KR20010015359A - 전지팩 - Google Patents

Abstract

전지팩은 편평한 발전요소(發電要素)와 그것을 밀봉하는 적어도 한 매의 외장재(外裝材)와 이러한 외장재의 봉지부(封止部)를 통해 발전요소로부터 외장재의 외부로 연장하는 양극 탭(1a) 및 음극 탭(2a)을 갖는 편평전지(B1)와, 양극 탭 및 음극 탭 접속되는 회로기판(6)과, 편평전지의 2개의 주평면(主平面)을 따라 각기 연장되는 2개의 주벽(主壁)을 갖는 수용(收容) 케이스(16)를 갖고 있다. 회로기판의 적어도 일부는 외장재의 회로기판측의 봉지부와 수용 케이스의 내면으로 획성(畵成)되는 공극부(空隙部)(8)에 배치되고, 또한 수용 케이스의 2개의 주벽의 적어도 일방은 적어도 일부가 금속판(12a, 14a)으로 되어 있다.

Description

전지팩{BATTERY PACK}

본 발명은 편평전지(扁平電池)를 수용(收容) 케이스에 수용한 소형, 경량의 전지팩에 관한 것이다.

휴대전화, 비디오 카메라 등의 각종 전자가기의 소형화, 경량화에 수반하여, 전자기기의 구동전원, 예를 들어 리튬(Li) 이온 이차전지에 대하여 고에너지-밀도화 등의 전지특성의 향상 이외에 소형화, 박형화, 경량화가 요청된다.

리튬이온 이차전지는 전해액의 누설을 방지하기 위하여 전극과 전해액을 전지통(電池岳)에 봉입하는 것으로 되어 있는데, 박형화의 요청에 부응하기 위하여 전지통의 두께를 적게할 필요가 있다. 그러나, 이러한 박형 악(岳)을 시보리 가공에 의해 수득하는 것은 곤란하고, 또한 박형 악(岳)을 용접에 의해 제조하는 경우, 전지통을 실(seal) 용접해야 하고 생산효율이 떨어지고 코스트가 높아진다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 전해질로서 폴리머-고체 전해질의 필름을 이용한 필름상 이차전지(편평전지)가 개발되어 있는데, 그의 일례를 도 21에 도시하였다.

도 21의 편평전지는 양극과 음극의 양자 사이에 배치된 전해질(3)로 구성되는 발전요소(發電要素) A를 포함한다. 양극은 두께 20-40㎛ 정도의 Al 박(箔)(1)을 갖고, Al 박(1)의 편면의 안에 양극 탭(1a)를 제거한 부분에는 LiCoO₂를 활물질로 하는 양극합제(合劑)(1b)가 도포된다. 음극은 두께 20-40㎛의 Cu박(2)을 갖고, Cu박(2)의 편면의 안에 음극 탭(2a)를 제가한 부분에는 탄소재료를 포함하는 합제(2b)가 도포된다. 또한, 전해질)(3)은 필름상의 고분자매트릭스를 포함하는 Li이온 전해질로 팽윤시킨 겔상태의 전해질로 구성된다.

발전요소 A는 2매의 외장재(4), 예를 들어 Al 라미네이트 필름에 의해 포입되고, 이 경우 외장재(4)의 주연부(周緣部)가 열융착된다. 도 22중에서, 부호 4A₁, 4A₂, 4A₃, 4A₄는 외장재의 4개의 봉지부를 도시한 것이다.

이러한 편평전지의 경우, 그의 두께는 약 2.5-5㎜ 정도이고, 또한 봉지부 4A₁∼4A₄의 폭은 약 3∼8㎜ 정도로 되어 있다.

외장재(4)의 봉지시에 쌍방의 외장재를 상방과 하방으로부터 균등하게 가압하면서 열융착하면, 도 24에 도시한 바와 같이, 양음극 탭(1a, 2a)가 전지 두께 방향 중앙위치로부터 인출되어 있는 편평전지 B₁이 수득되고, 또한 일방의 외장재만을 가압하여 열융착하면, 도 24에 도시한 바와 같이, 양음극 탭(1a, 2a)가 타방의 와장재 쪽에 편재하 위치로부터 인출되어 있는 편평전지 B₂가 수득된다.

이러한 외장재는 파손되기 쉽기 때문에, 통상 편평전지는 이것을 수지제의 수용 케이스의 안에 수용된 전지팩의 형태로 사용된다.

도 25에 도시한 전지팩(200)은 수지제의 상부 케이스 100a와 하부 케이스(100b)로 구성되는 분할구조의 수용 케이스(100)내에 편평전지 B₁또는 B₂를 수용한 것이다. 전지팩(200)의 제조에서는, 편평전지를 그 봉지부 4A₁, 4A₂, 4A₃를 위 또는 아래로 절곡(折曲)한 상태로 하부 케이스(100b)의 안에 배치함과 동시에, 전지전압과 전지온도의 모니터 및 충방전전류의 제어를 행하기 위한 보호회로부품을 실장한 회로기판(6)을 하부 케이스(100b)내에 수용하고, 회로기판(6)의 단자부(6a)를 봉지부 4A₄로부터 인출한 편평전지의 양음극 탭(1a, 2a)에 전기적으로 접속하고, 이어서 하부 케이스(100b)에 상부 케이스(100a)를 맞붙인다. 도 25중 부호 6b는 회로 부품을 수지 몰드하여 된 몰드부를 나타내고, 6c는 양극 리드, 음극 리드 및 온도센서 리드를 포함하는 리드부이다.

앞서 설명한 바와 같이, 전지팩에 대하여는 고용량화, 소형화, 경량화의 요청이 존재하므로, 전지팩의 편평전지의 고용량화와 전지팩의 두께 및 평면적을 저감시키는 것이 동시에 요청되고 있다.

전지팩의 두께는 편평전지, 회로기판 및 수용 케이스의 각각의 두께에 의해 규정된다. 편평전지의 용량이 커지는 만큼 편평전지의 두께가 증가하기 때문에, 전지팩의 고용량화 및 박형화를 동시에 달성하기 위해서는 수용 케이스를 얇게 할 필요가 있다. 그런데, 종래의 수지제의 수용 케이스의 경우, 케이스 강도를 확보하는 관점에서 케이스 두께를 감소시키는데는 제약이 있다. 예를 들어, 수용 케이스를 이루는 상하 케이스 각각의 두께를 약 0.4㎜ 보다 얇게하는 것은 곤란하다.

전지팩의 평면적 크기는 편평전지의 발전요소의 평면적인 치수 형상과 회로기판의 평면적인 치수 형상과, 양음극 탭과 회로기판 사이의 접속영역(7')의 평면적인 넓이에 의해 주로 정해진다. 여기서, 발전요소 및 회로기판의 각각의 평면적인 치수 형상은 기본적으로는 전지에 대한 요구 특성에 의해 규정되고, 전지팩의 고용량화 및 소형화를 동시에 달성하는 관점에서는 발전요소 및 회로기판의 평면적인 크기를 저감하는 것은 어렵다.

일반적으로, 전지팩의 회로기판에 탑재되는 보호회로부품은 충전전류를 제어하여 전지의 과충전을 방지하는 과충전 보호기능과 과방전에 의한 전극, 내부압력의 상승, 성능열화 등을 방지하는 과방전보호기능을 수행하는 것으로 되어 있고, 또한 전지가 외부 단락한 경우에 발생하는 과전류로부터 전지를 보호하기 위한 과전류보호기능을 수행하는 것도 있다.

한편, 최근의 편평전지의 성능향상에 수반하여 과충전 보호기능을 구비하여야 한다는 요청은 줄어들고 있고, 또한, 전지의 누설 전류를 저감시킴으로써 과방전 보호기능을 삭제할 수 있다. 다른 한편, 외부 단락은 전지성능과 무관하게 일어날 수 있기 때문에 과전류보호기능은 여전히 필요하고, 과전류로부터 전지를 보호하기 위하여 종래는 전류휴즈가 이용되고 있다.

그러나, 전류휴즈는 과전류의 발생시에 저항발열로 용단하여 전지를 과전류로부터 보호하는 것으로 되어 있고, 따라서 용단(溶斷)한 후에는 과전류 보호기능을 상실하는 문제점이 있다.

편평전지와 회로기판과의 접속에 있어서, 일반적으로는 편평전지의 양음극 탭을 보호회로기판의 양극측 및 음극측 랜드에 각기 중합(重合)시키고, 스폿용접 및 초음파용접에 의해 양자를 접속하고 있다. 일반적으로, 회로기판의 랜드는 Cu로 구성되는 한편, 편평전지의 양극 탭은 Al으로 구성되고, 음극 탭은 Ni로 형성된다.

이와 마찬가지로, 양극측 랜드와 양극 탭는 서로 다른 종류의 재료로 구성되고, 또한 음극측 랜드와 음극 탭도 서로 구성 재료를 달리한다. 그 때문에, 랜드와 탭과의 접속강도는 반드시 높다고 할 수 없고, 전지팩에 충격이 가해질 때 접속구조의 파손도 일어나기 쉽고, 전지기능의 상실을 초래하는 경우가 있다.

전술한 바와 같이, 편평팩은 휴대전화에 탑재되는 일이 있는데, 예를 들어, 전화본체의 배면에 탈착가능하도록 장착되도록 되어 있다. 통상, 편평전지는 그것을 수용하는 수용 케이스에 형성된 구멍을 통하여 수용 케이스의 표면에 노출하여 배치시키는 복수, 예를 들어 3매의 편평단자를 갖고, 전지팩이 전화본체에 장착되는 경우에, 이러한 편평단자가 전화본체의 전지팩 탑재면에 노출되어 배치된 3매의 편평단자에 면접촉하고, 이렇게 함으로써 편평전지가 휴대전화의 전원회로에 전기적으로 접속되도록 되어 있다. 또한 PDA(personal digital assistant)의 경우도, 전지의 복수, 예를 들어, 6매의 편평단자와 PDAdml 6매의 편평단자가 면접촉하도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 편평전지에 대한 고용량화 및 박형화의 요청에 부응하기 위해 수용 케이스의 두께가 감소되는데, 상호 면접촉하는 평판단자를 매개로 전지와 휴대전화, PDA 등의 전자기기 사이의 전기적 접속을 확입하는 구성에서는 전자기기에 어떠한 원인으로 외력이 가해지는 경우에 케이스 두께가 얇아질수록 전지에 휨 및 왜곡이 생기기 쉽게 된다. 이 경우, 전지측의 평판단자와 전화 본체측의 평판단자와의 정규의 면접촉 상태가 불량하고, 양자 사이에 접촉 불량이 발생한다.

그리고 평판 단자가 노출되어 있어서, 예를 들어 가방이나 백속에 부주의하게 보관하면 다른 금속 물품과 접촉하여 외부 단락을 일으킬 수 있다. 또한, 평판단자의 표면이 땀 등으로 오염되어 전화 본체에 탑재했을 때에 상대 단자와의 도통 상태가 나빠지는 일도 있다.

본 발명의 하나의 목적은 수용 케이스의 강도를 요구되는 정도로 함과 동시에 수용 케이스의 박육화를 도모한 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수용 케이스내의 사공간을 이용하여 전지팩의 소형화, 특히 평면적인 치수를 줄일 수 있게 한 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전자기기의 접속부와 여기에 장착되는 전지팩의 접속부를 강고하게 계합가능하도록 하고, 외력을 받아 전자기기와 전지팩이 변형된 경우에도 양자 사이의 전기접속불량이 일어나지 않도록 한 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전지 높이 방향으로 절곡되는 외장재의 봉지부의 회로기판측에 있어서 높이를 저감시킴은 물론 박형화를 도모한 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 편평전지의 양음극 탭과 회로기판의 접속단자를 직접 전기적으로 접속하여 평면적인 크기를 저감시킨 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전지팩과 이것이 장착되는 전자기기 사이의 전기접속부분의 구성을 간이화함과 동시에 이러한 전기 접속 부분에 있어서 전지팩 높이 방향 크기를 저감시킨 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 편평전지의 양음극 탭과 회로기판의 랜드와의 접속강도를 높인 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부 단락에 의한 과전류로부터 전지를 보호하는 과전류보호기능이 우수한 전지팩을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 편평한 발전요소와 이것을 밀봉하는 적어도 1매의 외장재와 이러한 외장재의 봉지부를 통하여 발전요소로부터 외장재의 외부로 연장되는 양극 탭 및 음극 탭을 갖는 편평전지와, 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭에 접속되는 회로기판과, 상기 편평전지의 2개의 주평면을 따라 각기 연장되는 2개의 주벽을 갖는 수용 케이스를 갖는 전지팩이 제공된다. 상기 회로기판의 적어도 일부는 상기 외장재의 회로기판측의 봉지부와 상기 수용 케이스의 내면으로 획성(畵成)되는 공극부에 배치된다. 상기 수용 케이스의 상기 2개의 주벽의 적어도 일방은 적어도 일부가 금속판으로 되어 있다. 바람직하게, 편평한 발전요소는 시이트 상의 발전요소로 된다.

본 발명에 의하면, 수용 케이스의 2개의 주벽의 적어도 일방의 적어도 일부가 금속판으로 형성되어 있기 때문에, 수용 케이스 전체를 수지로 구성한 경우에 비해, 수용 케이스 전체의 필요 강도를 확보하면서 수용 케이스의 주벽의 적어도 일부의 두께를 얇게 할 수 있고, 수용 케이스의 두께 치수를 줄일 수 있다. 또한, 편평전지의 회로기판측의 봉지부와 수용 케이스가 획성하는 공극부에, 회로기판의 일부 또는 전부를 수납하기 때문에, 수용 케이스의 내부공간이 효율적으로 이용되어, 수용 케이스의 길이방향 길이가 단축되며, 이에 수반하여 구성부재의 사용량도 감소되기 때문에 수용 케이스의 경량화를 실현할 수 있다. 그리고 금속판의 사용과 수용 케이스의 내부 공간의 유효이용과의 상승효과에 의해 전지팩의 소형화, 특히 평면적인 크기를 작게 할 수 있고, 또한 전지팩 전체의 두께를 얇게 할 수 있다. 더욱이, 수용 케이스가 얇게 되어 있는 만큼, 그의 내부 공간의 두께치수를 증대시킬 수 있고, 전지팩 전체의 두께를 증가시키지 않고 수용 케이스 내부에 수용되는 편평전지의 두께를 증가시켜 전지의 고용량화를 도모한다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는, 상기 수용 케이스는 2개의 케이스 반부(半部)로 구성되고, 양 케이스 반부의 적어도 일방은 주벽을 이루는 금속판과 여기에 취부되는 수지제의 테두리체를 포함한다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 2분할식의 수용 케이스를 이용하여 전지팩을 용이하고 신속하게 조립할 수 있다.

