 적용될 수 있는 전지 팩을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 제1 방향을 따라 나란히 위치하는 복수의 단위 전지와, 복수의 단위 전지의 양측에 부착되어 제1 방향을 따라 복수의 단위 전지를 전기적 및 물리적으로 연결하는 한 쌍의 연결 부재를 포함한다. 한 쌍의 연결 부재 각각은 복수의 단위 전지 각각에 부착되는 복수의 전지 고정부와, 복수의 전지 고정부 사이에 위치하고 적어도 일부가 복수의 단위 전지와 비접촉 상태이며 외력에 의해 휘어지는 적어도 하나의 변형부를 포함한다.
한 쌍의 연결 부재 각각은 금속 배선과, 금속 배선을 둘러싸는 제1 절연 필름 및 제2 절연 필름을 포함할 수 있으며, 굴곡성을 가질 수 있다. 금속 배선과 제1 및 제2 절연 필름은 한 쌍의 연결 부재 각각의 길이 방향을 따라 일정한 폭으로 확장될 수 있다.
복수의 전지 고정부 각각에서, 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나의 절연 필름에 개구부가 형성되어 금속 배선의 일부를 노출시킬 수 있고, 노출된 금속 배선의 일부는 단위 전지와 통전되면서 단위 전지에 고정될 수 있다. 노출된 금속 배선 일부와 단위 전지 사이에 이방성 도전 필름이 위치할 수 있다.
복수의 단위 전지 각각은 상면과 하면 및 복수의 측면을 포함할 수 있다. 복수의 단위 전지는 상면이 같은 측에 위치할 수 있고, 하면이 같은 측에 위치할 수 있으며, 측면끼리 이웃하게 배열될 수 있다.
복수의 전지 고정부는 복수의 단위 전지의 상면들 또는 하면들과 접할 수 있고, 적어도 하나의 변형부는 복수의 전지 고정부로부터 절곡되어 복수의 단위 전지의 측면들과 접할 수 있다.
복수의 측면은 평평한 제1 측면과 곡률을 가지는 제2 측면을 포함할 수 있고, 복수의 단위 전지는 제2 측면끼리 이웃하게 배열될 수 있다. 적어도 하나의 변형부는 제2 측면들과 이격된 이격부를 포함할 수 있다.
한 쌍의 연결 부재 각각은, 복수의 전지 고정부 중 어느 한 전지 고정부의 일측에 연결되며 전지 고정부로부터 절곡된 단자부를 포함할 수 있고, 단자부는 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은 복수의 단위 전지와 제1 연결 부재 및 제2 연결 부재를 포함한다. 복수의 단위 전지는 측면끼리 서로 이웃하도록 제1 방향을 따라 배열되고, 상부에 형성된 전극 단자와 하부에 형성된 케이스 바닥을 포함한다. 제1 연결 부재는, 복수의 단위 전지의 상부에 고정되면서 전극 단자와 전기적으로 연결된 복수의 제1 전지 고정부를 포함한다. 제2 연결 부재는, 복수의 단위 전지의 하부에 고정되면서 케이스 바닥과 전기적으로 연결된 복수의 제2 전지 고정부를 포함한다. 제1 및 제2 연결 부재 각각은 제1 및 제2 변형부를 포함한다. 제1 및 제2 변형부 각각은 복수의 제1 및 제2 전지 고정부로부터 절곡되어 복수의 단위 전지의 측면과 접하며, 적어도 일부가 복수의 단위 전지와 비접촉 상태이다. 제1 및 제2 변형부의 휘어짐에 의해 복수의 단위 전지 사이의 각도가 변한다.
복수의 단위 전지 각각은 평평한 두 개의 제1 측면과, 곡률을 가지는 두 개의 제2 측면을 포함할 수 있고, 복수의 단위 전지는 제2 측면끼리 이웃하도록 배열될 수 있다.
제1 및 제2 변형부 각각은, 제1 및 제2 전지 고정부와 연결되며 제1 측면과 접하는 접촉부와, 제2 측면과 이격되며 휘어짐이 일어나는 이격부를 각각 포함할 수 있다.
