KR200326889Y1

KR200326889Y1 - 전지팩

Info

Publication number: KR200326889Y1
Application number: KR20-2003-0017237U
Authority: KR
Inventors: 조한희
Original assignee: (주)동성이엔씨
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2003-09-19

Abstract

본 고안은 전지팩을 개시한다. 본 고안의 전지팩은 원통형 절연케이스와, 원통형 절연 케이스 내부에 장착되는 적어도 하나 이상의 원통형 베어 전지셀과, 원통형 절연케이스 내부에 장착되고, 상기 전지셀과 전기적으로 연결된 보호회로와, 원통형 절연 케이스의 입구에 결합되어 내부 공간을 밀폐하고, 전면 중앙에 원판전극과 그 둘레에 동심원상으로 배치된 2개의 환형전극들들을 이들 전극들보다 전방으로 돌출된 절연체로 분리한 덮개조립체를 포함한다. 따라서, 본 고안에서는 덮개 전면에 3개의 전극들을 동심원상으로 배치함으로써 전극극성방향에 관계없이 자유롭게 충전기나 전기전자제품에 장착할 수 있으므로 사용상 편리성을 향상시킬 수 있고, 전극보다 돌출된 절연체에 의해 전극간 쇼트 우려를 감소시킬 수 있다.

Description

전지팩{battery pack}

본 고안은 휴대용 전기전자제품에 전원을 공급하는 전지팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬이온 베어 전지셀, 보호회로를 하나의 케이스에 내장한 전지팩에 관한 것이다.

최근에는 휴대용 컴퓨터와 같이 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지팩을 내장하고 있다. 내장된 전지팩은 상기 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나 이상의 베어 전지셀들이 서로 연결되어 패키지화된 형태를 갖는다.

상기 전지팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충, 방전이 가능한 2차 전지를 채용하고 있다. 2차 전지에는 예를 들어, 니켈-라듐전지(nickel radium battery), 연축전지, 니켈 수소전지(nickel metal hydride battery), 리튬 이온전지(lithium ion battery) 등이 있다. 이 중에서 상기 리튬 이온 전지는 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 이유로 최근 상용화되어 주로 채용되고 있다.

그러나, 상기 전지팩은 휴대용 전기/전자장치, 무선자동차 등, 예를 들면 디지털 카메라와 같은 전자제품은 다양한 기능을 갖고 있어 많은 전원의 소비가 요구되며, 또한 군인들이 사용하는 휴대용 특수 장비는 높은 전압을 필요로 하게 된다. 따라서, 상기와 같은 전기/전자장치에 사용하는 데는 사용시간에 문제가 있으며, 고용량을 필요로 하는 휴대용 특수 장비는 따로 충전지나 발전기를 휴대해야 하는 불편한 문제점이 있다.

또한, 전지팩은 원통형 또는 각형으로 제작되는 바, 일측면에 양극과 음극이 모두 구비된다. 따라서, 두개의 전극이 돌출된 전극구조를 가진 경우에는 양극과 음극의 극성이 맞도록 배치 방향을 맞추어 충전기나 전기기기에 장착하지 않으면 안된다.

또한, 종래에는 양극 및 음극이 돌출된 구조를 이루므로 다른 도체를 통하여 양그 및 음극이 쇼트될 우려가 많은 단점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 케이스의 덮개에 복수의 환형전극들을 조립함으로써 충전기나 전기전자장치에 장착시 전극극성방향에 관계없이 자유로이 장착할 수 있도록 하여 사용상 편리성을 향상시킨 전지팩을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 전극들 보다 절연체가 더 높게 돌출되도록 하여 전극간 쇼트를 방지할 수 있는 전지팩을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전지팩의 외관 사시도.

도 2는 도 1의 전지팩의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 전극 조립체의 정면도.

도 4는 도 2의 덮개 조립체의 조립된 상태의 부분 절개 사시도.

도 5는 본 고안의 전지팩을 일 실시예의 충전기에 장착한 상태를 나타낸 사용상태도.

도 6은 본 고안의 전지팩을 다른 실시예의 충전기에 장착한 상태를 나타낸 사용상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전지팩 100 : 케이스