바람직하게, 금속판은 상기 수지제(樹脂製)의 테두리체에 인서트몰딩된다. 혹은 이러한 금속판은 상기 수지제의 테두리체에 감합하는 측벽부를 갖는다. 더욱 바람직하게는 상기 금속판의 상기 측벽부에는 계지부(係止部)가 형성되고, 또한 상기 테두리체에는 상기 측벽부를 감입가능한 요부(凹部)가 형성되며, 상기 계지부는 상기 테두리체의 상기 요부내에서 확개(擴開)하여 상기 테두리체로부터의 상기 금속판의 이탈을 방지한다.

상기의 바람직한 전지팩에 의하면 수용 케이스의 구성이 간단화됨과 동시에 수용 케이스의 강도 증대에 의해 수용 케이스의 두께를 감소시킬 수 있다.

바람직하게는 일방의 케이스 반부는 수지로 구성되고, 그의 표면에는 금속제의 라벨이 점착된다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 수용 케이스의 강도가 증가되고, 수용 케이스의 두께를 감소시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 테두리체의 구성재료는 열가소성 수지와 유리 성분으로 구성되는 수지 조성물이다. 더욱 바람직하게 상기 열가소성 수지가 폴리카보네이트 또는 액정폴리머 또는 폴리카보네이트와 아크릴로부타디엔스티렌수지와의 컴파운드이며, 상기 유리 성분이 유리섬유의 촙 또는 유리비드이다. 상기 유리성분의 배합량은 10∼25체적%인 것이 바람직하다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 요구되는 기계적 특성, 예를 들어 요구되는 강도 및 유연성을 구비한 테두리체를 성형불략을 일으키지 않고 확실하게 수득할 수 있다.

바람직하게, 상기 테두리체는 케이스 반부의 주벽을 구성하는 금속판의 내면위에 연출하여 절연(絶緣) 영역을 형성한다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 금속판과 회로기판을 절연영역으로 전기적으로 차단할 수 있고, 전기적 고장을 미연에 방지할 수 있다.

바람직하게는, 케이스 반부에는 상기 회로기판과 전자기기와의 접속에 제공되는 접속단자가 상기 케이스 반부의 외면에 노출하여 설계된다. 예를 들어, 케이스 반부에는 개구부가 설계되고, 상기 회로기판과 전자기기와의 접속에 제공되는 접속단자는 상기 개구부를 통해서 상기 테두리체의 외면에 노출한다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 전지팩의 회로기판과 외부기기를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다.

바람직하게는, 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭과 상기 회로기판의 단자부와의 접속부는 상기 공극부의 안에 배치된다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 수용 케이스내의 내부공간을 유효하게 이용하여 양극 탭과 회로기판과의 접속이 이루어지고, 수용 케이스, 더 나아가 전지팩을 소형으로 할 수 있다.

바람직하게는 상기 회로기판의 위에는 한 쌍의 랜드부가 형성되고, 상기 한 쌍의 랜드부와 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭가 직접 접속된다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 회로기판과 양음극 탭과의 접속에 요구되는 스페이스를 줄일 수 있고, 수용 케이스의 내부 공간이 효율적으로 이용되며, 수용 케이스, 나아가 전지팩의 소형화를 실현할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 회로기판에는 보호회로부품이 실장되고, 상기 양극 탭은 Al1로 구성되고, 상기 음극 탭은 Ni로 구성된다. 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭는 상기 회로기판의 한 쌍의 랜드부에 용접된다. 상기 한 쌍의 랜드부는 Al/Ni 클래드 편의 Ni면이 납땜 연결된 양극측 랜드와 Ni편이 납땜연결된 음극측 랜드로 구성된다. 더욱 바람직하게는, 상기 납땜연결은 상기 보호회로부품의 표면실장시의 리후로(リフロ) 처리와 동시에 행해진다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 클래드편과 Ni편이 회로기판의 랜드에 납땜연결되기 때문에 접합강도가 높고, 또한 양음극 탭은 같은 종류의 재료로 된 랜드부에, 예들 들어 스폿 용접되므로 용접강도가 높고, 따라서 충격을 받아도 쉽게 파손되지 않는다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 케이스 반부의 금속판에는 복수의 립 또는 개구부가 형성된다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 금속판의 강도가 증가되어 금속판의 두께를 얇게 할 수 있고, 수용 케이스의 경령화를 도모할 수 있다. 개구부를 형성하면 가벼운 수용 케이스를 수득할 수 있다

바람직하게는, 케이스 반부는 상기 전지팩이 장착되는 전자기기의 외벽의 일부를 구성한다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 전지팩의 전자기기 외벽측에 배치되는 케이스 반부의 주벽을 수지에 의해 요구되는 형상으로 형성하여 전자기기의 외벽을 구성할 수 있어, 전자기기의 소형경량화에 기여한다.

바람직하게는, 전지팩은 단자부를 갖는 전자기기에 장착가능하도록 설계된다. 전지팩은 상기 전자기기의 상기 단자부에 대향하여 상기 수용 케이스에 장착되고, 또한 상기 전자기기의 단자부에 접속가능한 단자부를 포함한다. 상기 전지팩의 상기 단자부는 상기 수용 케이스에 장착되는 수지몰드체와, 이러한 수지 몰드체의 내부에 노출하여 배치되고 상기 회로기판에 접속된 단자를 갖고, 상기 전지팩을 상기 전자기기에 장착한 경우에 상기 전자기기의 상기 단자부에 견고하게 계합한다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 전지팩을 전자기기에 장착한 경우에는 전지팩의 단자부가 전자기기의 단자부와 강고하게 계합하여 일체화되기 때문에, 가령 외력이 가해져 전지팩 및 전자기기에 휨 등의 변형이 생긴 경우에도, 양자의 단자 사이에 접촉불량은 일어나지 않아, 신뢰도가 우수하다. 전지팩의 단자부의 단자는 수지몰드체의 중공부분에 배치되기 때문에, 수지몰드체의 외부에 노출되지 않고, 금속물품과의 접촉에 의한 외부 단락도 일어나지 않을 뿐만 아니라, 더욱이 땀 등에 의한 오염도 일어나지 않는다.

바람직하게는, 상기 전자기기가 휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistance)이다.

이러한 좋은 전지팩에 의하면, 휴대전화 및 PDA와 전지팩의 전기 접속불량을 피할 수 있고, 개개의 사용자가 휴대전화 및 PDA를 취급하는 경우에 과도하게 주의를 기울일 필요가 없어지고, 휴대전화 및 PDA의 취급이 용이해진다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는, 상기 편평전지의 상기 발전요소를 밀봉하는 외장재는, 상기 발전요소의 2개의 측면 테두리(側緣)를 따라 각기 연장하는 제 1 및 제 2 주연부(周緣部)와 상기 발전요소의 회로기판측의 말단 테두리(端緣)를 따라서 연장하는 제 3 주연부에서 봉지된다. 상기 외장재의 상기 제 1 및 제 2 주연부는 상기 발전요소의 양자의 전기 측면 테두리를 따라서 상기 편평전지의 두께 방향으로 절곡된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 주연부의 회로기판측의 부분의 폭 치수는 상기 제 1 및 제 2 주연부의 다른 부분의 폭 치수 보다도 대폭적으로 작게 되고, 상기 제 1 및 제 2 주연부를 절곡한 경우에 양자의 상기 주연부의 회로기판측의 부분의 높이 치수가 극히 작아진다.

상기 바람직한 전지팩 및 그의 바람직한 양태는 본 발명자가 본 발명의 창안에 앞서 안출한 도 26의 팩 구조 C의 문제점을 해소하는 것을 도모하고 있다.

도 21 내지 도 25를 참조하여 설명한 전지팩은 2매의 외장재로 발전요소를 감싼 것으로 되어 있지만, 도 26에 도시된 바와 같이 둘 로 접은 1매의 외장재에 의해 발전요소를 포입하는 것을 고려할 수 있다. 이 경우, 둘로 접은 외장재의, 발전요소의 외방으로 장출(張出)하여 있는 3개의 주연부를 열융착하고, 이것에 의해 편평전지를 수득한다.

도 26의 전지팩 C의 경우, 외장재의 주연부 4A₁, 4A₃이 전지측면을 따라서 상방으로 절곡된다. 주연부 4A₁, 4A₃의 폭 치수는 주연부 전역에 있어서 동일하고, 이들 주연부를 절곡하면, 양자의 주연부의 회로기판측의 부분 4a₁, 4a₃은 전지 단면의 외방에서 전지 두께 방향으로 양자의 주연부의 폭 치수 만큼 쭉 뻣어 칸막이를 형성한다.

그리고, 양음극 탭(1a, 2a)가 회로기판(6)에 접속되고, 이러한 회로기판(6)의 일부 또는 전부는 칸막이(4a₁, 4a₃)와 주연부 4A₄와 수용 케이스에 의해 획성되는 공극부(8)의 안에 배치된다. 회로기판(6)에는 전지온도의 모니터 및 충방전 전류를 제어하여 편평전지 B를 보호하기 위한 회로부품이 실장되고, 이들 회로부품은 수지로 몰드된다. 회로기판(6)의 이면에는 예를 들어 양극리드, 음극리드 및 온도센서리드가 형성되고, 하부 케이스(5a)에는 3개의 창 5c가 형성되며, 이들 창을 통하여 회로기판(6)의 3개의 리드가 외부로 노출하도록 되어 있다.

도 26의 전지팩 C의 경우, 도 27에 도시한 바와 같이, 회로기판(6)의 상면(上面)에 설계된 2매의 탭 리드(6d, 6e)를 양음극 탭(1a, 2a)으로, 예를 들어, 초음파 용접한다음 도 27에 가상선으로 도시한 바와 같이 탭 리드와 양음극 탭과의 접속체 전체를 상방으로 굴곡하여 회로기판(6)의 상방 공간내에 수용한다.

상기 전지팩 C에는 다음과 같은 문제가 있다.

우선, 외장재의 주연부 4A₁, 4A₃를 절곡함으로써 형성되는 칸막이(4a₁, 4a₃)는 전지 높이 방향으로 연재(延在)하고, 수용 케이스의 높이 치수는 편평전지의 칸막이(4a₁, 4a₃)를 수용하기에 충분할 만큼 커야만 한다. 또한, 편평전지 B의 양음극 탭과 회로기판(6)의 탭리드를 용접하여 이루는 2매의 리드편을 회로기판(6)의 상방에 배치하는 경우에 리드편의 절손방지를 위해 리드편 수용 스페이스를 비교적 크게 할 필요가 있고, 이러한 점에서도 수용 케이스의 높이 치수를 크게 할 필요가 있다. 게다가, 2매의 리드편과 회로기판상의 실장 부품과의 단락 방지를 위해 리드편에 절연처리를 실시할 필요가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 의한 전지팩은 외장재의 제 1 및 제 2 주연부(도 26의 요소 4A₁, 4A₃에 대응)의 회로기판측 부분(도 26의 요소 4a₁, 4a₃에 대응)의 폭 치수를 양자의 주연부의 그의 다른 부분의 폭 치수 보다 큰 폭으로 작게 하고, 제 1 및 제 2 주연부를 절곡한 경우에 양 주연부의 회로기판측의 부분의 높이 치수를 극히 작은 것으로 하게 되어 있고, 도 26의 전지팩 C에서 칸막이를 제거할 수 있고, 따라서 수용 케이스의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있다.

본 발명에서 바람직하게는 회로기판은 가요성을 구비하고, 또한 수용 케이스로부터 외부로 연장되는 편부(片部)를 갖고, 상기 편부는 전지팩과 그것이 장착되는 전자기기와의 전기적 접속에 제공되는 외부접속단자로서 기능한다.

상기 바람직한 전지팩 및 그의 바람직한 양태는 본 발명자가 본 발명의 창안에 앞서 안출한 도 28 내지 도 31의 전지팩의 문제점을 해소하기 위한 것이다.

전지팩에 보호회로를 끼워 넣은 경우, 도 28에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(6)에 보호회로를 구성하는 전자부품(6l)이 실장되고, 인쇄회로기판(6)에 설치된 탭(6d, 6e)를 편평전지의 양음극 탭(1a, 2a)에 용접함으로써 보호회로와 편평전지를 전기적으로 접속한다. 또한 회로기판(6)에 장착된 단자판(6g')의 복수의 외부접속단자(패드)(6h')는 도 29에 도시된 바와 같이 수용 케이스(5)의 저벽에 뚫린 개구(5c)를 통하여 외부접속가능하게 노출된다.

전자기기의 전극단자는 도 30에 도시한 바와 같이 축방향으로 부세되고, 또한 진퇴가능하도록 설치된 핀형의 접촉단자(106a)를 구비한 커넥터(106)에 의해, 또는 도 31에 도시된 바와 같은 판바네(バネ)상의 접촉단자(107a)를 구비한 커넥터(107)에 의해 구성가능하고, 전지팩과 켭쳐 맞추어지도록 전자기기의 인쇄회로기판 (108)상에 취부된다. 그리고, 전자기기의 전지팩 수납부(109)에 전지팩이 감입된 경우, 접촉단자(106a, 107a)는 전지팩의 개구(5c)를 통하여 전지팩의 외부접속전극(105a)에 접촉하는 것으로 된다.

이러한 구조의 전지팩은 커넥터(106, 107)의 접촉단자(106a, 107a)에 외부접속단자(105a)를 압접(壓接)시키기 때문에, 단자판(6g')를 접촉단자(106a, 107a)의 탄발력(彈發力)에 견디도록 견고하게 구성할 필요가 있다. 또한, 후대전화기 등 전자기기에서는 커넥터(106, 107)와의 접속부위를 포함한하는 전지팩의 장착영역을 좁게할 수 있는 반면에, 전지팩과 커넥터(106, 107)가 상하로 겹쳐서 맞물리도록 배치되기 때문에, 전자기기의 두께를 얇게하는데는 한계가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 관한 전지팩에 의하면, 가요성 회로기판의 편부(片部)를 수용 케이스의 외부로 연장시키고, 이러한 편부를 전지팩과 전자기기와의 전기적 접속에 제공되는 외부접속단자로서 기능시키기 때문에, 전지팩에 단자판을 조립할 필요는 없어서 전지팩의 구성을 간소화할 수 있고, 또한 휨 등에 대하여 강인함은 물론 전지팩과 전자기기 사이의 전기적 접속을 용이하게 확립할 수 있다. 또한, 전자기기와 전지팩과의 전기적 접속을 이루는 커넥터를 전지팩과 중합(重合)되도록 전자기기에 설치할 필요가 없기 때문에, 전자기기를 박형화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 편평전지의 보호회로를 구성하는 회로부품이 상기 회로기판상에 실장되고, 또한, 상기 히로기판은 상기 편평전지의 양음극 탭에 접속되는 탭을 갖는다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, 회로기판에 실장된 보호회로에 의해 편평전지의 보호를 꾀할 수 있다. 또한 회로기판과 양음극 탭과의 접속영역의 넓이를 저감시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 수용 케이스는 편평한 상자형으로 형성되고, 상기 회로기판의 상기 편부는 상기 수용 케이스의 하나의 단부(端附)로부터 상기 수용 케이스의 주벽과 평행하게 연장한다. 더욱 바람직하게, 상기 회로기판의 상기 편부는 상기 전지팩이 장착되는 전자기기의 커넥터에 의해 협지(挾持)된다.