제1 및 제2 연결 부재 각각은 금속 배선과, 금속 배선을 둘러싸는 제1 절연 필름 및 제2 절연 필름을 포함할 수 있다. 복수의 제1 및 제2 전지 고정부 각각에서 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나에 개구부가 형성되어 금속 배선의 일부를 노출시킬 수 있으며, 노출된 금속 배선의 일부는 이방성 도전 필름에 의해 전극 단자 또는 케이스의 바닥과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 연결 부재 각각은, 복수의 제1 및 제2 전지 고정부 중 어느 하나의 제1 및 제2 전지 고정부의 일측에 연결되면서 복수의 단위 전지 중 어느 한 단위 전지의 측면과 나란한 제1 및 제2 단자부를 더 포함할 수 있다.
전지 팩은 어느 한 단위 전지의 측면과 제1 및 제2 단자부 사이에 위치하는 지지체를 더 포함할 수 있다. 지지체는 어느 한 단위 전지의 측면을 향한 내측에 제1 오목홈을 형성할 수 있고, 외측에 직사각 모양의 제2 오목홈을 형성할 수 있으며, 제1 및 제2 단자부는 제2 오목홈에 수용될 수 있다.
전지 팩은, 제1 및 제2 단자부의 외측에 위치하며 제1 및 제2 단자부와 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 단자부 각각에서 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나에 개구부가 형성되어 금속 배선의 일부를 노출시킬 수 있고, 노출된 금속 배선의 일부는 이방성 도전 필름에 의해 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.
전지 팩은, 제1 및 제2 연결 부재를 복수의 단위 전지에 고정시키는 제1 접착 테이프와, 보호 회로 모듈을 어느 한 단위 전지에 고정시키는 제2 접착 테이프를 더 포함할 수 있다.
전지 팩은 유연한 소재의 제1 및 제2 연결 부재를 이용하여 복수의 단위 전지를 전기적 및 물리적으로 연결한다. 이때 변형부의 휘어짐에 의해 단위 전지들 사이의 각도를 변화시키거나 단위 전지들을 서로 마주하게 하는 등 여러 가지의 형태의 변형이 가능하다. 본 실시예의 전지 팩은 휘어지거나 접히는 등 유연한 형태의 전자 기기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 전지 팩 중 제1 연결 부재의 부분 절개 사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 기준으로 절개한 전지 팩의 부분 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 기준으로 절개한 전지 팩의 부분 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 전지 팩의 부분 정면도이다.
도 7은 도 2에 도시한 전지 팩 중 단자부와 보호 회로 모듈의 결합 상태 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시한 전지 팩의 첫 번째 변형 예시를 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 1에 도시한 전지 팩의 두 번째 변형 예시를 나타낸 정면도이다.
도 10과 도 11은 세 개의 단위 전지로 구성된 전지 팩의 변형 예시를 나타낸 정면도들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 전지 팩(100)은 제1 방향(x 방향)을 따라 나란히 위치하는 복수의 단위 전지(10)와, 제1 방향(x 방향)을 따라 복수의 단위 전지(10)를 전기적 및 물리적으로 연결하는 한 쌍의 연결 부재(20, 30)를 포함한다. 또한, 전지 팩(100)은 지지체(40)와 보호 회로 모듈(protective circuit module, PCM)(50) 및 접착 테이프(60)를 더 포함할 수 있다.
단위 전지(10)는 일측에 개구가 형성된 케이스(11)와, 개구를 통해 케이스(11)의 내부에 수용된 전극 조립체(도시하지 않음)와, 케이스(11)의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(12)와, 캡 플레이트(12)를 관통하여 캡 플레이트(12) 위로 돌출된 전극 단자(13)를 포함한다. 단위 전지(10)는 재충전이 가능한 이차 전지로서 리튬-이온 전지일 수 있다.
케이스(11)는 일면이 개방된 대략적인 육면체 형상으로 이루어지며, 강도를 확보하기 위해 금속성 소재로 제작된다. 예를 들어 케이스(11)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 전극 조립체가 개구를 통해 케이스(11)에 삽입된 후 개구는 캡 플레이트(12)에 의해 밀봉된다. 캡 플레이트(12)는 케이스(11)와 같은 소재로 제작될 수 있고, 레이저 용접으로 케이스(11)에 고정될 수 있다.
