KR20040062914A

KR20040062914A - 훅크 조립형 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 제조 방법

Info

Publication number: KR20040062914A
Application number: KR1020040042958A
Authority: KR
Inventors: 이관구; 백창환; 한부길
Original assignee: 주식회사 다모텍
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2004-07-09

Abstract

본 발명은 훅크(hook)조립형 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩(battery pack)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 팩의 제조시 하단케이스(lower case)를 리튬이온 폴리머전지(cell)가 삽입될 수 있도록 제작하고 또한 터미널 단자에 보호회로(pcm)를 훅크 방식으로 조립할 수 있도록 제작 한 후, 하단케이스에 폴리머 전지를 삽입하는 공정과 보호회로가 훅크형으로 조립된 터미널 단자를 조립하는 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 제조방법에 있어서 종래 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 조립시 사용하던 납땜과 전기용접의 공정을 제거한 조립 방식으로, 하단케이스를 리튬이온 폴리머 전지(cell)가 삽입되어 전지 극성 부분이 차후 터미널 단자와 전기적으로 회로 연결될 수 있도록 구조물을 설치하고, 보호회로를 터미널 단자에 고정하게 하는 훅크 부분의 구조물을 사출하는 단계를 먼저 수행한다. 상기 단계후 배터리 팩 제조공정으로 하단케이스에 폴리머 전지(cell)를 삽입하는 제조 공정을 거쳐서 터미널 단자에 보호회로를 훅크방식으로 조립 고정하여 사용기기 및 충전기에 전기적 회로를 연결 하는 단계, 하단 케이스에 상기 단계의 터미널 단자를 조립하여 리튬이온 폴리머 전지와 전기적 회로를 연결 구성하는 단계후, 상기 단계에 의해 터미널 단자 보호회로 리튬이온 폴리머 전지가 조립되어진 하단케이스와 상단케이스를 초음파 융착으로 접착하여 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩를 제조하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

훅크 조립형 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 제조 방법{Manufacture Process of lithium ion polymer cell Battery pack that hook type}

본 발명은 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 리튬이온 폴리머전지를 플라스틱 케이스에 보호회로를 장착하여 폴리머 전지를 전기적으로 보호하고, 니켈플레이트를 전기용접이나 초음파 융착, 납땜을 하여 전기적 회로를 구성하며, 이 폴리머 전지 위 아래에 양면 테이프를 붙여 전지가 움직이지 않도록 고정 장치를 한 후 하단케이스에 삽입한 것을 상단케이스와 초음파 융착기를 사용하여 융착하는 방법으로 조립하여 폴리머전지 배터리 팩을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩은 기기에 전기적 에너지를 공급하여 기기를 작동하게 하는 것으로 충,방전을 하여 계속적으로 사용을 하고 있다. 그러므로 사용자가 사용시 외부충격, 온도, 습도 등 외부적인 요소로 인한 사용상의 안전성을 도모하기 위하여 보호회로와 연결한 폴리머 전지를 플라스틱 사출물로 보호하는 방법으로 제조 사용하고 있다.

그 일례로 폴리머전지의 음극과 양극을 니켈플레이트와 전기용접 이나 초음파 융착하여 연결하고, 용접한 니켈플레이트에 보호회로와 납땜을 하여 전기적 연결을 하며 보호회로에 터미널 단자를 납땜한다. 이를 하단 케이스에 폴리머 전지를 양면테이프를 사용하여 고정시키고, 상단케이스 또한 양면테이프를 사용 폴리머전지를 고정하여 상단과 하단 케이스 조립이 된 것을 초음파 융착기를 사용 접착하므로서 리튬이온 폴리머전지 배터리팩 제조를 완료하는 것이다.

그러나 상기와 같은 공정으로 제조되는 폴리머전지 배터리 팩은 제조시 전지에 전기용접을 하여 전기적 충격을 가하게 되므로 폴리머전지(cell)를 훼손시키는 원인이 되는 문제점을 가지고 있다. 또한 전지 전극부분의 금속물질이 전기 용접에 적합하지 않은 물질로 전기용접후 전기적으로 사용할 수 없는 원인이 되기도 한다. 그리고 납땜공정에서 납이라는 중금속물질을 사용하기 때문에 환경 및 작업자 인체에 피해를 미친다. 또한 상기공정에서 사용된 전기용접과 납땜은 소비자가 사용중 물리적 충격이 가해지는 경우에 배터리 팩 내부의 전기적 쇼트(short), 사용불능(dead)을 유발하여 폭발, 발연등 안전사고가 발생할 수 있는 원인이 되는 문제점을 가지고 있다.