상기 바람직한 양태에 의하면, 전지팩과 전자기기와의 접속에 제공되는 커넥터를 전지팩의 측면으로 배치할 수 있어, 전자기기의 박형화에 기여한다.

본 발명에 있어서, 바람직하게, 전지팩은 상기 외장재의 회로기판측의 봉지부의 위에 단열재를 매개로 배치되어 양수 온도계수(PTC)를 갖는 저항체 소자를 포함하고, 상기 저항체 소자의 일단부가 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭의 일방으로 접속된다. 더욱 바람직하게, 상기 저항체 소자는 한 쌍의 금속박의 사이에 양수의 온도계수를 갖는 도전성 폴리머 시이트를 개장(介裝)하여 이루어지고, 평면에서 볼 때(平面視) L자 형상으로 형성된다.

이러한 바람직한 전지팩에 의하면, PTC 특성을 갖는 얇은 저항체 소자를, 외장재의 양음극 탭측의 주연봉지부에 배치하기 때문에, 전지팩의 박육화를 희생시키지 않고 영속적인 과전류 보호기능을 발휘할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상술한 각종 바람직한 양태의 특징은 여러가지로 조합시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전지팩을 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 부분 확대 단면도,

도 3은 도 1의 수용 케이스를 그 내부에 수용된 편평전지 및 회로기판과 함께 도시한 단면도,

도 4는 수용 케이스의 하부 케이스와 편평전지(扁平電池) B₁의 봉지부(封止部) 사이의 공극부(空隙部)에의 회로기판의 배치를 설명하기 위한 부분측면도,

도 5는 수용 케이스의 하부 케이스와 편평전지 B₂의 봉지부 사이의 공극부에의 회로기판의 배치를 설명하기 위한 부분측면도,

도 6은 도 1의 전지팩에 있어서 편평전지와 회로기판과의 접속구조를 도시한 측면도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전지팩을 도시한 사시도,

도 8은 도 7의 전지팩이 휴대전화에 장착된 상태를 도시한 사시도,

도 9는 도 7의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도,

도 10은 도 7의 수용 케이스를 그 내부에 수용된 편평전지 및 회로기판과 함께 도시한 단면도,

도 11은 도 7의 전지팩에 있어서 편평전지와 회로기판과의 접속 구조를 도시한 부분사시도,

도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 관계되는 전지팩을 도시한 사시도,

도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선에 따른 단면도,

도 14는 도 12의 전지팩에 있어서 편평전지와 회로기판의 접속 구조를 도시한 분해단면도,

도 15는 본 발명의 제 4 실시형태에 관계되는 지팩을 도시한 사시도,

도 16은 도 15의 ⅩⅥ-ⅩⅥ 선에 따른 단면도,

도 17은 도 15의 전지팩에 있어서 편평전지와 회로기판과의 접속 구조를 도시한 분해단면도,

도 18은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 전지팩을 도시한 사시도,

도 19는 도 18의 ⅩⅨ-ⅩⅨ 선에 따른 단면도,

도 20은 도 18의 전지팩에 있어서 편평전지와 회로기판과의 접속 구조를 도시한 평면도,

도 21은 편평전지의 일례를 도시한 분해사시도,

도 22는 도 21에 도시된 구성요소로 된 편평전지의 사시도,

도 23은 도 22의 ⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅢ 선 단면도,

도 24는 도 23에 도시된 전지의 경우와 상이한 봉지압력 인가방법에 의해 제조된 편평전지의 봉지부 근방을 도시한 단면도,

도 25는 종래의 전지팩의 일례를 도시한 분해측면도,

도 26은 본 발명의 창안에 앞서 안출된 전지팩의 분해사시도,

도 27은 도 26에 도시된 전지팩에 있어서의 양음 극탭과 더블리드와의 접속체의 회로기판 상방 공간에의 수용방법을 설명하기 위한 측면도,

도 28은 본 발명의 창안에 앞서 안출된 전지팩의 요부를 도시한 분해사시도,

도 29는 도 28에 도시된 전지팩의 사시도,

도 30은 도 28에 도시된 전지팩의 전자기기에의 장착예를 도시한 부분단면도,

도 31은 전자기기에의 전지팩의 별도 장착예를 도시한 부분단면도,

도 32는 본 발명의 제 6 실시태양 관한 전지팩을 도시한 분해사시도,

도 33은 도 32에 도시된 수용 케이스의 부분확대단면도,

도 34는 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전지팩을 도시한 분해사시도,

도 35는 도 34에 도시된 전지팩에 있어서의 편평전지의 주연(周緣)봉지부 및 그의 주연을 도시한 부분측면도,

도 36은 도 35에 도시된 주연(周緣) 봉지부(封止部)에의 회로기판의 배치를 설명하기 위한 부분측면도,

도 37은 제 7 실시형태의 변형예에 관한 편평전지의 주연 봉지부를 도시한 부분측면도,

도 38은 도 34에 도시된 전지팩의 발전 요소(發電要素)의 분해사시도,

도 39는 2번 접히는 외장재에 의해 발전요소를 포장해 넣은 상태를 도시한 사시도,

도 40은 도 39에 도시된 외장재의 3개의 주연부를 열융차시킨 상태를 도시한 사시도,

도 41은 도 40의 ⅩⅩⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅩⅩⅠ선 단면도,

도 42는 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 전지팩의 일부를 도시한 분해사시도,

도 43은 도 42의 ⅩⅩⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅩⅩⅢ 선을 따른 확대단면도,

도 44는 본 발명의 제 9 실시형태에 의한 전지팩의 일부를 도시한 사시도,

도 45는 도 44에 도시된 저항체 소자의 사시도,

도 46은 전지팩의 양음극 탭과 저항체 소자와의 접속을 설명하기 위한 부분사시도,

도 47은 본 발명의 제 10 실시형태에 의한 전지팩을 전자기기와 함께 도시한 개략측면도,

도 48은 도 47에 도시된 전지팩의 분해사시도,

도 49는 도 47에 도시된 전자기기의 단자부(端子部)를 도시한 부분사시도,

도 50은 본 발명의 제 11 실시형태에 관한 전지팩의 분해사시도,

도 51은 도 50에 도시된 전지팩의 단자부를 도시한 부분사시도,

도 52는 도 50에 도시된 전지팩의 단자부와 전자기기의 단자부와의 접속을 설명하기 위한 부분개략측면도,

도 53은 본 발명의 제 12 실시형태에 의한 전지팩의 분해사시도,

도 54는 본 발명의 제 13 실시형태에 의한 전지팩의 단자부를 도시한 분해사시도,

도 55는 도 54에 도시된 단자부를 갖는 전지팩의 분해사시도,

도 56은 도 55에 도시된 전지팩의 단자부의 분해사시도,

도 57은 도 56에 도시된 단자부를 갖는 전지팩이 장착된 전자기기의 단자부를 도시한 부분사시도,

도 58은 도 57에 도시된 전자기기에의 도 56에 도시한 전지팩의 장착을 설명하기 위한 부분개략측면도,

도 59는 본 발명의 제 14 실시형태에 의한 전지팩의 일부를 도시한 분해사시도,

도 60은 본 발명의 제 15 실시형태에 의한 전지팩의 일부를 도시한 부분분해사시도,

도 61은 도 60에 도시된 전지팩의 개략사시도; 및

도 62는 도 61에 도시된 전지팩과 전자기기의 전기접속을 설명하기 위한 일부단면부분측면도이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 전지팩에 관해서 설명한다.

도 1에 있어서, 이러한 전지팩(10)은 편평전지(B₁)과, 이러한 편평전지의 양음극 탭(1a) 및 음극 탭(2a)에 접속되는 회로기판(6)과, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)로 구성되는 분할 구조의 수용 케이스 (16)을 갖고, 편평전지와 회로기판은 수용 케이스의 안에 수용된다. 여기서, 회로기판(6)의 일부는 편평전지의 일측의 봉지부(4A₄)와 하부 케이스(14)의 내면으로 형성되는 공극부에 배치되어 있다.

수용 케이스(16)의 상부 케이스(12)는 알루미늄제의 금속판(두께 0.2㎜)(12a)과 이러한 금속판에 일체화된 수지제의 테두리 체(두께 0.8㎜, 높이 약 2.1㎜)(12b)로 구성되고, 또한 하부 케이스(14)는 금속판(14a)과 이러한 금속판에 일체화된 테두리체(14b)로 구성된다. 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)를 합체하여 이루어지는 수용 케이스(16)는 예를 들어, 전체로서 장변 67㎜, 단변 37㎜, 두께 4.2㎜의 박형 상자로 형태로 형성되어 있다. 또한, 수용 케이스(16)의 내부에 수용되는 편평전지 B₁또는 B₂의 치수는 예를 들어, 장변 65㎜(단, 외장 필름의 첩합부(貼合部)를 포함), 단변 35㎜, 두께 3.6㎜로 되어 있다.

상부 케이스(12)의 금속판(12a) 및 하부 케이스(14)의 금속판(14a)은 직사각형으로 형성되고, 수용 케이스(16)의 상벽 및 하벽을 구성하고 있다. 환언하면, 상부 케이스(12) 및 하부 케이스(14)는 수용 케이스의 제 1 케이스 반부(半部)와 이것에 취부되는 제 2 케이스 반부를 각기 구성하며, 양자의 금속판(12a, 14a)는 편평전지의 2개의 주평면(主平面)을 따라 각기 연장하는 수요케이스의 2개의 주벽(主壁)을 구성한다. 또한, 본 실시형태의 변형예 및 후술하는 제 2 내지 제 15 실시형태 및 그들의 변형예에서는, 상부 케이스가 제 2 케이스 반부에 대응하고, 하부 케이스가 제 1 케이스 반부에 대응하는 일이 있다.

상부 케이스 및 하부 케이스의 테두리 체(12b, 14b)는 서로 대향면(對向面)에서 합체하여 수용 케이스(16)의 측벽을 구성하고, 금속판(12a, 14a) 끼리의 간격을 일정하게 유지하는 것으로 되어 있다. 그리고, 하부 케이스(14)에 있어서, 테두리체(14b)는 금속판(14a)의 내면상에 연출(延出)하여, 금속판(14a)의 일부를 덮어 절연영역(14i)를 형성하고 있다. 이러한 절연영역(14i)은 회로기판(6)의 하면(下面)과 금속판(14a)와의 도통을 방지하는 것이다. 더욱이, 절연영역(14i)에는 하부 케이스(14)의 단변 방향으로 병렬하여 3개의 창(14d)이 천설되고, 이들 창으로부터 회로기판(6)의 하면에 돌설된 리드부가 노출하도록 되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 금속판(12a, 14a)에는 그의 주평면과 직교하여 각기 연장하는 측벽부(12L, 14L)이 형성되고, 테두리체(12b, 14b)는 측벽부(12L, 14L)를 둘러싸도록 하여 해당 측벽부에 일체로 형성되어 있다. 금속판(12a, 14a)은 각각 테두리체(12b, 14b)에 인서트몰드되고, 그 결과, 측벽부(12L, 14L)가 테두리체(12b, 14b)의 안에 몰드되어 있다. 여기서, 인서트몰드라 함은 대상물(금속판)을 내부에 배치한 형에 수지를 유입하여, 수지의 성형물 속에 금속판을 매설(埋設)하여 양자를 일체화시키는 것을 말한다. 또한, 절연영역(14i) 및 창(14d)도 인서트몰드시에 일체형성된다. 게다가, 창(14d)의 형성시에는 미리 금속판(14a)에 창(14d) 보다 큰 구멍을 만들고나서, 이 구멍의 단면(端面)(14e)을 수지로 몰드한다. 이렇게 하면, 각 창(14d)에 감삽(嵌揷)되는 회로기판(6)의 리드부와 금속판(14a)과의 도통을 방지할 수 있다.

그리고, 테두리체(12b, 14b)를 서로 대향면으로 접합함으로써 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)의 합체가 이루어진다. 여기서, 상부 테두리체(12b)의 감합면에는 단부(段部)(12c)가 형성되고, 하부 테두리체(14b)의 감합면에는 단부(14c)가 형성되어 있어서, 단부 12c의 철부(凸部)가 단부 14c의 요부에 감합하고, 단부 12c의 요부가 단부 14c의 철부에 감합하도록 되어 있다. 그리고, 예를 들어, 초음파에 의해 요부와 철부의 감합면이 용착되어 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)가 합체한다. 또한, 용착(溶着)을 용이하게 진행시키기 위해, 단부 12c, 14c의 철부에는 각기 용착 립(17)이 돌설되어 있다. 또한, 용착 립(17)은 단부 12c, 14c의 어느 일방에 배설되어 있어도 좋다.

이렇게 하여, 편평전지(B₁)과 회로기판(6)을 수용한 전지팩(10)이 구성된다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 금속판(12a, 14a)는 편평전지(B₁)의 편평면과 평행하게, 그리고 이러한 편평전지와 거의 밀착하도록 배설되어 있다. 그리고 금속판(12a, 14a)는 그의 두께가 얇아도 적정한 강도를 구비하고 있기 때문에, 전체가 두꺼운 수지로 구성되는 수용 케이스에 비해, 강도특성을 확보하면서 전지팩 전체의 두께를 얇게 하는 것이 가능하다. 또한, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)는 테두리체(12b, 14b)를 매개로 합체되어 있지만, 테두리체가 수지(樹脂)제이기 때문에, 그러한 감합면에 위치를 결정하기 위한 단부(段部) 등을 용이하게 형성할 수 있어서, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)의 합체를 간이하게 행할 수 있다.

본 실시형태의 경우, 편평전지(B₁)는 하부 케이스(14)에 예를 들어 접착테이프로 고정되고, 회로기판(6)은 하부 케이스(14)의 절연영역(14i)의 위에 배설되어 회로기판의 하면에 돌설되는 3개의 리드부(6c)(양극 리드, 음극 리드, 및 온도측정센서리드)가 각기 창(14d)으로부터 하부 케이스(14)의 하면에 노출하고 있다.