전극 조립체는 제1 전극판과 제2 전극판 및 이들 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함한다. 제1 전극판과 제2 전극판 중 어느 하나는 양극판이고 다른 하나는 음극판이다. 전극 조립체는 제1 전극판과 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤 형태가 되도록 권취하는 등의 방법으로 제작될 수 있다.
전극 단자(13)는 개스킷 등의 절연 부재에 의해 캡 플레이트(12)와 절연된다. 전극 조립체의 제1 전극판은 케이스(11) 및 캡 플레이트(12)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극판은 전극 단자(13)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 케이스(11)와 캡 플레이트(12)는 양극의 극성을 가질 수 있고, 전극 단자(13)는 음극의 극성을 가질 수 있다.
각 단위 전지(10)는 상면과 하면 및 네 개의 측면을 포함한다. 상면은 캡 플레이트(12)와 전극 단자(13)가 위치하는 면일 수 있고, 하면은 케이스(11)의 바닥(11a)(도 5 참조)이 위치하는 면일 수 있다. 즉, 전극 단자(13)는 단위 전지(10)의 상부에 형성될 수 있고, 케이스(11)의 바닥(11a)은 단위 전지(10)의 하부에 형성될 수 있다.
전극 조립체의 젤리롤 형태에 대응하여, 단위 전지(10)의 네 측면은 평탄한 두 개의 제1 측면(14a, 14b)(14b는 도 4 참조)과, 소정의 곡률을 가지는 두 개의 제2 측면(15a, 15b)으로 구분될 수 있다.
복수의 단위 전지(10)는 제1 방향(x 방향)을 따라 나란히 위치하는데, 구체적으로 케이스(11)의 바닥(11a)끼리 같은 측에 위치하고, 전극 단자(13)끼리 같은 측에 위치하도록 배열된다. 또한, 복수의 단위 전지(10)는 제2 측면(15a, 15b)끼리 이웃하도록 배열된다.
한 쌍의 연결 부재(20, 30)는 복수의 단위 전지(10)의 양측에 부착되어 제1 방향(x 방향)을 따라 복수의 단위 전지(10)를 전기적 및 물리적으로 연결한다. 한 쌍의 연결 부재(20, 30)는 복수의 단위 전지(10)의 상부에 고정되는 제1 연결 부재(20)와, 복수의 단위 전지(10)의 하부에 고정되는 제2 연결 부재(30)를 포함한다.
도 3은 도 1에 도시한 전지 팩 중 제1 연결 부재의 부분 절개 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각은 단면 형상을 기준으로 제1 절연 필름(71)과 제2 절연 필름(72) 사이에 금속 배선(73)이 삽입된 구조로 이루어진다.
제1 및 제2 절연 필름(71, 72)과 그 사이의 금속 배선(73) 각각은 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)의 길이 방향을 따라 일정한 폭으로 확장된(길게 뻗은) 형태를 가진다. 제1 및 제2 절연 필름(71, 72)은 폴리이미드 필름일 수 있고, 금속 배선(73)은 동박일 수 있다. 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)는 우수한 굴곡성을 가진다.
제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각은 외형을 기준으로 복수의 전지 고정부(21, 31)와 적어도 하나의 변형부(22, 32) 및 하나의 단자부(23, 33)를 포함한다. 변형부(22, 32)는 이웃한 두 개의 전지 고정부(21, 31) 사이에 위치하고, 단자부(23, 33)는 어느 한 전지 고정부(21, 31)의 일측에 위치한다.
전지 팩(100)이 두 개의 단위 전지(10)를 포함하는 경우, 제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각은 두 개의 전지 고정부(21, 31)와 하나의 변형부(22, 32) 및 하나의 단자부(23, 33)를 포함한다. 제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각에서 길이 방향을 따라 전지 고정부(21, 31), 변형부(22, 32), 전지 고정부(21, 31), 및 단자부(23, 33)가 순서대로 위치한다.