200 : 베어 전지셀 202 : 음극연결선

300 : 보호회로 302, 304 : 회로기판,

306, 308, 472 : 단자홈 310, 312, 314, 476, 474 : 통공

400 : 덮개 조립체 410, 420, 440 : 절연환테

412, 422, 442 : 걸림턱 430, 460 : 환형전극

432, 452, 462 : 단자편 434, 454, 464 : 관통구

450 : 원판전극 470 : 절연원판

478, 480 : 환형홈 600, 700 : 충전기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 전지팩은 원통형 절연케이스과, 상기 원통형 절연 케이스 내부에 장착되는 적어도 하나 이상의 원통형 베어 전지셀과, 상기 원통형 절연케이스 내부에 장착되고, 상기 전지셀과 전기적으로 연결된 보호회로와, 상기 원통형 절연 케이스의 입구에 결합되어 내부 공간을 밀폐하고, 전면 중앙에 원판전극과 그 둘레에 동심원상으로 배치된 2개의 환형전극들을 이들 전극들보다 전방으로 돌출된 절연체로 분리한 덮개 조립체를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 고안에서 덮개 조립체는 전면에 서로 다른 직경을 가지며 동심원상으로 제1환형홈 및 제2환형홈이 형성되고 상기 각 환형홈들에 각각 인접하고 내측에 제1통공 및 제2통공이 형성되고 측면에 단자홈이 형성된 절연원판과, 상기 원판의 제1환형홈과 에지 사이에 면접되고 상기 단자홈을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 제1환형 전극과, 상기 원판의 제1환형홈과 제2환형홈 사이에 면접되고 상기 제1통공을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 제2환형 전극과, 상기 원판의 제2환형홈의 내측에서 면접되고 상기 제2통공을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 원판전극과, 상기 케이스의 입구에 내접되고, 상기 케이스의 입구 선단과 상기 제1환형전극의 외측에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제1절연환테와, 상기 절연원판의 제1환형홈에 삽입되고, 상기 제1환형전극의 내측에지와 제2환형전극의 외측에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제2절연환테와, 상기 절연원판의 제2환형홈에 삽입되고, 상기 제2환형전극의 내측에지와 원판전극의 에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제3절연환테를 포함한다.

본 고안에서 절연원판, 제1 내지 제3 절연환테는 사출성형에 의해 일체로 형성하는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 전지팩(10)은 원통형 케이스(100)와 덮개 조립체(400)로 구성된다. 덮개 조립체(400)의 전면에는 환형전극(430, 460) 및 원판전극(450)이 동심원상으로 배치되고 절연환테(410, 420, 440)에 의해 서로 전기적으로 절연되고 고정된다.

도 2를 참조하면, 케이스(100) 내부에는 적어도 하나 이상의 리툼이온 베어 전지셀들(200)이 직렬형태로 수납된다. 전지셀(200)의 음극은 음극연결선(202)을 통하여 전방으로 연결된다. 음극연결선(202)은 구리띠를 절연 테이프로 피복한 것으로 일단이 전지셀의 음극에 스폿용접에 의해 전기적으로 연결된다.

또한, 보호회로(300)가 케이스(100) 내부에 수납된다. 기판(302)에는 정전압회로가 실장되고, 기판(304)에는 전지셀 보호회로가 실장된다. 실시예에서는 2장의기판으로 구성하였으나 양면기판을 사용하여 하나의 기판에 실장하는 것도 가능하다.

기판(302, 308)들의 각 에지에는 환형전극(430)의 단자편(432)이 삽입되는 단자홈(306, 308)이 각각 형성되고, 기판 중앙에는 통공(310, 312, 314)들이 형성된다. 통공(312, 314)에는 환형전극(460)의 단자편(462)이 삽입된다. 통공(310)에는 원판전극(450)의 단자편(452)이 삽입된다. 삽입된 단자편들(432, 452, 462)은 기판 회로배선과 납땜에 의해 전기적으로 연결된다.

덮개 조립체(400)는 서로 직경이 다른 절연환테(410, 420, 440)들,절연원판(470), 환형전극들(430, 460) 및 원판전극(450)을 포함한다.

절연원판(470)은 전면에 환형홈(478, 480)들이 형성되고, 환형홈(478)의 내측 인접된 위치에 통공(476)이 형성되고, 환형홈(480)의 내측 인접된 위치에 통공(474)이 형성되어 있다. 또한, 에지에는 단자홈(472)이 형성된다. 환형홈(478)의 직경이 환형홈(480)의 직경보다 작다. 대체적으로 환형홈(478, 480)들은 절연원판(470)의 전면을 반경방향으로 3등분한다.

통공(476)에는 원판전극(450)의 단자편(452)이 삽입되어 환형홈(478)의 내측영역에 원판전극(450)의 후면이 면접된다.

통공(474)에는 환형전극(460)의 단자편(462)이 삽입되어 환형홈(478)의 외측과 환형홈(480)의 내측으로 둘러싸인 영역에 환형전극(460)의 후면이 면접된다.

단자홈(472)에는 환형전극(430)의 단자편(432)이 삽입되어 환형홈(480)의 외측영역에 환형전극(430)의 후면이 면접된다.

절연환테(440)는 환형홈(478)에 삽입되어 접착제로 고정되고, 걸림턱(442)에 의해 원판전극(450)의 에지와 환형전극(460)의 내측에지에 걸려 이들 전극들을 서로 전기적으로 절연하고 지지한다.

절연환테(420)는 환형홈(480)에 삽입되어 접착제로 고정되고 걸림턱(442)에 의해 환형전극(460)의 외측에지와 환형전극(430)의 내측에지에 걸려 이들 전극들을 서로 전기적으로 절연하고 지지한다.