그런데, 상술한 바와 같이 편평전지(B₁)를 하부 케이스(14)의 위에 배치하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 하부 케이스(14)와 봉지부(4A₄)의 사이에는 공극부(8)이 형성된다. 이러한 공극부(8)는 봉지부(4A₄)의 연재방향(상면과 직교하는 방향)으로 형성되고, 그의 높이(H₁)는 편평전지(B₁)의 두께의 약 1/2이고, 또한 그의 길이(L₁)는 봉지부(4A₄)의 폭과 동등하게 되어 있다.

또한, 마찬가지로 편평전지(B2)를 하부 케이스(14)의 위에 배치하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 동일한 공극부(8)이 형성되고, 그의 높이(H₂)는 편평전지(B₂)의 두께와 대략적으로 같고, 또한 그의 길이(L₂)는 봉지부(4A₄)의 폭과 동등하게 되어 있다.

그리고, 전지팩(10)에서, 상기 공극부(8)에, 전체의 두께가 해당 공극부의 높이(H₁, H₂) 보다 얇은 회로기판(6)이 수납된다. 또한, 도 4의 배치상태의 경우회로기판(6)의 두께가 공극부(8)의 높이(H₁) 보다 두껍게 되어 있어도 봉지부(4A₄)를 상방으로 만곡시켜 공극부(8)의 높이(H₁)를 높게 함으로써 해당 회로기판을 수납할 수가 있다.

따라서, 이러한 배치 양태를 채용함으로써, 도 25에 도시된 편평전지와 회로기판의 배치 양태에 비하면, 양자의 평면적인 간격은 대략 봉지부(4A₄)의 폭(L₁, L₂)의 반정도 만큼 짧아지고, 전지팩(10)의 길이 방향 치수가 저감한다.

본 실시형태의 경우, 공극부(8)에 그의 일부 또는 전부가 수납된 회로기판(6)과 편평전지 B₁또는 B2의 양극, 음극 탭(1a, 2a)과의 사이의 접속구조는 도 6에 도시된 바와 같이 되어 있다.

도 6에서, 하부 케이스(14)의 안에 편평전지 B₁또는 B2(도 6에서는 B₁)이 배치되고, 그의 봉지부(4A₄)의 하방의 공극부(8)에 회로기판(6)이 일부 수납되어 있다. 그리고, 회로기판(6)의 리드부(6c)가 하부 케이스(14)의 창(14d)로부터 노출하고 있다. 회로기판(6)에는 회로단자가 설치되고, 이러한 회로단자로부터 2본의 리드편(6f)가 인출되어 있다.

그리고, 편평전지(B₁)과 회로기판(6)의 전기적인 접속에 관해서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 양극, 음극 탭(1a, 2a)(도 6에서는 양극 탭 1a만을 도시)을 봉지부(4A₄)와 상부 케이스(12)가 형성하는 공극부(8') 쪽으로 구부리고, 회로기판의 리드편(6f)도 상기 공극부(8') 쪽으로 구부려, 탭과 리드편을 용접함으로써 전기 접속을 확립하고 있다.

이러한 접속구조에 의하면, 편평전지 B₁과 회로기판(6)과 상부 케이스(12)의 3자에 의해 형성되는 공간은, 사공간(死空間)이 아니고, 양극, 음극 탭(1a, 2a)과 리드편(6f)이 배치되는 유효공간으로 변하므로, 접속구조의 근방 영역의 좁은 스페이스가 확보된다. 상술한 수용 케이스(16)의 채용과 더불어 전지팩(10)의 소형화, 박형화의 실현에 공헌한다.

이하 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 전지팩에 대하여 설명한다.

도 7에서, 전지팩(20)은 수지제의 상부 케이스(22)(두께 0.4㎜, 높이 0.6㎜)와 하부 케이스(24)를 합체하여 구성된 분할구조의 수용 케이스(26)을 구비하고, 이러한 수용 케이스의 안에 편평전지 B₂와 회로기판(6)을 수용하여 이루어진다.

상부 케이스(22)는 예를 들어, 전체로서 장변 67㎜, 단변 37㎜, 두께 0.6㎜의 박형 상자 형으로 형성되고, 그의 외벽(22a)은 간신히 외측을 향하여 볼록하게 만곡되고, 또한, 외벽(22a)의 주연에는 외벽과 직교하여 연장하는 측벽부(22b)가 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 전지팩(20)이 전자기기(예를 들어 휴대전화)(80)에 장착된 경우에, 외벽(22a)이 전자기기의 외벽(80a)의 일부를 구성하도록 되어 있다. 하부 케이스(24)에 대해서는, 이미 설명한 수용 케이스(10)에서 하부 케이스(14)와 동일한 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 하부 케이스(24)의 테두리체(24b)가 상부 케이스(22b)의 측벽부(22b)와 서로의 대향면에서 합체하여 수용 케이스(26)의 측벽을 구성하고, 금속판(24a)와 상부 케이스(22)와의 간격을 일정하게 보지하고 있다. 이 경우, 도 9에 도시한 바와 같이, 측벽부(22b)의 감합면에는 단부(段部)(22c)가 형성되고, 이것이 테두리체(24b)의 감합면에 형성되어 있는 단부(段部)(24c)에 감합되어 양자가 용착됨으로써 도 1에 도시한 수용 케이스(10)의 경우와 마찬가지로 상부 케이스(22)와 하부 케이스(14)가 합체한다. 또한 단부(段部)(22c)에서 철부에는 용착 립(17)이 돌설되어 있다.

이렇게 해서, 도 10에 도시한 바와 같이, 그이 내부에 편평전지 B₂와 회로기판(6)이 수용된 전지팩(20)이 구성된다. 이 경우, 하부 케이스(24)의 금속판(24a)은 편평전지 B₂의 편평면과 평행하게, 또한, 이러한 편평전지와 거의 밀착하도록 배치되어 있다. 그리고, 전지팩 전체의 두께를 일정하게 한 경우, 금속판(24a)은 두께가 얇아도 정적한 강도를 구비하고 있기 때문에, 전체가 두꺼운 두께의 수지로 구성된 수용 케이스에 비해, 강도특성을 확보하면서, 전지팩 내부의 편평전지의 두께를 증가시켜, 고용량화를 도모할 수 있다.

그리고, 회로기판(6)과 편평전지 B₂의 양음극 탭(1a, 2a) 사이의 접속구조는 도 11에 도시한 바와 같이 되어 있다.

우선, 하부케이스(24)에 편평전지(도의 경우는 편평전지 B₂)가 배치되고, 양자간의 공극부(8)에 회로기판(6)이 수납되어 있다. 이 회로기판(6)의 표면에는 랜드부(6d, 6e)가 형성되고, 랜드부(6e)와 양극 탭(1a), 랜드부(6d)와 음극 탭(2a)이 각기 접속된다.

랜드부와 양,음극 탭의 접속은 예를 들어, 초음파 용착에 의해 행할 수 있고, 또한 양, 음극 탭과 랜드부의 접속면에 도포한 도전성 접착제에 의해 양자를 접착하여도 좋다.

이러한 접속구조에 의하면, 적어도 양,음극 탭과 동일한 평면적인 크기를 갖는 단자부를 회로기판(6)의 외부로 인출할 필요가 없기 때문에, 수용 케이스내에서의 사공간을 감소시켜 전지팩의 소형화를 가능하게 한다.

다음으로, 도 12를 참조하여 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전지팩에 관해서 설명한다.

도 12에서, 이러한 전지팩(30)은 직사각형의 스테인레스 강판제의 금속판(두께 0.1㎜)로 구성되는 상부 케이스(32)와 스테인레스 강판제의 금속판(34a)(두께 0.1㎜)이 테두리체(34b)에 인서트몰드되어 구성되는 뒈박 형상 (높이 약 4.0㎜)의 하부 케이스(34)를 합체하여 이루어지는 수용 케이스(36)를 구비하고, 수용 케이스(36)의 안에, 편평전지 B₁또는 B₂(도 12에서는 B₁)과 회로기판(6)을 수용하여 구성된다.

상부 케이스(32)는 상벽(32a)과 이것에 직교하여 연장되는 측벽부(32b)를 구비하고 있다. 평면에서 볼 때, 하부 케이스(34)의 외형은, 상부 케이스(32) 보다도 약간크게 되어 있다. 또한, 회로기판(6)과 단자대(6i) 사이에는 양,음극 탭(1a, 2a)이 사이에 끼워져 있다.

그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 하부 케이스(34)의 테두리체(34b)의 단벽(段壁) 내면에는 단부(段部)(34c)가 형성되고, 이러한 단부(34c)에 일례로 프레스압입에 의해 상부 케이스(32)의 측벽부(32b)가 감합되어 있다. 그리고, 상부 케이스(32)의 내면과 하부 케이스(34)의 내면의 간격은 3.8㎜로 보지되고, 수용 케이스(36)(전지팩) 전체의 두께는 4.0㎜로 규정되어 있다. 또한, 상부 케이스(32)의 외면에는 적절히 라벨(37)이 점착되어 있다. 이러한 수용 케이스에 있어서는 상부 케이스를 하부 케이스에 압입하는 것 만으로 양자를 합체할 수 있고, 용착 등의 작업이 불필요하다.

이러한 전지팩(30)의 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 편평전지와 회로기판과의 접속구조가 형성되어 있다. 즉, 상부 케이스(32)와 봉지부(4A₄)가 형성하는 공극부(8')에 하면(실장 몰들부 6b와 반대측의 면)에 요부 형태를 한 단자(6g)를 갖는 회로기판(6)이 수납된다. 이 경우, 요부단자(6g)의 아래에 편평전지 B₁의 양,음극 탭(1a, 2a)(도 14에는 1a만 도시)이 배치된다.

그리고, 상면(上面)에 요부단자(6g)와 상보형상의 철부(6h)를 갖고, 하면(下面)에는 리드부(6c)가 형성되어 있는 단자대(6i)를 봉지부(4A₄)의 아래에 배치한다. 이어서, 회로기판(6)과 단자대(6i)를 압접하여 철부(6h)와 요부 단자(6g)로 양,음극 탭(1a, 2a)을 끼워넣어 편평전지 B₁과 회로기판(6)과의 전기적인 접속부를 형성한다. 그 후, 리드부(6c)에 대응하는 장소에 창(34d)이 형성되어 있는 하부 케이스(34)를 배치하고, 그것을 상부 케이스(32)에 맞붙여서 전지팩(30)으로 한다.

이 경우에도, 단자대(6i)는 하부 케이스(34)와 봉지부(4A₄)가 형성하는 공극부(8)의 안에 수납되므로 전지팩의 사공간은 효율적으로 이용된다.

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 전지팩에 관해서 도 15에 기해서 설명한다.

도 15에 있어서, 이러한 전지팩(40)은 도 12의 상부 케이스(32)와 거의 동일한 상부 케이스(42)와, 도 12의 하부 케이스(34)와 거의 동일한 하부 케이스(44)를 합체하여 이루어지는 수용 케이스(46) 가운데에 편평전지 B₁과 회로기판(6)을 수용하여 이루어진다.

단, 상부 케이스(42)의 측벽부(42b)에는 하부 케이스(44)의 테두리체(44b)에 감합한 후 확개하여 해당 테두리체와 밀착하기 위한 계지부(스파이크)(42s)가 적당한 간격으로 복수개 형성되어 있다. 또한, 하부 케이스(44)에 있어서 금속판(44a)에는 이러한 수용 케이스(46)을 단변 방향에서 본 경우 파 형상(波 形狀)의 립(44r)이 다수 형성되어 있다.

그리고, 도 16에 도시된 바와 같이, 테두리체(44b)의 단면(端面)에는 폭 0.2㎜의 요부(44c)가 형성되고, 여기에 상부 케이스(42)의 측벽부(42b)가 감합되어 그의 계지부(42s)가 요부(44c)내에서 확개(擴開)하여 테두리체(44b)에 밀착하도록 되어 있다. 이렇게 하면, 상부 케이스(42)와 테두리체(44b)를 더욱 강고하게 합체할 수 있다. 또한, 금속판(44a)에 립(44r)이 형성되어 있기 때문에, 강도특성을 확보하면서 금속판을 더욱 얇게 할 수 있고, 수용 케이스(46) 전체의 경량화를 도모할 수 있다.

이러한 전지팩(40)의 경우, 도 17에 도시된 바와 같이, 편평전지와 회로기판과의 접속구조가 형성되어 있다. 이 경우, 회로기판(6)으로는 가요성 회로기판이 사용된다. 이러한 가요성 회로기판(6)은 편면에 회로부품을 수지로 몰드하여 되는 실장몰드부(6b)와 단자대(6i)가 장하(裝荷)되고, 또한, 다른 면에는 단자부(6j)가 형성되어 있다.

가요성 회로기판(6)은 양,음극 탭(1a, 2a)(도 17에서는 1a만을 도시)의 외측을 통하도록 절곡되고, 그의 실장몰드부(6b)가 상부 케이스(42)와 봉지부(4A₄)가 형성하는 공극부(8')에 수납되고, 다른 장소는 봉지부(4A₄)와 하부 케이스(44)에서 형성되는 공극부(8)의 안에 배치된다. 그 결과 단자대(6i)는 봉지부(4A₄)의 하방에 위치한다. 그리고 양음극 탭(1a, 2a)과 단자부(6j)가 예를 들어 초음파 용착에 의해 전기적으로 접속된다.

그후, 리드부(6c)에 대응하는 장소에 창(44d)가 형성되어 있는 하부 케이스(44)를 배치하고 그것을 상부 케이스(42)에 맞붙임으로써 전지팩(40)이 형성된다.

이러한 전지팩의 경우에도 공극부(8, 8')가 효율적으로 이용되고 있기 때문에 전체로서의 소형화가 실현되고 있다.

다음으로 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 전지팩에 관해서 도 18에 기초하여 설명한다.

도 18에서, 이러한 전지팩(50)은 도 15의 상부 케이스(42)와 거의 동일한 상부 케이스(52)와, 금속판(54a)가 테두리체(54b)에 인서트몰드되어 이루어지는 하부 케이스(54)를 합체하여 이루어지는 수용 케이스(56) 안에 편평전지 B₁또는 B₂(도 18에서는 B₁)과 회로기판(6)을 수용하여 이루어진다.

상부 케이스(52)의 측연부(52b)에는 플랜지(52f)가 형성되고, 이러한 플랜지(52f)상에 적당한 간격으로 구멍(52h)이 복수개 혀성되어 있다. 그리고, 하부 케이스(54)에서 테두리체(54b)의 상단부(上端部)에는 구멍(52h)에 대응한 위치에 용착 립(54t)이 형성되어 있다.