제1 연결 부재(20)에서 복수의 전지 고정부(21)는 전극 단자(13)와 통전되면서 단위 전지들(10)의 상면에 고정된다. 제2 연결 부재(30)에서 복수의 전지 고정부(31)는 케이스(11)의 바닥(11a)과 통전되면서 단위 전지들(10)의 하면에 고정된다. 전지 고정부(21, 31)는 이방성 도전 필름에 의해 전극 단자(13) 또는 케이스(11)의 바닥(11a)과 통전되면서 전극 단자(13) 또는 케이스(11)의 바닥(11a)에 일체로 고정될 수 있다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 기준으로 절개한 전지 팩의 부분 단면도이다.
도 4를 참고하면, 제1 연결 부재(20)의 전지 고정부(21)에서, 단위 전지(10)와 마주하는 제1 절연 필름(71)에 개구부(71a)가 형성되어 금속 배선(73)의 일부를 노출시킨다. 제1 절연 필름(71)의 개구부(71a)는 전극 단자(13)와 마주하는 위치에 형성되며, 개구부(71a)에 의해 노출된 금속 배선 부위는 제1 패드부(p1)가 된다.
전극 단자(13)와 제1 패드부(p1) 사이에 제1 이방성 도전 필름(81)이 위치할 수 있다. 제1 이방성 도전 필름(81)은 복수의 도전 볼이 분산된 접착층으로 이루어진다. 제1 연결 부재(20)의 외측에서 제1 이방성 도전 필름(81)으로 열과 압력을 가하면, 복수의 도전 볼이 전극 단자(13) 및 제1 패드부(p1)와 접촉하여 이들을 통전시키며, 제1 패드부(p1)는 접착층에 의해 전극 단자(13)에 부착된다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 기준으로 절개한 전지 팩의 부분 단면도이다.
도 5를 참고하면, 제2 연결 부재(30)의 전지 고정부(31)에서, 단위 전지(10)와 마주하는 제1 절연 필름(71)에 개구부(71b)가 형성되어 금속 배선(73)의 일부를 노출시킨다. 개구부(72b)에 의해 노출된 금속 배선(73) 부위는 제2 패드부(p2)가 된다.
케이스(11)의 바닥(11a)과 제2 패드부(p2) 사이에 제2 이방성 도전 필름(82)이 위치할 수 있다. 제2 이방성 도전 필름(82)은 복수의 도전 볼이 분산된 접착층으로 이루어진다. 제2 연결 부재(30)의 외측에서 제2 이방성 도전 필름(82)으로 열과 압력을 가하면, 복수의 도전 볼이 케이스(11)의 바닥(11a) 및 제2 패드부(p2)와 접촉하여 이들을 통전시키며, 제2 패드부(p2)는 접착층에 의해 케이스(11)의 바닥(11a)에 부착된다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 변형부(22, 32)는 이웃한 두 개의 전지 고정부(21, 31)로부터 대략 90˚로 절곡 형성되며, 단위 전지들(10)의 측면(어느 한 제1 측면(14a, 14b))과 접한다. 변형부(22, 32)는 전지 고정부(21, 31)와 달리 단위 전지(10)에 부착되지 않는다. 즉, 변형부(22, 32)는 그 양측이 두 개의 전지 고정부(21, 31)에 연결될 뿐 단위 전지(10)와는 비부착 상태를 유지한다.
도 6은 도 1에 도시한 전지 팩의 부분 정면도이다.
도 6을 참고하면, 변형부(22, 32)는 이웃한 두 개의 단위 전지(10)에 걸쳐 위치한다. 변형부(22, 32)는 전지 고정부(21, 31)와 연결되면서 단위 전지들(10)의 제1 측면들(14a)과 접하는 두 개의 접촉부(221, 321)와, 단위 전지들(10)의 제2 측면들(15a, 15b)과 이격된 이격부(222, 322)를 포함한다. 이격부(222, 322)는 두 개의 접촉부(221, 321) 사이에 위치하며, 제2 측면들(15a, 15b) 위로 떠 있다.