이와 같이 절연원판(470)에 전극들이 조립되어 도 3의 전극조립체(490)를 구성한다. 전극조립체(490)는 절연환테(410)의 내측에 삽입되어 덮개 조립체(400)를이룬다. 절연환테(410)의 축방향 길이는 전극조립체(490)를 충분히 수납할 정도의 길이를 가지며, 선단의 걸림턱(412)에 의해 환형전극(430)의 외측에지와 케이스(100)의 선단이 지지된다.

이와 같은 덮개 조립체(400)는 도 4에 도시한 바와 같이 중심으로부터 반경방향으로 원판전극(450), 절연환테(440), 환형전극(460), 절연환테(420), 환형전극(430), 절연환테(410) 순으로 배치된다.

원판전극(450)은 전지팩(10)의 플러스전극으로 제공되고, 환형전극(460)은 전지팩(10)의 마이너스전극으로 제공되며, 환형전극(430)은 감시전극으로 제공된다. 감시전극은 전지팩(10) 내부에 장착되는 온도센서와 연결되어 외부에서 전지팩(10)의 내부온도를 감시하고자 할 때, 이 전극을 통하여 전지팩의 내부 온도값을 측정하기 위하여 제공된다.

이와 같은 덮개 조립체(400)는 케이스(100)의 입구에 삽입되고 접착되어 케이스 내부를 밀폐한다.

본 고안에서 덮개 조립체(400)는 사출성형에 의해 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 금형 내에 원판전극, 제1 및 제2환형전극들을 배치한 다음에 플라스틱 사출물을 금형 내에 주입하여 절연원판, 제1 내지 제3 절연환테를 일체로 형성하여 전극들을 서로 절연시킨다. 이와 같은 일체형은 제조단가를 낮출 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 전지팩(10)은 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 충전기(600, 700)에 장착시 전극이 고리형으로 형성되어 있으므로 좌우 극성방향에 관계없이 장착이 가능하다.

또한, 전극들보다 절연환테의 걸림턱들이 돌출된 구조를 이루므로 이러한 절연돌출구조에 의해 두 전극들이 돌출된 구조에 비하여 쇼트될 우려를 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에서는 전지팩의 플러스전극, 마이너스 전극 및 감시전극을 덮개 조립체의 전면에 동심원상으로 배치함으로써 충전기 또는 전기전자제품에 장착시 전극의 극성에 다른 좌우방향을 주의하지 않고 장착이 가능하므로 사용상 매우 편리하다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

원통형 절연케이스;

상기 원통형 절연 케이스 내부에 장착되는 적어도 하나 이상의 원통형 베어 전지셀;

상기 원통형 절연케이스 내부에 장착되고, 상기 전지셀과 전기적으로 연결된 보호회로; 및

상기 원통형 절연 케이스의 입구에 결합되어 내부 공간을 밀폐하고, 전면 중앙에 배치된 원판전극과 그 둘레에 동심원상으로 배치된 2개의 환형전극들을 이들 전극들보다 전방으로 돌출된 절연체로 분리한 덮개 조립체를 구비한 것을 특징으로 하는 전지팩.
제1항에 있어서, 상기 덮개 조립체는

전면에 서로 다른 직경을 가지며 동심원상으로 제1환형홈 및 제2환형홈이 형성되고 상기 각 환형홈들에 각각 인접하고 내측에 제1통공 및 제2통공이 형성되고 측면에 단자홈이 형성된 절연원판;

상기 원판의 제1환형홈과 에지 사이에 면접되고 상기 단자홈을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 제1환형 전극;

상기 원판의 제1환형홈과 제2한형홈 사이에 면접되고 상기 제1통공을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 제2환형 전극;

상기 원판의 제2환형홈의 내측에서 면접되고 상기 제2통공을 통해 후방으로 연장된 단자편을 가진 원판전극;

상기 케이스의 입구에 내접되고, 상기 케이스의 입구 선단과 상기 제1환형전극의 외측에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제1절연환테;

상기 절연원판의 제1환형홈에 삽입되고, 상기 제1환형전극의 내측에지와 제2환형전극의 외측에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제2절연환테;

상기 절연원판의 제2환형홈에 삽입되고, 상기 제2환형전극의 내측에지와 원판전극의 에지가 걸리는 걸림턱이 전단에 형성된 제3절연환테를 구비한 것을 특징으로 하는 전지팩.
제2항에 있어서, 상기 보호회로는

상기 절연원판의 후면과 상기 제1절연환테로 한정된 공간에 배치된 것을 특징으로 하는 전지팩.
제2항에 있어서, 상기 원판전극은 플러스전극이고, 제2환형전극은 마이너스전극이고, 제2환형전극은 감시전극인 것을 특징으로 하는 전지팩.
제2항에 있어서, 상기 덮개 조립체의 절연원판, 제1 내지 제3 절연환테는 사출성형에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 전지팩.