그리고 도 19에 도시된 바와 같이, 테두리체(54b)의 단면(端面)에 형성된 용착 립(54t)을 상부 케이스(52)의 구멍(52h)에 감삽하고, 용착 립(54t)의 두부를 예를 들어 초음파로 용착하여 메우는 것에 의해 상부 케이스(52)와 하부 케이스(54)가 합체되어 있다.

이러한 전지팩(50)의 경우, 도 20에 도시된 바와 같이, 편평전지와 회로기판과의 접속구조가 형성되어 있다. 이 경우, 측부로부터 설편상(舌片狀)의 한쌍의 단자부(6k)가 돌출하여 있는 회로기판(6)을 봉지부(4A₄) 아래의 공극부(8)에 수납하고, 편평전지 B₁또는 B₂의 양극 탭(1a)와 음극 탭(2a)를 각각의 단자부(6k, 6k)에 접속하고 있다.

접속하는 경우에는, 양음극 탭과 단자부와의 초음파 용착 및 도전성 접착제를 이용하여 접착을 행하는 것도 좋다. 또는 양음극 탭을 단자부에 권부(券付)하여, 그 장소를 예를 들어 클립 잠금, 핀 잠금 등의 기계적인 수단으로 고정시켜도 좋다.

상기 제 1 내지 제 5 실시형태의 전지팩은 여러가지로 변형가능하다.

예를 들어, 편평전지와 회로기판으로 구성되는 접속구조와 수용 케이스와의 조합에서는, 상술한 제 1 내지 제 5 실시형태의 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전지팩(10)에서의 수용 케이스(16)에 전지팩(20)의 접속구조를 수용하여도 좋다.

또한 수용 케이스는 여러 가지로 변형할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 전지팩(10)에서는 수용 케이스의 제 1 및 제 2 케이스 반부의 일방을 상부 케이스로 형성하고 타방을 하부 케이스로 구성하였으나, 좌측 케이스 및 우측 케이스에 의해 수용 케이스를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 예를 들어, 한 쌍의 금속판을 대향 배치하고 그의 사이에 테두리체를 취부하여 각 케이스를 형성하고, 양자의 케이스의 대향면에 개구를 설치한다. 그리고, 좌측 케이스의 개구로부터 편평전지의 좌측 반부를 수용하고, 다음으로 편평전지의 우측 반부를 우측 케이스의 개구로부터 우측 케이스내에 수용하여 양 케이스를 합체한다.

이 경우, 각 케이스에 이용되는 금속판은 상술한 알루미늄판 및 스테인레스판으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 알루미늄 합금판, 마그네슘 합금판, 냉간압연강판, 열간압연강판, 및 도금강판을 이용할 수 있다. 금속판의 두께는 예를 들어, 0.05-0.25㎜로 할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 케이스 반부에서 금속판(12a, 14a)를 테두리체에 인서트몰드가능하도록 하기 위해 금속판(12a, 14a)에 측벽부(12L, 14L)를 형성하는데, 그의 형성방법으로는 절곡, 및 시보리(絞リ) 가공 등을 적용할 수 있다. 특히, 시보리 가공을 적용하면, 가공후의 금속판에는 휨 또는 비틀림이 발생하지 않아서 바람직하다.

그리고, 금속판에 형성되는 립의 단면 형상은 파형(파도형태)에 한정되지 않고, 예를 들어 사다리꼴 형상으로 해도 좋고, 또는 립 대신에 금속판의 표면에 엠보스 모양을 부가하여도 마찬가지의 효과를 수득할 수 있다. 더욱이, 금속판의 두께는 그대로하여 그의 표면에 복수의 개구부(도시 생략)를 설치함으로써 더욱 더 경량화를 도모할 수 있다.

한편, 도 7의 전지팩(20)에서, 상부 케이스(제 1 케이스 반부)는 수지제로 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 금속제로 해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 금속판을 프레스성형하여 제 1 케이스 반부를 제작하면 좋고, 인젝션성형 등에 의해 제 1 케이스 반부를 주조해도 좋다. 제 1 케이스 반부에 이용되는 금속 재료로는 알루미늄, 스테인레스, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 냉간압연강판, 열간압연강판 및 도금강판 등을 열거할 수 있다. 그리고, 제 2 케이스 반부로 이용되는 금속판으로는 상술한 금속판과 동일한 것을 이용할 수 있다.

또한, 전지팩(20)에서, 제 1 케이스 반부를 금속제로한 경우, 이것에 합체되는 제 2 케이스 반부로는 금속판에 수지제의 테두리체가 일체로 취부된 것을 이용할 필요가 있다. 또한 제 1 케이스 반부를 수지제로 한 경우에는 도 12, 도 15 및 도 18의 경우와 마찬가지로 제 2 케이스 반부를 금속판 만으로 형성할 수 있다.

전지팩(20)에서 제 1 케이스 반부로 이용하는 수지 및 테두리체에 이용하는 수지로는 일반적으로 열가소성수지를 이용할 수 있다. 예를 들어, 폴리카보네이트, 액정 폴리머, 폴리카보네이트와 아크릴부타디엔스티렌 러버의 컴파운드, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드 등의 열가소성 수지이다.

이 경우, 이러한 열가소성 수지를 각기 단독으로 사용하여도 좋지만, 열가소성 수지에 유리섬유의 촙이나 유리비드와 같은 유리성분을 혼합하여 이용하면, 이러한 수지 조성물은 성형후에 치수 수축이 적어지므로 성형후에 수득된 제 1 케이스 반부 및 테두리체는 목표 치수가 확보되고, 동시에 강도도 향상되므로 바람직하다.

특히, 열가소성 수지로서 폴리카보네이트 또는 액정 폴리머를 이용한 상기 수지 소성물의 경우에는 상기 효과가 발현하기 때문에 바람직하다.

이러한 수지 조성물의 조제의 경우에는, 유리섬유의 촙이나 유리비드와 같은 유리성분을 10-25체적% 배합하는 것이 바람직하다.

배합량이 10 체적% 미만인 경우에는 성형한 제 1 케이스 반부나 테두리체의 강도가 그다지 높아지지 않고, 이 때문에 외력을 받으면 휨 또는 비틀림이 제 1 케이스 반부나 테두리체에 생기는 경우가 있다. 배합량을 25 체적% 보다 많게 하면, 인서트몰드시에 성형불량이 일어나기 쉽게 됨과 동시에 성형후에 제 1 케이스 반부나 테두리체의 유연성이 불량해진다.

또한, 금속판의 측벽부와 일체화되는 테두리체의 두께는 금속판의 두께가 0.1㎜인 경우에는 0.6-1.5㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태에서는 회로기판에 돌설된 리드가 수용 케이스에 설치된 창으로부터 노출하고 있는 경우에 관해서 설명하였으나, 미리 수용 케이스에 리드를 성형하고, 케이스의 내부에 이러한 리드와 회로기판을 접속하여도 좋다. 그리고 케이스의 내면이 되는 금속판의 표면에 적정 수지 시이트 등을 피복하여 내부의 편평전지나 회로기판의 절연을 행하여도 좋다.

나아가서, 금속판에 테두리체를 일체로 취부하는 태양에 대해서도, 상술한 인서트몰드에 한정되는 것은 아니고, 금속판을 테두리체에 감합하여도 좋고, 양자를 접착하여도 좋다.

이하 도 32 및 도 33을 참조하여, 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 전지팩을 설명한다.

이러한 전지팩(10')은 기본적으로 도 1의 전지팩(10)과 동일하게 구성되지만, 상부 케이스(12')가 수지의 성형품으로 됨과 동시에 그의 외측표면에 도 12의 라벨(37)에 대응하는 얇은 금속제의 라벨(37')이 점착되어 있는 것이 상이하다.

도 33에 도시된 바와 같이, 전지팩(10')의 하부 케이스(14)는 테두리체(14b)를 형성하는 경우에, 금속판(14a)의 측벽부(14a)에 수지 재료를 인서트몰드함으로써 금속판(14a)와 테두리체(14b)를 일체화시킨 것으로 되어 있다.

여기서, 금속판(14a)으로서는 예컨대 스테인레스강판, 알루미늄판, 알루미늄 합금판, 마그네슘 합금판 및 냉간압연강판, 열간압연강판 및 도금강판 등을 사용할 수 있다. 그리고 하부 케이스(14)의 강도특성과 박형화를 동시에 달성하기 위해서 금속판(14a)는 0.05-0.2㎜ 두께를 갖고 있다. 또한, 테두리체(14b)를 구성하는 수지재료는 예를 들어, 폴리카보네이트, 액정 폴리머, 폴리카보네이트와 아크릴부타디엔스티렌 러버와의 컴파운드, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드 등의 열가소성 수지에서 적절하게 선택된다.

그 경우, 이러한 열가소성 수지를 각기 단독으로 사용하여도 좋지만, 열가소성 수지에 유리섬유의 촙이나 유리비드와 같은 유리성분을 혼합하여 이용하면, 이러한 수지 조성물은 성형후에 치수 수축이 적어지므로 성형된 테두리체는 목표 치수가 확보되고, 동시에 강도도 향상되므로 바람직하다. 이러한 수지 조성물의 제조시에는 유리섬유의 촙이나 유리비드와 같은 유리성분을 10-25 체적% 배합하는 것이 바람직하다.

또한, 테두리체(14b)의 두께는 금속판(14a)의 측벽부(14L)을 확실하게 고정하고, 또한 적정한 강도특성으로 되는 두께로 설정되지만, 예를 들어 금속판(14a)의 두께가 0.05-0.2㎜인 경우에는 0.7-1.5㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상부 케이스(12')는 전체가 얇은 상자 형상을 한 수지의 성형품이지만, 그 외측 표면에는 아크릴계 접착제를 도포하거나 양면 테이프를 이용하여 금속제의 라벨(37')을 점착되어도 좋다.

이러한 라벨(37')로서는, 예를 들어, 스테인레스강 박 및 알루미늄 박 등을 열거할 수 있다. 그리고 라벨(37')의 두께는 너무 두껍게 하면 전체의 박형화에 상반되는 것으로 되고, 역으로 너무 얇게 하면 강도특성의 저하를 초래하므로 50-150㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 하부 케이스(14)의 안에 편평전지와 보호회로기판의 일체화 구조물을 넣고, 그의 상부로부터 상부 케이스(12')를 씌우고, 하부 케이스의 테두리체(14b)와 상부 케이스의 주연부가 당접하는 부분을 접합하여 양 케이스를 일체화함으로써 본 발명의 전지팩이 조립된다.

이 경우 도 33에 도시된 바와 같이, 하부 케이스의 테두리체(14b)에서 당접 부분에 단부(段部)(17)를 형성하고, 또한 상부 케이스에서 당접 부분에는 단부(段部)(12')를 형성하고나서, 양 케이스를 서로 단부로 접합시킨후, 거기에 예를 들어 초음파 용착 처리를 실시하여 양자를 접합, 일체화하면 좋다.

본 발명의 전지팩은 다음과 같은 효과를 제공한다.

(1) 본 발명의 전지팩에서 하부 케이스는 수지제의 테두리체에서 측벽이 구성되고 또한 저벽이 테두리체에 인서트몰드된 금속판으로 구성되어 있기 때문에, 전체가 수지로 성형되어 있는 경우의 하부 케이스에 비해 그의 강도특성은 우수하다. 다시 말해, 금속판의 두께를 얇게 하여도 하부 케이스로서의 강도특성은 확보되고, 그 때문에 전체가 수지로 성형되어 있는 하부 케이스의 경우에 비해, 그의 내용 용적을 크게 할 수 있다.

(2) 또한, 본 발명의 전지팩에서 상부 케이스는 전체가 수지 성형품이라고 하나, 그 외측 표면에 금속제의 라벨이 점착되어 있기 때문에, 당해 라벨이 점착되어 있지 않은 수지제의 상부 케이스의 경우에 비해 그의 강도특성은 향상되어 있다. 그러므로, 이러한 상부 케이스의 경우도 적정한 강도특성을 확보한 상태에서 두께를 얇게 할 수 있고, 그것에 의해 내부 용적을 크게 할 수 있다.

(3) 따라서, 상기 하부 케이스와 상부 케이스를 조합시킨 케이스 전체의 내부 용적은, 종래의 전체가 수지제인 케이스의 경우에 비해 커진다. 이것은 두꺼운 편평전지, 즉 고용량의 편평전지의 수용이 가능하다는 것을 의미한다.

역으로, 전지팩 전체의 두께를 두껍게 하지 않아도, 그의 내부에 수용하는 편평전지의 두께를 두껍게 할 수 있다. 즉, 전체로서는 얇아도 고용량의 전지팩의 조립이 가능하게 된다.

또한, 상부 케이스의 구성을 상기의 설명에서 하부 케이스의 구성으로 변경하고, 또한, 하부케이스의 구성을 상기 설명한 상부 케이스의 구성으로 변경하여도 좋다.

이하에서 34 내지 41을 참조하여 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 전지팩을 설명한다.

본 실시형태의 전지팩 C₀에서 사용하는 편평전지 B₀는 도 38 내지 도 41에 도시된 바와 같이, 도 21 내지 도 24에 도시된 것과 기본 구성이 동일하지만, 1 매의 외장재(4)를 2개로 접어 발전요소 A를 포입하는 점이 상이하다. 또한 이러한 편평전지 B₀는 도 34 및 도 35에 도시된 바와 같이, 도 26에 도시한 편평전지 B에서 칸막이 4a₁, 4a₃의 대부분을 절제한 것으로 되어 있다.

그리고 양음극 탭과 회로기판(6)과의 접속은, 도 36에 도시된 바와 같이 공극부(8)에 회로기판(6)을 배치하고, 또한 양극 탭과 음극 탭의 선단면(先端面)에 예를 들어 동박 촙 (2c)을 초음파 용접한 다음 양극 탭(2a)과 음극 탭(2a)을 도 36에 가상선으로 도시한 바와 같이 상방으로 굴곡하고, 이어서 이러한 동박 촙(2c)을 회로기판상에 실장되어 있는 리드단자(6c)에 예를 들어 납땜 연결한 구조로 되어 있다. 따라서, 도 26 및 도 27에 도시한 전지팩 C의 경우와 같이 회로기판으로부터 연장되는 탭 리드와 양음극 탭과의 접속체를 굴곡하여 회로기판의 상방으로 배치하는 구조가 아니므로, 공극부(8)의 두께 방향의 접속부의 점유 스페이스는 작게 된다. 바꾸어 말하면, 상부 케이스(12)와 회로기판 상면과의 사이의 공극부에서 이용가능한 스페이스는 커지게 된다.