이와 같이 변형부(22, 32)의 일부(이격부)(222, 322)는 단위 전지들(10)과 비접촉 상태를 유지하며, 실질적으로 이격부(222, 322)가 외력에 의해 휘어지면서 전지 팩(100)의 변형을 가능하게 한다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 제1 연결 부재(20)의 변형부(22)와 제2 연결 부재(30)의 변형부(32)는 같은 측에 위치하고, 제1 방향(x 방향)과 교차하는 제2 방향(y 방향)을 따라 서로 마주한다.
제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각에서, 단자부(23, 33)는 어느 한 전지 고정부(21, 31)의 일측에서 대략 90˚로 절곡되어 어느 한 단위 전지(10)의 제2 측면(15b)과 나란하게 위치한다. 제1 연결 부재(20)의 단자부(23)와 제2 연결 부재(30)의 단자부(33)는 어느 한 단위 전지(10)의 제2 측면(15b)에서 서로간 거리를 두고 위치한다.
이때 지지체(40)가 어느 한 단위 전지(10)의 제2 측면(15b)과 단자부들(23, 33) 사이에 위치하여 단위 전지(10)의 제2 측면(15b) 외측에 평탄면을 제공한다. 지지체(40)는 단위 전지(10)의 제2 측면(15b)과 나란한 대략적인 막대 형상으로서, 제2 측면(15b)과 마주하는 일측에 제2 측면(15b)과 같은 곡률의 제1 오목홈(41)을 형성하고, 그 반대측(외측)에 직사각 모양의 제2 오목홈(42)을 형성한다.
따라서 지지체(40)는 어느 한 단위 전지(10)의 제2 측면(15b) 바깥에 밀착되며, 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)의 단자부들(23, 33)은 지지체(40)의 제2 오목홈(42)에 수용된다. 보호 회로 모듈(50)은 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)의 단자부들(23, 33) 외측에 위치하며, 단자부들(23, 33)과 전기적으로 연결된다.
도 7은 도 2에 도시한 전지 팩 중 단자부와 보호 회로 모듈의 결합 상태 단면도이다.
도 2와 도 7을 참고하면, 보호 회로 모듈(50)은 단자부들(23, 33)과 전기적으로 연결되어 단위 전지들(10)의 충방전을 제어하며, 과충전, 과방전, 또는 과전류로 인해 발생하는 전지 팩(100)의 과열과 폭발을 방지하는 기능을 한다.
보호 회로 모듈(50)은 회로 기판(51)과, 회로 기판(51)에 실장된 보호 소자(52)와, 회로 기판(51)의 내면에 형성된 제1 및 제2 내부 단자(53, 54)와, 회로 기판(51)의 외면에 형성된 외부 단자(55)를 포함할 수 있다.
회로 기판(51)은 어느 한 단위 전지(10)의 제2 측면(15b)과 나란하게 위치한다. 보호 소자(52)는 저항 및 콘덴서와 같은 수동 소자 또는 전계트랜지스터와 같은 능동 소자일 수 있으며, 회로 기판(51)의 내면에 실장될 수 있다. 제1 내부 단자(53)는 제1 연결 부재(20)의 단자부(23)와 통전되고, 제2 내부 단자(54)는 제2 연결 부재(30)의 단자부(33)와 통전된다. 제1 및 제2 내부 단자(53, 54)와 외부 단자(55)는 보호 소자(52)와 전기적으로 연결된다.
제1 연결 부재(20)의 단자부(23)에서, 보호 회로 모듈(50)과 마주하는 제2 절연 필름(72)에 개구부(72a)가 형성되어 금속 배선(73)의 일부를 노출시킨다. 제2 절연 필름(72)의 개구부(72a)는 제1 내부 단자(53)와 마주하는 위치에 형성되며, 개구부(72a)에 의해 노출된 금속 배선(73) 부위는 제3 패드부(p3)가 된다.