또한, 편평전지 B₀의 주연부 4A₄의 측부에는 칸막이가 없고, 게다가 상술한 바와 같은 공극부(8)에서 이용가능한 스페이스도 크게 되어 있기 때문에, 전지팩 C₀의 상부 케이스(12)는 당해 공극부에 상당하는 장소의 두께 치수를 얇게 할 수 있다. 즉, 도 34에 도시한 바와 같이, 상부 케이스(12)의 외형은 두께 방향에서 단차형(段差形)으로 되어 있다.

따라서, 전지팩 C₀의 경우, 예를 들어 휴대전화에 탑재된 경우에, 상기 단차형상의 얇은 부분을 휴대전화의 컨텍트부에 끼워 넣을 수 있고, 또한 양자의 접촉상태를 안정화할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는 칸막이 형상(4a₁, 4a₃)의 절제 형상이 대략 장방향인 경우를 도시하였지만, 이러한 절제 형상은 도 37에 도시한 바와 같이, 삼각형 형상이어도 좋다.

이하 도 42 및 도 43을 참조하여 본 발명의 제 8 실시형태에 관한 전지팩을 설명한다.

도 42 및 도 43에서 회로기판(6)의, 통상 구리로 구성되는 음극측 랜드(6n)에는 납땜층(71)을 매개로 니켈편(72)가 배설되어 있다. 또한 양극특 랜드(6m)에는 납땜층(71)을 매개로 클래드편(73)이 배설되어 있다.

클래드편(73)은 Al 박(73a)와 니켈 박(73b)을 클래드한 것이고, Al 박(73a)측이 위로 되도록 납땜층(71)의 위에 배설되어 있다.

그리고, 클래드편(73)의 Al 박(73a)에 편평전지 Al제의 양극 탭(1a)을 중합(重合)시키고, 또 Ni편(72)에 니켈제의 음극 탭(2a)를 중합시켜, 각각에 대응하여 예를 들어 병렬 저항 용접법과 같은 스폿 용접을 적용함으로써 접속구조가 형성된다.

이러한 접속구조의 경우, 용접되는 것은 같은 종류의 재료이기 때문에, 이종 재료의 용접시와 비교하면 그 용접 강도는 높고, 따라서 접속강도는 커진다.

또한, 양극 탭(1a), 음극 탭(2a)의 두께는 어느 것이나 100㎛ 정도이므로, 특히 양극 탭과 클래드 편(73)과의 용접에서 용접점수가 너무 적어면, 용접 강도의 점에서 곤란이 발생하므로, 용접점 수를 많게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 음극 탭과 니켈 편의 경우는 2점 정도도 좋지만, 양극단자와 클래드 편의 경우는 4점 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 납땜을 이용한 리흐로 처리에서 보호 회로 부품(6l)을 회로기판(6)에 표면실장하는 경우에, 양극측 랜드(6m)에는 납땜을 통해서 클래드편(73)을 적재하고, 음극측 랜드(6n)에도 납땜을 통해서 내켈편(72)을 적재한 상태로 리흐로 처리를 행함으로써 클래드편(73)과 니켈편(72)을 회로기판(6)에 배설하는 것이 바람직하다.

이 경우 클래드편(73)과 니켈편(72)은 어느 것이나 납땜으로 각각의 랜드에 접합되므로 그의 접합강도는 높아지고, 따라서 상술한 높은 용접강도의 실현과 더불어 전체로서는 접속강도가 높은 접속구조를 형설할 수 있다. 또한, 회로기판(6)에의 클래드편과 니켈편의 배설과 동시에 보호회로부품(6l)의 표면실장도 실현시키기 때문에, 효율이 높은 회로기판(6)을 제조할 수 있다.

실시예

우선, Al으로 구성되는 두께 100㎛, 폭 3㎜의 양극 탭과, 니켈로 구성되는 두께 100㎛, 폭 100㎜의 음극 탭을 갖는 편평전지를 준비하였다.

또한, 종 4㎜, 횡 3㎜의 장방형 형상을 갖고, 모두 구리로 구성되는 양극측 랜드와 음극측 랜드에 공정(共晶) 납땜 박을 얹고, 나아가서 그 위에 양극측 랜드에는 두께 150㎛의 Al박과 두께 150㎛의 Ni박으로 구성되는 클래드편)(종 4㎜, 횡 3㎜)를 니켈박측을 아래로 하여 얹고, 음극측 랜드에는 두께 300㎛의 Ni편(종 4㎜, 횡 3㎜)을 얹은 후, 전체에 온도 200℃의 리흐로 처리를 행하고, 실온하에서 방냉(放冷)하여 도 43에 도시된 회로기판(6)으로 하였다.

이어서, 클래드 편에 편평전지의 양극 탭을 중합하고, 니켈 편에 편평전지의 음극 탭을 중합시킨 후 스폿 용접을 행하여 접속구조를 형성하였다. 양극 탭에의 용접점의 수는 4점, 음극 탭의 용접점의 수는 2점으로 하였다.

이어서, 양극 탭과 음극 탭을 각각 5㎜/min으로 인장(引張)하여 접속구조의 파괴시험을 행하였다. 그 결과, 접속구조는 인장강도가 30N으로 되어도 파괴되지 않고, 양극 탭과 음극 탭 자체가 갈라졌다.

또한, 비교를 위해, 양극 랜드에 클래드편 대신에 음극에 이용한 Ni편을 배치하고, 편평전지의 양극 탭을 실시예와 동일한 조건에서 스폿 용접하여 접속구조의 형상을 시도했지만 용접은 할 수 없었다.

이하 도 44 내지 도 46을 참조하여 본 발명의 제 9 실시형태에 의한 전지팩을 설명한다.

본 실시형태의 전지팩은 편평전지의 양극 탭 또는 음극 탭과 회로기판과의 사이에 저항체 소자를 개재시킨 점에서 특징이 있다. 저항체 소자는 편평전지의 테라스 형태의 공극부(8)에 수용된다.

이러한 저항체소자(90)는 도 45에 도시된 바와 같이, 예를 들어, Ni로 구성된 2매의 금속박(90a, 90b)의 사이에, 양의 온도계수를 갖는 도전성 폴리머 시이트(90c)가 개장(介裝)된 구조로 되어 있고, 통상 그의 두께는 0.5-1.5㎜ 정도이다. 그리고, 도전성 폴리머 시이트(90c)는 절연체인 폴리머에 도전체인, 예컨대 카본입자가 분산되어 있고, 평상상태, 즉, 상온하에서는 카본입자가 형성하는 도전패스의 작용에 의해 저저항(低抵抗)으로 되어 있다.

그러나, 상온에서 온도가 상승해 감에 따라 절연체인 폴리머의 열팽창이 진행되어, 전술한 도전패스는 절단(切斷)되어 가므로, 그의 전기저항값은 점차 증대하게 된다. 즉, 양의 온도계수(positive temperature coefficient: PTC)를 갖고 있다. 그리고, 임의의 온도에 도달하면, 급격하게 저항값이 상승하여 실질적으로 절연체로 바뀐다.

그리고, 온도가 낮아짐에 따라 상술한 것과 반대되는 거동을 보이고 평상상태에서는 다시 원래의 저저항 상태로 복원한다.

본 실시형태의 편평전지는 상술한 PTC 특성을 갖는 저항체소자(90)를 이용하여 조립된다.

그 경우 저항체 소자(90)로서는 도 45 및 도 46에 도시된 바와 같이, 금속박(90a, 90b)이 서로 직교하여 배치되어 있고, 평면에서 볼 때의 형상이 L자 형상으로 되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

조립시에는, 우선 도 46에 화살표로 도시한 바와 같이 편평전지의 단자측 주연 봉지부(4A₄)로부터 인출되어 있는 알루미늄의 양극 탭(1a)의 하면에 저항체 소자(90)의 일방의 금속박(90a)의 단부를 당접하여 양자를 접속한다. 구체적으로는, 양극 탭과 금속박을 포개어 합치고, 여기에 초음파 용접을 행하여 양자를 접속한다.

이어서 양극 탭(1a)을 공극부(8)쪽으로 구부린다. 이 경우 공극부(8)에는 단열재(91)이 배선된다. 이러한 양극 탭(1a)의 절곡에 의해, 도 44에 도시된 바와 같이, 저항체소자(90)는 뒤집어져 있는 상태로 단열재(91)에 배치되어 공극부(8)에 수용된다. 그리고, 저항체 소자(90)의 타방의 금속박(90b)은 음극 탭(2a)과 평행하게 공극부(8)로부터 외방으로 연재한다.

여기서, 단열재(91)는 전지팩의 작동시에 고온으로 되는 저항체 소자(90)로부터 발전요소에의 열의 전달을 방지하기 위하여 설치되는 것으로, 예를 들어, 폴리우레탄수지 및 파이버지 등을 기재로 하는 테이프이며, 그의 두께는 0.5-2㎜ 정도로 되어 있다.

이러한 편평전지의 효과는 다음과 같은 효과를 제공한다.

(1) 예를 들어, 외부 단락에 의거하여 저항체소자(90)에 과전류가 흐르게 한다. 저항체 소자(90)는 저항 발열하여 PTC 특성을 보이기 시작하고, 임의의 온도(예를 들어, 100℃)에 이르면 사실상의 절연체로 되어, 과전류를 차단하여 과전류 보호기능을 발휘한다. 그리고, 온도가 낮아지면, 저항체 소자(90)는 다시 저저항체로 복원한다.

즉, 이러한 저저항체소자의 PTC 특성에 의해, 편평전지는 일과성의 과전류 보호기능이 아닌, 영속적인 과전류보호기능을 구비하고 있다.

(2) 이러한 편평전지의 경우, 두께가 0.5∼1.5㎜ 정도의 저항체소자와 두께가 0.5∼2㎜ 정도의 단열재(91)를 높이가 3∼5㎜ 정도인 공극부(8)의 안에 수용하고 있기 때문에, 편평전지의 전체의 두께를 희생하지 않고 과전류보호기능이 부여되어 있다.

(3) 또한 저항체 소자의 금속박(90a, 90b)은 일반적으로 Ni박이므로, 도 44에 도시된 바와 같이 조립한 편평전지에서 출력단자는 어느 것이라도 Ni제로 된다. 그 때문에, 다른 회로부품 등의 사이의 접속을 행하기 쉬워진다.

이하, 도 47 내지 도 49를 참조하여, 본 발명의 제 10 실시형태에 의한 전지팩을 설명한다.

도 47에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 전지팩(201)은 전자기기(202)에 탑재되어 실사용에 제공되지만, 전지팩(201)에는 단자부 A11이 형성되고, 또한 전자기기(202)에는 단자부 A11에 접속가능한 단자부 B11이 형성되어 있다. 그리고, 이러한 단자부 A11과 단자부 B11은 전지(201)를 전자기기(202)에 탑재하면, 서로 기계적으로 계합하여 일체화한다.

따라서, 전체에 외력이 가해져 전지팩(201)이나 전자기기(202)가 휨 등의 변형을 일으켜도 접속부 A11과 접속부 B11은 견고하게 계합하여 일체화되어 있기 때문에 평판단자의 경우와 같은 접촉불량을 일어키는 일은 없다.

도 48에 도시된 바와 같이, 전지팩(201)은 필름 전지와 같은 편평전지(201A)와 평편전지의 양음의 리드(201a, 201a)가 접속되는 회로기판(201B)와 상부케이스(201C)와 하부 케이스(201D)로 구성되는 수용 케이스를 구비하고 있다. 그리고, 회로기판(201B)에는 단자부 A11이 배설되어 있고, 상부 케이스(201C)의 측벽에는 단자부 A11의 외측 형상과 거의 같은 형상을 한 절립부(201b)(잘라 낀 부분)가 형성되어 있다.

따라서, 이러한 전지팩의 하나의 측면으로부터 단자부 A11의 정면만이 노출하게 된다.

단자부 A11은 전체가 전기절연성의 수지로 구성되고 동시에 정면에는 3개의 사각형을 한 삽입공(203a)을 갖는 수지몰드체(203)와 그의 삽입공(203a)의 내부에서 노출하도록 몰드성형되고 회로기판(201B)의 소정 단자(도시하지 않음)와 접속하는 예를 들어 구리제의 단자(203b)로 구성되어 있다.

한편, 전자기기(202)에는 도 49에 도시한 바와 같이, 단자부 A11에 대응하는 장소에 3개의 단자(204)가 돌설되고, 전자기기측의 단자부(B11)를 형성하고 있다. 여기서, 단자(204)의 단면 형상은 단자부 A11의 삽입공(203a)과 서로 닮은 형으로 되어 있고, 또한 약간 크게 되어 있다.

전지팩(201)을 도 47에 도시한 바와 같이, 전자기기(202)의 위를 슬라이드시켜 탑재하면, 표면(202a)에 돌설되어 있는 전자기기측의 단자(204)는 단자부 A11의 삽입공(203a)에 삽입된다. 삽입공(203a)은 단자(204) 보다도 약간 작은 구경이므로, 삽입공(203a)이 약간 큰 직경이 된다. 그 경우, 수지몰드체(203)의 탄성에 의해 단자(204)는 삽입공(203a)의 안에 압입되고, 단자부 A11과 단자부 B11이강고하에 계합하여 일체화한다. 그리고, 삽입공(203a)내의 단자(203b)와 단자 204가 확실하게 면접촉한다. 만약 전지팩이나 전자기기에 변형이 일어나도, 전지팩의 단자부와 전자기기의 단자부와의 일체화 구조는 변형의 영향을 받지 않고 단자끼리의 면접촉 상태도 또한 확보되게 된다.

그리고, 이러한 일체화 구조에 있어서, 단자부 A11의 삽입공(203a)은 사각형이 아니고 원형이어도 좋다. 그 경우, 단자부 B11에 있어서의 단자 204는 원주형상으로 한다. 또한, 단자부 A11에 있어서의 단자 본체(203b)는 삽입공(203a)의 내벽에 고정된 도면과 같은 평판형상이 아니고, 전체로서 관형상을 하고 있어도 좋다. 이 경우가 삽입공(203a)의 내벽 전체로 단자 204를 파지하게 되기 때문에 접촉불량은 일어나기 어렵게 된다.

도 50은 본 발명의 제 11 실시형태에 관한 전지팩을 도시한 것으로, 이러한 전지팩은 도 48에 도시한 단자부 A11과 구성이 상이한 단자부 A12를 갖는다.

이러한 단자부 A12는 전체로서 일방이 개구하는 상자형상을 한 수지몰드체(203)과 그의 하벽에 몰드성형에 의해 고정된 단자본체(203b)로 구성되고, 이러한 단자부 A12는 회로기판(201B)의 상면(上面)의 소정 위치에 장착되어 있다.