제2 연결 부재(30)의 단자부(33)에서, 보호 회로 모듈(50)과 마주하는 제2 절연 필름(72)에 개구부(72b)가 형성되어 금속 배선(73)의 일부를 노출시킨다. 제2 절연 필름(72)의 개구부(72b)는 제2 내부 단자(54)와 마주하는 위치에 형성되고, 개구부(72b)에 의해 노출된 금속 배선(73) 부위는 제4 패드부(p4)가 된다.
제1 내부 단자(53)와 제3 패드부(p3) 사이에 제3 이방성 도전 필름(83)이 위치할 수 있고, 제2 내부 단자(54)와 제4 패드부(p4) 사이에 제4 이방성 도전 필름(84)이 위치할 수 있다. 보호 회로 모듈(50)은 제3 및 제4 이방성 도전 필름(83, 84)에 의해 제3 및 제4 패드부(p3, p4)와 통전됨과 아울러 단자부들(23, 33)에 일체로 부착될 수 있다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)와 보호 회로 모듈(50)은 접착 테이프(60)에 의해 더욱 견고하게 단위 전지들(10)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지 고정부(21, 31)마다 하나의 제1 접착 테이프(61)가 제공될 수 있고, 보호 회로 모듈(50)의 외측에 제2 접착 테이프(62)가 제공될 수 있다.
제1 접착 테이프(61)는 전지 고정부(21, 31)의 일부를 덮으면서 양 끝이 단위 전지(10)의 제1 측면들(14a, 14b)에 부착되어 전지 고정부(21, 31)를 단위 전지(10)에 견고하게 부착시킨다. 제2 접착 테이프(62)는 보호 회로 모듈(50)을 덮으면서 양 끝이 단위 전지(10)의 제1 측면들(14a, 14b)에 부착되어 지지체(40)와 단자부들(23, 33) 및 보호 회로 모듈(50)을 단위 전지(10)에 견고하게 부착시킨다.
이때 제2 접착 테이프(62)에는 보호 회로 모듈(50)의 외부 단자(55)를 노출시키는 개구부가 형성된다.
전술한 구성의 전지 팩(100)은 휘어지거나 접히는 등 유연한 형태의 전자 기기와 결합되며, 전자 기기의 형태 변화에 대응하여 변형된다.
도 8은 도 1에 도시한 전지 팩의 첫 번째 변형 예시를 나타낸 정면도이다.
도 8을 참고하면, 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)의 변형부(22, 32)(구체적으로 이격부(222, 322))는 외력에 의해 휘어지며, 두 개의 단위 전지(10)는 180˚보다 작은 각도(θ)를 사이에 두고 이웃한다. 전지 팩(100)은 브이(v)자 모양으로 변형될 수 있고, 단위 전지들(10) 사이의 각도가 작을수록 이격부(222, 322)는 더욱 큰 곡률로 휘어진다.
도 9는 도 1에 도시한 전지 팩의 두 번째 변형 예시를 나타낸 정면도이다.
도 9를 참고하면, 두 개의 단위 전지(10)는 서로 마주할 수 있으며, 이때 이격부(222, 322)는 최대의 곡률로 휘어진다.
이와 같이 전지 팩(100)은 유연한 소재의 제1 및 제2 연결 부재(20, 30)를 이용하여 복수의 단위 전지(10)를 전기적 및 물리적으로 연결하며, 변형부(22, 32)의 휘어짐에 의해 단위 전지들(10) 사이의 각도를 변화시키거나 단위 전지들(10)을 서로 마주하게 하는 등 여러 가지의 형태의 변형이 가능하다.
한편, 도 1과 도 8 및 도 9에서는 두 개의 단위 전지(10)로 구성된 전지 팩(100)을 예로 들어 도시하였으나, 전지 팩(100)을 구성하는 단위 전지들(10)의 개수는 도시한 예로 한정되지 않는다. 다시 말해, 세 개 또는 그 이상의 단위 전지들이 모여 전지 팩을 구성할 수도 있다.
도 10과 도 11은 세 개의 단위 전지로 구성된 전지 팩의 변형 예시를 나타낸 정면도들이다.