그리고, 상부 케이스(201C)의 일측에는 이러한 단자부 A12의 외형 형상과 거의 같은 형상의 절립부(201b)가 형성되어 있다.

따라서, 도 51에 도시된 바와 같이, 전지팩의 일측에는 단자부 A12의 정면이 요부로 존재하고, 그 가운데에 단자 본체(203b)가 노출하는 것으로 된다.

이러한 단자부 A12와 계합하는 전자기기의 단자부 B12는 도 52에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 상하로 배치된 한 쌍의 단자(204, 204)로 구성되고, 이러한 한 쌍의 단자 사이의 상하방향 간격은 단자부 A12의 하부 케이스(201D)측의 부분의 두께 보다도 약간 작게 되어 있다.

이러한 전지팩(201)을 전자기기(202)에 탑재하면, 전지팩의 단자부 1A2에 있어서의 하부 케이스측의 부분이 한 쌍의 단자(204, 204)의 사이에 협입된다. 그리고, 이러한 한쌍의 단자(204, 204)의 탄성에 의해 단자부 A12의 단자(203b)와 단자부 B12의 상측 단자(204)가 압접하여, 서로 계합하고 일체화된다.

도 53은 본 발명의 제 12 실시형태에 의한 전지팩을 도시한 것이다.

이러한 전지팩에서, 회로기판(201B)의 중앙부를 돌출시킨 형상(201c)으로 하고, 거기에 단자(203b)가 형성되며, 상부 케이스(201C)의 일측에는 돌출부분(201c)의 배부와 측부를 피복하는 형상의 요부(201d)가 형성되어 있다.

따라서, 전지팩을 조립하면, 도 51에 도시한 단자부 A12의 경우와 동일한 구조의 단자부가 형성되게 된다. 따라서, 이러한 전지팩의 경우도, 전자기기측의 단자부로 도 52에 도시한 바와 같은 단자부 B12를 채용함으로써 전지 탑재시에는 양 단자부가 계합하여 일체화구조를 형상할 수 있다.

도 54는 본 발명의 제 13 실시형태의 전지팩에 형성되는 단자부 A13을 도시한다.

이러한 단자부 A13은 전부(前部)와 하부(下部)와 상부(上部)가 개구하는 3개의 슬릿부(203c)를 갖는 수지몰드체(203)와, 이러한 슬릿부(203c)에 배치되는 단자(203b)로 구성되고, 그리고 이러한 단자부 A13은 회로기판(201B)의 하면에 장착된다.

단자(203b)는 선단편(203d)에서 분지하여 서로 대향하는 2매의 단자편(203b₁, 203b₂)을 갖는 스프링 구조로 되어 있고, 이것은 슬릿부(203c)의 안에 도 54에서 화살표로 도시한 바와 같이 삽입되어, 선단편(203d)이 수지 몰드체(203)의 상부 개구 위에 위치하게 되어 회로기판(201b)의 단자(도시하지 않음)와 접속되어 2매의 단자편(203b₁, 203b₂)이 그의 스프링압으로 각 슬릿부의 경계벽(203e)과 압접함으로써 슬릿부 안에 고정되어 있다.

그리고, 수지몰드체(203)는 도 55에 도시한 바와 같이, 회로기판(201B)의 하면에 장착된 상태로 수지몰드체(203)의 하부가 노출하도록 절립부(201e)를 형성한 하부 케이스(201D)에 배치되고, 더욱이, 여기에 절입루(201d)가 형성되어 있는 상부 케이스(201C)를 배치하여 전지팩이 조립된다.

따라서, 조립한 전지팩은 도 56에 도시한 바와 같이, 전지팩의 상부 케이스(201C)의 절립부로부터는 수지몰드체(203)의 앞부분이 노출하고, 하부 케이스(201D)의 배면 절립부로부터는 수지몰드체(203)의 하부가 노출한 단자부 A13이 형성되어 있다.

이러한 단자 A13과 계합하는 건자기기의 단자부 B13은 도 57에 도시된 바와 같이, 단자부 A13의 단자편(203b)와 대향하는 면에 돌설된 판상의 단자(204)로 구성된다. 그리고, 이러한 단자(204)의 두께는 단자편(203b₁, 203b₂) 사이의 간격 보다 약간 크게 되어 있다.

이러한 전지팩(201)을 전자기기(202)에 탑재하면, 단자부 A13의 단자편(203b₁, 203b₂)의 사이에 단자(204)가 삽입되지만, 이러한 단자는 수지몰드체(203)의 경계벽(203e)의 탄성에 의해 끼워 넣음으로써 한 쌍의 단자편(203b₁, 203b₂)과 계합하여 일체화 구조를 형성한다.

또한, 이러한 단자 A13의 경우는 하부 케이스에도 슬릿이 형성되어 있기 때문에, 도 58에 도시한 바와 같이, 전지팩(201)을 기기 본체(202)의 대각선 상향으로부터 탑재하여, 슬릿에 단자(204)를 계합시킬 수 있다.

도 59는 본 발명의 제 14 실시형태에 의한 전지팩을 도시한 것이다.

이러한 전지팩에서 단자부 A14는 전지팩(201)으로부터 리드선(203f)을 인출하고, 그러한 선단(先端)에 내부 단자(도시하지 않았음)를 일체 성형한 수지몰드제의 커넥터(203g)를 접속한 것이다. 그리고, 전자기기측에는 이러한 커넥터(203g)에 계합하는 단자를 형성하고, 양자를 감합시켜 일체화 구조가 조립되도록 되어 있다.

또한, 제 10 내지 도 14 실시형태의 경우는 모두 단자부를 1 단으로 구성한 것이나, 본 발명에서 단자부는 이러한 태양으로 한정되는 것은 아니고, 삽입공이 상하 2단으로 형성되어 있는 구조이어도 좋다.

이하 도 60 내지 도 62를 참조하여 본 발명의 제 15 실시형태에 관한 전지팩에 관하여 설명한다.

도 60에서, 참조부호 311은 편평전지, 312는 이러한 전지의 보호회로이다. 이러한 보호회로(312)는 소위 플렉서블 인쇄 배선판이라 불리우는 가요성 회로기판(313)에 복수의 전자부품(314)을 실장한 것이다. 또한, 가요성 회로기판(213)에는 탭(313a)이 설치되고, 전지(311)로부터 도출된 양극 리드탭(311a)이 용접 등에 의해 탭(313a)에 연결된다. 더욱이, 가요성 회로기판(313)의 일부는 전지(311)로부터 외부로 도출되어 외부접속 단자를 이루는 편부(313b)로서 형성되어 있다.

그러나, 이와 같은 편부(313b)를 구비하고, 보호회로(312)를 실장하여 되는 가요성 회로기판(313)은 전지(311)와 함께 전지팩을 구성하는 편평한 상자형의 수용 케이스(315)에 일체로 조립된다. 그리고 외부 접속 단자를 구성하는 편부(313b)는 예를 들어, 도 61에 도시한 바와 같이 수용 케이스(315)의 일단부(一端部)로부터 수용 케이스(315)의 주면과 평행하게 외부로 인출되고, 그의 단부(端部) 자체를 그의 양면으로부터 후술하는 커넥터에 의해 협지(挾持)되는 접속단자부로서 기능시키는 것으로 되어 있다.

즉, 이러한 실시형태에 관한 전지팩은 가요성 회로기판(313)의 일부를 구성하는 편부(313b)를 케이스(315)로부터 외부로 도출하여 외부접속단자로서 기능시키는 것으로 되어 있고, 도 62에 도시된 바와 같이, 전자기기에 설치된 커넥터(316)에 편부(313b)가 그의 양면으로부터 협지됨으로써 전기적 접속이 이루어지도록 되어 있다.

더욱이, 도 62에서 부호 317은 전자기기측의 인쇄기판이고, 전자기기의 커넥터(316)는 이러한 인쇄기판(317) 위에 취부되어 있다. 또한, 커넥터(316)로는, 예를 들어, 협지편(316a)을 개폐함으로써 가요성 회로기판(313)의 편부(313b)를 협입하는 것이어도 좋지만, 편부(313b)가 삽입가능한 슬릿 형상의 구(溝)를 갖고, 이러한 구에 삽입된 편부(313b)를 그의 내부에 설치한 탄성편으로 이루어진 접촉부재에 의해 양면으로부터 협지하여 전기적 접속을 이루는 구조의 것이어도 좋다.

그리하여 상술한 구성의 전지팩에 의하면, 가요성 회로기판(313)의 편부(313b)를 전자기기와의 외부접속단자로 하므로, 종래와 같이 단자판을 조립할 필요가 없고, 그의 구성부품 점수(点數)를 줄일 수 있다. 그리고 외부접속단자로서 기능하는 편부(313b)는 가요성 회로기판(313)의 일부이므로 구부림에 대하여 강인하고, 비교적 임의로 절곡가능하다. 따라서, 수용 케이스(313)로부터 돌출하여 있어도, 외력을 받아 손상되는 등의 위험이 비교적 적다. 이와 관련해서, 종래의 글래스 에폭시 수지제의 인쇄 회로기판을 수용 케이스(315)의 외부로 둘출시킨 경우에는 외력을 받아 깨지는 등의 손상이 생기기 쉬운 등의 문제가 있었다.

또한, 전자기기의 커넥터(316)의 위치에 합체되어 가요성을 갖는 편부(313b)에 구부림을 가하면서 커넥터(316)와의 전기적 접속을 이루는 것도 가능하고, 따라서, 간이하고 확실하게 전자기기와의 접속을 형성시킬 수 있다. 더욱이, 커넥터(316)의 슬릿상의 구(溝)에 편부(316b)를 꽂을 수 있기 때문에, 전자기기에의 전지팩의 장착에 수반하여 편부(313b)와 커넥터와의 접속작업이 용이하게 되는 등의 이점이 있다.

또한 전자기기와 관련해서는 종래와 같이 커넥터(316)를 전지팩과 중합시켜 배치할 필요가 없고, 전지팩의 측부에 커넥터(316)를 설치하기만 하여도 좋기 때문에, 그의 박형화를 도모함에 있어 좋다. 그리고, 전자기기에서 전지팩의 장착부가 전지팩의 주면방향으로 해당 전지팩을 착탈할 수 있도록 크게 개구(開口)되어 있는 경우에도, 편부(313b)의 구부림을 이용하여 전기적 접속을 행하면서 전지팩을 장착하는 것이 가능하고, 커넥터(316)에 의해 전기적 접속을 이루는 방향과, 전지팩의 장탈(裝脫) 방향을 일치시킬 필요가 없는 등의 효과가 제공된다.

현재까지 상술한 실시형태에서는 가요성 회로기판(313)의 편부(313b)를 전자기기와의 전기적 접속을 이루는 외부 접속단자로 수용 케이스(315)의 외부로 인출한 구조에 관해서 예시하였으나, 역으로 전자기기측에 전지팩과의 전기적 접속을 이루는 가요성 회로기판으로 구성되는 접속단자를 설치하여도 좋다. 이 경우, 전지팩의 가요성 회로기판(313)에는 전자기기측으로부터 도출된 가요성 회로기판으로 이루어지는 접속단자를, 그의 양면으로부터 협지하여 전기적 접속을 이루는 커넥터를 설치하도록 하면 좋다.

이와 같이 하여 전자기기측에 가요성 회로기판으로 구성된 접속단자를 설치하고, 전지팩측에 커넥터를 설치한 구조의 전지팩으로도, 전지팩과 전자기기와의 전기적 접속을 가요성 회로기판을 통해서 이룰 수 있다. 그리고, 전지팩에 설치되는 커넥터로 가요성 기판을 협입한 박형구조의 것을 채용할 수 있기 때문에, 그의 두께가 증가하지 않는다. 더욱이, 전지팩으로부터 가요성 회로기판의 편부가 돌출하는 일이 없기 때문에, 그의 취급이 용이하다.

더욱이, 본 실시형태의 전지팩은 여러가지로 변형가능하다. 예를 들어, 전지의 크기와 그의 전지용량 등은 사양에 따른 것이면 좋고, 보호회로가 갖는 기능으로서는 과충전 보호 및 과방전 보호 뿐만 아니라 전지잔량감시기능 등을 구비한 것이어도 좋다. 또한, 외부접속단자는 적어도 전지의 양음극 전극을 포함하는 것이면 좋다. 그리고, 외부접속단자를 이루는 편부를 협지하는 커넥터의 구조도 특히 한정되지 않는다.

본 발명은 상기 제 1 내지 제 15 실시형태의 것에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형가능하다. 예를 들어, 각 실시형태의 전지팩의 특성을 조합시킬 수 있다.

또한, 상기 제 1 내지 제 15 실시형태 각각은 양극과 음극 및 양자 사이에 배치된 전해질 등으로 이루어지는 발전요소를 포함하는 필름상의 편평전지를 구비한 것으로 되어 있지만, 본 발명의 필름상의 편평전지는, 예를 들어, 본 발명의 편평전지는 양극과 음극 및 양자 사이에 개재하는 세퍼레이터로 이루어지는 적층체를 소용돌이상으로 권회한 것을 편평 형상으로 형성하여 수득한 발전요소를 포함하는 것이어도 좋다. 즉, 발전요소의 구조, 형태 등은 전지의 사양에 따라 변경가능하다.

본 발명의 전지팩은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명의 전지팩은 수용 케이스의 강도가 우수하고 두께가 얇으며, 수용 케이스내의 사공간을 이용하여 전지팩의 소형화 효과를 제공한다.

또한 본 발명에 의하면 전자기기의 접속부와 여기에 장착되는 전지팩의 접속부를 강고하게 계합가능하도록 하고, 외력을 받아 전자기기와 전지팩이 변형된 경우에도 양자 사이의 전기접속불량이 일어나지 않도록 하는 효과를 수득할 수 있고, 전지 높이 방향으로 절곡되는 외장재의 봉지부의 회로기판측에서의 높이를 저감시킴은 물론 박형화된 전지팩을 제공한다.

또한 본 발명은 편평전지의 양음극 탭과 회로기판의 접속단자를 직접 전기적으로 접속하여 평면적인 크기를 저감시킨 전지팩을 제공하고, 전지팩과 이것이 장착되는 전자기기 사이의 전기접속 부분의 구성을 간이화함과 동시에 이러한 전기 접속 부분에 있어서 전지팩 높이 방향 크기를 저감시킨 전지팩을 제공한다.

본 발명의 전지팩은 편평전지의 양음극 탭과 회로기판의 랜드와의 접속강도가 우수하고, 외부 단락에 의한 과전류로부터 전지를 보호하는 과전류보호기능이 우수하다.