도 10을 참고하면, 제1 및 제2 단위 전지(10a, 10b)는 위로 오목한 브이자 형태를 이룰 수 있고, 제2 및 제3 단위 전지(10b, 10c)는 아래로 오목한 브이자 형태를 이룰 수 있다. 도시는 생략하였으나, 제1 단위 전지(10a)는 제2 단위 전지(10b)의 일측과 마주할 수 있고, 제3 단위 전지(10c)는 제2 단위 전지(10b)의 다른 일측과 마주할 수 있다.
제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각은 세 개의 전지 고정부(21, 31)와 두 개의 변형부(22, 32) 및 하나의 단자부(도시하지 않음)를 포함하는데, 이때 제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각에서 두 개의 변형부(22, 32)는 서로 반대 측에 위치한다.
도 11을 참고하면, 제1 및 제2 단위 전지(10a, 10b)는 위로 오목한 브이자 형태를 이룰 수 있고, 제2 및 제3 단위 전지(10b, 10c) 또한 위로 오목한 브이자 형태를 이룰 수 있다. 도시는 생략하였으나, 제2 단위 전지(10b) 위로 제1 단위 전지(10a)가 중첩되고, 제1 단위 전지(10a) 위로 제3 단위 전지(10c)가 중첩될 수 있다.
제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각은 세 개의 전지 고정부(21, 31)와 두 개의 변형부(22, 32) 및 하나의 단자부(도시하지 않음)를 포함하는데, 이때 제1 및 제2 연결 부재(20, 30) 각각에서 두 개의 변형부(22, 32)는 같은 측에 위치한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 전지 팩 10: 단위 전지
11: 케이스 12: 캡 플레이트
13: 전극 단자 14a, 14b: 제1 측면
15a, 15b: 제2 측면 20: 제1 연결 부재
30: 제2 연결 부재 21, 31: 전지 고정부
22, 32: 변형부 23, 33: 단자부
40: 지지체 50: 보호 회로 모듈
60: 접착 테이프 71, 72: 제1, 제2 절연 필름
73: 금속 배선

Claims (20)

  1. 제1 방향을 따라 나란히 위치하는 복수의 단위 전지; 및
    상기 복수의 단위 전지의 양측에 부착되어 상기 제1 방향을 따라 상기 복수의 단위 전지를 전기적 및 물리적으로 연결하는 한 쌍의 연결 부재
    를 포함하며,
    상기 한 쌍의 연결 부재 각각은,
    상기 복수의 단위 전지 각각에 부착되는 복수의 전지 고정부; 및
    상기 복수의 전지 고정부 사이에 위치하고, 적어도 일부가 상기 복수의 단위 전지와 비접촉 상태이며, 상기 복수의 단위 전지가 상기 제1 방향과 나란할 때 평탄하고, 외력에 의해 휘어져 상기 복수의 단위 전지가 180°보다 작은 각도를 사이에 두고 이웃하도록 하는 적어도 하나의 변형부
    를 포함하는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연결 부재 각각은 금속 배선과, 상기 금속 배선을 둘러싸는 제1 절연 필름 및 제2 절연 필름을 포함하며, 굴곡성을 가지는 전지 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 배선과 상기 제1 및 제2 절연 필름은 상기 한 쌍의 연결 부재 각각의 길이 방향을 따라 일정한 폭으로 확장되는 전지 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 전지 고정부 각각에서, 상기 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나의 절연 필름에 개구부가 형성되어 상기 금속 배선의 일부를 노출시키며,
    노출된 상기 금속 배선의 일부는 상기 단위 전지와 통전되면서 상기 단위 전지에 고정되는 전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    노출된 상기 금속 배선 일부와 상기 단위 전지 사이에 이방성 도전 필름이 위치하는 전지 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 전지 각각은 상면과 하면 및 복수의 측면을 포함하며,
    상기 복수의 단위 전지는 상기 상면이 같은 측에 위치하고, 상기 하면이 같은 측에 위치하며, 상기 측면끼리 이웃하게 배열되는 전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전지 고정부는 상기 복수의 단위 전지의 상면들 또는 하면들과 접하고,
    상기 적어도 하나의 변형부는 상기 복수의 전지 고정부로부터 절곡되어 상기 복수의 단위 전지의 측면들과 접하는 전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 측면은 평평한 제1 측면과 곡률을 가지는 제2 측면을 포함하고,
    상기 복수의 단위 전지는 상기 제2 측면끼리 이웃하게 배열되며,
    상기 적어도 하나의 변형부는 상기 제2 측면들과 이격된 이격부를 포함하는 전지 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연결 부재 각각은, 상기 복수의 전지 고정부 중 어느 한 전지 고정부의 일측에 연결되며 상기 전지 고정부로부터 절곡된 단자부를 포함하고,
    상기 단자부는 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 전지 팩.