Claims (38)

1. 편평한 발전요소(A)와, 이것을 밀봉하는 적어도 1매의 외장재(4)와, 이러한 와장재의 봉지부(4A₁, 4A₂, 4A₃, 4A₄)를 통하여 발전요소로부터 외장재의 외부로 연장하는 양극 탭(1a) 및 음극 탭(2a)을 갖는 편평전지(B₁, B₂);

   상기 양극 탭 및 상기 음극 탭에 접속되는 회로기판(6); 및

   상기 편평전지의 2개의 주평면(主平面)을 따라 각기 연장하는 2개의 주벽(12a, 14a; 12', 14a; 22a, 24a; 32a, 34a; 42a, 44a; 52a, 54a)을 갖는 수용 케이스(16, 26, 36, 46, 56)를 구비하는 전지팩(10, 10', 20, 30, 40, 50)으로,

   여기서, 상기 회로기판의 적어도 일부는 상기 외장재의 회로기판측의 봉지부(4A₄)와 상기 수용 케이스의 내면으로 획성(畵成)되는 공극부(8, 8')에 배치되고, 또한 상기 수용 케이스의 상기 2개의 주벽의 적어도 일방은 적어도 일부가 금속판으로 이루어지는 전지팩.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수용 케이스(16, 36, 46, 56)는 2개의 케이스 반부(半部)(12, 14; 32, 34; 42, 44; 52, 54)로 이루어지고,

   상기 케이스 반부의 각각은 적어도 일부가 금속판으로 되어 있는 주벽(12a, 14a; 32a, 34a; 42a, 44a; 52a, 54a)를 포함하는 전지팩(10, 30, 40, 50).
3. 상기 케이스 반부의 각각은, 그의 주벽을 이루는 금속판(12a, 14a; 32a, 34a; 42a, 44a; 52a, 54a)과 이것에 취부되는 수지제의 테두리체(12b, 14b; 32b, 34b; 42b, 44b; 52b, 54b)를 포함하고, 상기 양자의 케이스 반부는 이것의 테두리체를 통하여 서로 일체화되어 있는 전지팩(10, 30, 40, 50).
4. 제 3항에 있어서, 상기 각각의 케이스 반부의 상기 주벽을 이루는 금속판(12a, 14a)은 그의 케이스 반부의 상기 테두리체(12b, 14b)에 인서트몰드되는 전지팩.
5. 제 2항에 있어서, 일방의 케이스 반부(34)는 그의 주벽을 이루는 금속판(34a, 44a)과 이것에 취부되는 수지제의 테두리체(34b, 44b)를 포함하고, 타방의 케이스 반부는 금속판(32, 42)만으로 구성되며, 이러한 금속판(32, 42)은 상기 일방의 케이스 반부의 상기 테두리체(34b, 42b)에 감합하는 측벽부(32b, 42b)를 갖는 전지팩(30, 40).
6. 제 5항에 있어서, 상기 금속판의 상기 측벽부(42b)에는 계지부(係止部)(42s)가 형성되고, 상기 테두리체(44b)에는 상기 계지부가 감입가능한 요부(凹部)(44c)가 형성되고, 상기 계지부는 상기 테두리체의 상기 요부내에서 확개하여 상기 테두리체로부터의 상기 금속판의 이탈을 방지하는 것인 전지팩(50).
7. 제 1항에 있어서, 상기 수용 케이스(26)는 2개의 케이스 반부(12', 14; 22, 24)로 이루어지고,

   일방의 케이스 반부(12', 22)는 수지제의 테두리체로 구성되고,

   타방의 케이스 반부(14, 24)의 주벽은 적어도 일부가 금속판(14a, 24a)로 이루어진 전지팩(10', 20).
8. 제 7항에 있어서, 상기 타방의 케이스 반부(14, 24)는 그의 주벽을 이루는 금속판(14a, 24a)과 이것에 취부되는 수지제의 테두리체(14b, 24b)를 포함하고,

   상기 일방의 케이스 반부(12', 22)는 상기 타방의 케이스 반부의 상기 테두리체에 취부되는 전지팩(10', 20).
9. 제 8항에 있어서, 상기 타방의 케이스 반부(14)의 상기 주벽을 이루는 금속판(14a)은 상기 타방의 케이스 반부의 상기 테두리체(14b)에 인서트 몰드되는 전지팩(10').
10. 제 7항에 있어서, 상기 일방의 케이스 반부(12')의 표면에 금속제의 라벨(37')이 점착되는 전지팩(10').
11. 제 3항, 제 4항, 제 7항 또는 제 9항에 있어서, 상기 테두리체(12b, 14b; 12'; 22; 32b, 34b; 42b, 44b; 52b, 54b)의 구성재료는 열가소성 수지와 유리성분으로 구성되는 수지 조성물인 전지팩(10, 10', 20, 30, 40, 50).
12. 제 11항에 있어서, 상기 열가소성 수지가 폴리카보네이트 또는 액정폴리머 또는 폴리카보네이트와 아크릴부타디엔스틸렌 수지와의 컴파운드이고, 상기 유리성분이 유리섬유의 촙 또는 유리비드인 전지팩(10, 10', 20, 30, 40, 50).
13. 제 12항에 있어서, 상기 유리 성분의 배합량이 10-25 체적%인 전지팩(10, 10', 20, 30, 40, 50).
14. 제 3항에 있어서, 일방의 케이스 반부(14)의 상기 테두리체(14b)는 이러한 케이스 반부(14)의 상기 주벽을 이루는 상기 금속판(14a)의 내면상으로 연출(延出)하여 절연영역(14i)을 형성하는 전지팩(10).
15. 제 8항에 있어서, 상기 타방의 케이스반부(24)의 상기 테두리체(24b)는 상기 타방의 케이스반부의 상기 주벽을 이루는 상기 금속판(24a)의 내면상으로 연출하여 절연영역(24i)을 형성하는 전지팩(20).
16. 제 3항에 있어서, 상기 2개의 케이스 반부의 어느 일방(14, 34, 44)에는 상기 회로기판(6)과 전자기기와의 접속에 제공되는 접속단자(6c)가 이러한 케이스 반부의 외면에 노출하여 설치되는 전지팩(10, 30, 40).
17. 제 16항에 있어서, 상기 접속단자(6c)는 이것이 설치된 케이스 반부(14, 34, 44)의 상기 테두리체(14b, 34b, 44b)에 형성된 개구부(14d, 34d, 44d)를 통하여 이러한 테두리체의 외면에 노출하는 전지팩(10, 30, 40).
18. 제 8항에 있어서, 상기 타방의 케이스 반부(14, 24)에는 상기 회로기판(6)과 전자기기와의 접속에 제공되는 접속단자(6c)가 이러한 케이스 반부의 외면에 노출하여 설치되는 전지팩(10', 20).
19. 제 18항에 있어서, 상기 접속단자(6c)는 이것이 설치된 케이스 반부(14, 24)의 상기 테두리체(14b, 24b)에 형성된 개구부(14d, 24d)를 통하여 이러한 테두리체의 외면에 노출하는 전지팩(10', 20).
20. 제 1항에 있어서, 상기 양음극 탭(1a, 2a)과 상기 회로기판(6)의 단자부(6f)와의 접속부는 상기 공극부(8')의 안에 배치되는 전지팩(10).
21. 제 1항에 있어서, 상기 회로기판(6)의 위에는 한 쌍의 랜드부(6m, 6n)가 형성되고, 상기 한 쌍의 랜드부와 상기 양음극 탭(1a, 2a)이 직접 접속되는 전지팩.
22. 제 21항에 있어서, 상기 회로기판(6)에는 회로부품(6l)이 실장되고,

    상기 양극 탭(1a)은 Al로 이루어지고, 상기 음극 탭(2b)은 Ni로 이루어지며,

    상기 양극 탭 및 상기 음극 탭은 상기 회로기판의 한 쌍의 랜드부에 용접되며,

    상기 한 쌍의 랜드부는 Al/Ni 클래드편의 Ni면이 납땜 연결된 양극측 랜드부(6m)와 Ni편이 납땜 연결된 음극측 랜드부(6n)로 이루어지는 전지팩.
23. 제 22항에 있어서, 상기 납땜 연결은 상기 보호회로부품(6l)의 표면실장시의 리후로 처리와 동시에 행해지는 전지팩.
24. 제 3항에 있어서, 상기 2개의 케이스 반부의 적어도 일방(44)의 상기 주벽을 이루는 상기 금속판(44a)에는 복수의 립(44r) 또는 개구부가 형성되는 전지팩(40).
25. 제 7항에 있어서, 상기 일방의 케이스 반부(22)는 상기 전지팩이 장착되는 전자기기(80)의 외벽의 일부를 구성하는 전지팩(20).
26. 제 1항, 제 2항 또는 제 7항에 있어서, 상기 전지팩은 단자부(B11, B12, B13)를 갖고 전자기기(202)에 장착가능하도록 설치되며,

    상기 전지팩은 상기 전자기기의 상기 단자부에 대향하여 상기 수용 케이스(201)에 장착되고 상기 전자기기의 단자부에 접속가능한 단자부(A11, A12, A13)를 포함하며,

    상기 전지팩의 상기 단자부(A11, A12, A13)는 상기 수용 케이스(201)에 장착되는 수지몰드체(203)와, 이러한 수지몰드체의 내부에 노출하여 배치되고 상기 회로기판(6)에 접속된 단자(203b)를 가지며, 상기 전지팩을 상기 전자기기에 장착한 경우에 상기 전자기기의 상기 단자부(B11, B12, B13)에 견고하게 계합하는 전지팩.
27. 제 26항에 있어서, 상기 전지팩의 상기 단자부(A11)는 그의 수지몰드체(203)에 복수의 삽입공(203a)이 형성됨과 동시에 이러한 삽입공에 수용되는 복수의 단자(203b)를 갖고,

    상기 전자기기의 상기 단자부(B11)는 상기 전지팩의 상기 단자부의 상기 수지몰드체에 형성된 상기 삽입공(203a)에 압입되는 복수의 단자(204)를 갖는 전지팩.
28. 제 26항에 있어서, 상기 전지팩의 상기 단자부(A13)는 그 수지몰드체(203)에 복수의 슬릿(203c)이 형성됨과 동시에 이러한 슬릿에 수용되는 복수의 단자(203b)를 갖고,

    상기 전지팩의 상기 단자부의 상기 단자(203b)의 각각은 상기 회로기판에 접속되는 선단편(先端部)과 이것과 일체의 2개의 단자편(203b1, 203b2)을 갖고, 상기 2개의 단자편은 상기 수지몰드체의 서로 대향하는 2개의 슬릿 획성면(203c)에 양자의 상기 단자편의 스프링에 의해 압접하고,

    상기 전자기기의 상기 단자부(B13)는 복수의 단자(204)를 갖고, 이러한 단자의 각각은 상기 전지팩의 상기 단자부의 상기 복수의 단자의 대응하는 것의 상기 2개의 단자편(203b1, 203b2)의 사이에 압입되는 전지팩.
29. 제 1항, 제 2항 또는 제 7항에 있어서, 상기 편평전지의 상기 발전요소(A)는 적어도 1매의 외장재(4)에 의해 밀봉되고,

    상기 외장재는 상기 발전요소의 2개의 측연(側緣)을 따라 각기 연장하는 제 1 및 제 2 주연부(4A₁, 4A₃)과 상기 발전요소의 회로기판측의 단연(端緣)을 따라 연장하는 제 3 주연부(4A₄)를 포함하는 적어도 3개의 주연부에서 봉지되며,

    상기 외장재의 상기 제 1 및 제 2 주연부는 상기 발전요소의 양자의 상기 측연을 따라 상기 편평전지의 두께 방향으로 절곡되고,

    상기 제 1 및 제 2 주연부의 회로기판측의 부분의 폭 치수는 상기 제 1 및 제 2 주연부의 그의 다른 부분의 폭 치수 보다 적게 되고, 상기 제 1 및 제 2 주연부를 절곡한 경우에 양자의 상기 주연부의 회로기판측의 부분의 높이 치수가 적은 것으로 되는 전지팩.
30. 제 29항에 있어서, 상기 편평전지의 상기 발전요소(A)는 2개의 절곡된 1매의 외장재(4)에 의해 밀봉되고,

    상기 외장재는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 주연부(4A₁, 4A₃및 4A₄)에서 봉지되는 전지팩.
31. 제 1항, 제 2항, 또는 제 7항에 있어서, 상기 회로기판(313)은 가요성을 갖고, 상기 수용 케이스(315)로부터 외부로 연장하는 편부(313b)를 갖고, 상기 편부는 상기 전지팩과 이것이 장착되는 전자기기와의 전기적 접속에 제공되는 외부접속단자로서 기능하는 전지팩.
32. 제 31항에 있어서, 상기 편평전지의 보호회로를 구성하는 회로부품(314)이 상기 회로기판(313)상에 실장되고,

    상기 회로기판은 상기 편평전지의 상기 양극 탭(311a)에 접속되는 탭(313a)을 갖는 전지팩.
33. 제 31항에 있어서, 상기 수용 케이스(315)는 편평한 상자 형상으로 형성되고,

    상기 회로기판의 상기 편부(313b)는 상기 수용 케이스(315)로부터 상기 수용 케이스의 상기 주벽과 평행하게 연장하는 전지팩.
34. 제 33항에 있어서, 상기 회로기판의 상기 편부(313b)는 상기 전지팩이 장착되는 전자기기의 커넥터(316)에 의해 협지되는 전지팩.
35. 제 1항, 제 2항 또는 제 7항의 전지팩에 있어서, 상기 전지팩은 상기 외장재의 상기 회로기판측의 봉지부(4A₄)의 위에 단열재(91)를 사이에 두고 배치되는 양의 온도계수를 갖는 저항체소자(90)를 포함하고, 상기 저항체소자의 일단부는 상기 양극 탭(1a) 및 상기 음극 탭(2a)의 일방에 접속되는 전지팩.
36. 제 35항에 있어서, 상기 저항체소자(90)는 한 쌍의 금속박(90a, 90b)의 사이에 양의 온도계수를 갖는 도전성 폴리머 시이트(90c)를 개장(介裝)하여 이루어지고, 평면(平面)에서 볼 때 L자 형상으로 형성되는 전지팩.
37. 제 8항에 있어서, 상기 타방의 케이스 반부의 상기 주벽을 이루는 상기 금속판에는 복수의 립 또는 개구(開口)가 형성되는 전지팩.
38. 제 1항 내지 제 37항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전지팩은 휴대전화 또는 PDA인 전자기기에 탑재되는 전지팩.