  10. 측면끼리 서로 이웃하도록 제1 방향을 따라 배열되고, 상부에 형성된 전극 단자와 하부에 형성된 케이스 바닥을 포함하는 복수의 단위 전지;
    상기 복수의 단위 전지의 상부에 고정되며 상기 전극 단자와 전기적으로 연결된 복수의 제1 전지 고정부를 포함하는 제1 연결 부재; 및
    상기 복수의 단위 전지의 하부에 고정되며 상기 케이스 바닥과 전기적으로 연결된 복수의 제2 전지 고정부를 포함하는 제2 연결 부재
    를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 연결 부재 각각은, 상기 복수의 제1 및 제2 전지 고정부로부터 절곡되어 상기 복수의 단위 전지의 측면과 접하며, 적어도 일부가 상기 복수의 단위 전지와 비접촉 상태인 적어도 하나의 제1 및 제2 변형부를 각각 포함하고,
    상기 제1 및 제2 변형부의 휘어짐에 의해 상기 복수의 단위 전지 사이의 각도가 변하는 전지 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 단위 전지 각각은 평평한 두 개의 제1 측면과, 곡률을 가지는 두 개의 제2 측면을 포함하며,
    상기 복수의 단위 전지는 상기 제2 측면끼리 이웃하도록 배열되는 전지 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변형부 각각은, 상기 제1 및 제2 전지 고정부와 연결되며 상기 제1 측면과 접하는 접촉부와, 상기 제2 측면과 이격되며 상기 휘어짐이 일어나는 이격부를 각각 포함하는 전지 팩.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 부재 각각은 금속 배선과, 금속 배선을 둘러싸는 제1 절연 필름 및 제2 절연 필름을 포함하는 전지 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2 전지 고정부 각각에서 상기 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나에 개구부가 형성되어 상기 금속 배선의 일부를 노출시키며,
    노출된 상기 금속 배선의 일부는 이방성 도전 필름에 의해 상기 전극 단자 또는 상기 케이스의 바닥과 전기적으로 연결되는 전지 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 부재 각각은, 상기 복수의 제1 및 제2 전지 고정부 중 어느 하나의 제1 및 제2 전지 고정부의 일측에 연결되며 상기 복수의 단위 전지 중 어느 한 단위 전지의 측면과 나란한 제1 및 제2 단자부를 더 포함하는 전지 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 어느 한 단위 전지의 측면과 상기 제1 및 제2 단자부 사이에 위치하는 지지체를 더 포함하는 전지 팩.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 지지체는 상기 어느 한 단위 전지의 측면을 향한 내측에 제1 오목홈을 형성하고, 외측에 직사각 모양의 제2 오목홈을 형성하며,
    상기 제1 및 제2 단자부는 상기 제2 오목홈에 수용되는 전지 팩.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자부의 외측에 위치하며 상기 제1 및 제2 단자부와 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈을 더 포함하는 전지 팩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자부 각각에서 상기 제1 및 제2 절연 필름 중 어느 하나에 개구부가 형성되어 상기 금속 배선의 일부를 노출시키고,
    노출된 상기 금속 배선의 일부는 이방성 도전 필름에 의해 상기 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 전지 팩.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결 부재를 상기 복수의 단위 전지에 고정시키는 제1 접착 테이프, 및
    상기 보호 회로 모듈을 상기 어느 한 단위 전지에 고정시키는 제2 접착 테이프를 더 포함하는 전지 팩.
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