또 다른 문제점으로 전기용접 및 납땜 작업은 작업자의 기술을 요구하고 있어 실제 생산과정에서 기술자 확보하는데 어려움이 많다. 그 외 전기용접기구, 납땜기구, 절연테이프 등 설비 및 부자재 사용으로 제조원가를 상승시키며 제조공정에 많은 인력을 투입하여야 생산이 가능하기 때문에 작업공간의 확보 문제가 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩 제조시 보호회로를 터미널 단자에 후크 방식으로 조립하고 이를 하단케이스에 후크방식으로 조립하는 방법을 고안하므로서 배터리 팩 제조시 전기용접 공정을 제거하여 전지에 가해지는 전기적 충격 요소를 제거하고, 납땜 공정을 제거 하여 납이라는 중금속을 사용하지 않으므로서 환경 및 인체에 피해가 없는 제조 공정으로 배터리 팩을 생산할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 생산공정을 단순화 하여 용접 기술 인력확보의 어려움을 해소하고 차후 자동화 생산의 기반을 구축하고, 생산설비 및 부자재의 사용을 절약하므로서 생산원가를 절감시키며, 또한 전지와 보호회로 터미널단자의 전기적 회로가 전기 용접이나 납땜에 의하지 않은 방법으로 연결되어져 사용자 사용시 물리적 충격이 가해지는 경우에도 발연, 폭발등 안전사고를 방지하는 방법을 제고하는 데 본 발명의 목적이 있다.

도1은 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩 부품도

도2는 하단케이스와 리튬이온 폴리머전지의 삽입도

도3은 본 발명에서 터미널 단자 구조도

도4는 터미널단자를 회전 시킨 사시도

도5는 본 발명에서 조립된 배터리팩의 측면 구조도

도6은 리튬이온 폴리머전지의 완성도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 리튬이온 폴리머 전지 2. 하단케이스

3. 터미널단자 4. 보호회로

5. 폴리머전지 전극부 6. 터미널단자 조립훅크

7. 폴리머전지전극부 안치부 8. 터미널단자 니켈플레이트 구멍

9. 터미널단자 충전기접촉 니켈플레이트 10. 보호회로 접촉 니켈플레이트

11. 폴리머전지 전극부 접촉부 12. 보호회로 고정 훅크

13. 하단케이스 연결부

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩 부품구성도로 크게 리튬이온폴리머전지(1), 하단케이스(2), 보호회로(3), 터미널단자(4)로 이루어져 있다. 조립공정은 하단케이스(2)에 리튬이온 폴리머전지(1)를 삽입하고, 보호회로(3)를 터미널단자(4)에 조립한후 이를 하단케이스(2)에 삽입하는 방법으로 이루어 진다.

이를 공정에 따라 설명하면, 하단케이스(1)를 터미널단자(3)가 훅크(hook)형으로 결합될수 있도록 훅크(6)부위와, 리튬이온 폴리머전지 전극부(5)가 놓여지는 사각돌출부(7), 그리고 터미널단자 니켈플레이트가 놓여지는 홈(8)을 만든 형태의 구조물을 만들어 사출한다. 이 사출물 제작시 터미널단자가 끼워지는 훅크(6)부위는 도1의 확대 그림과 같이 끝이 "ㄱ"자로 구부려져 있어 터미널단자(3)가 끼워지면 움직이지 않도록 제작한다.

도2는 도1에 의하여 제작된 하단케이스(2)에 양면테이프를 붙인 리튬이온폴리머전지(1)를 안착시키는 방법에 대한 설명이다. 이때 리튬이온 폴리머전지 전극부(5)의 양극과 음극 극성을 확인하여 하단케이스(2)에 정확히 안착시켜야 이부분이 터미널단자(3)의 니켈플레이트(11)부분과 접촉하여 보호회로(4)와 전기적 연결이 이루어 진다.

도3은 터미널단자(3) 구조도로서 터미널단자(3)외측 니켈플레이트(9)는 배터리팩의 전지(cell)를 충전하기 위한 충전기와 접촉되는 단자부로 하단케이스(2)의 단자접촉홈(8)에 놓이게 되며, 터미널단자(3)내측 니켈플레이트(10)는 보호회로(4)가 터미널단자(3)에 조립되는 부분의 단자부로 보호회로(4)와 리튬이온폴리머전지(1), 외부충전기와 전기적으로 연결되는 부분이다. 터미널단자(3)중 리튬이온폴리머전지전극부(5)와 연결되는 단자부(11)로 보호회로(3)와 전기적으로 회로가 연결되면서, 리튬이온 폴리머전지 전극부(5)와 훅크형태("ㄱ" 자)로 조립되어져 전기적 연결을 견고하게 하는 기능을 포함한다. 터미널단자(3)의 보호회로 고정부(12)는 보회회로(4)를 훅크("ㄱ"자)형태로 결합하여 터미널단자(3)와 보호회로(4)가 서로 연결되어진 형태가 견고하게 유지될 수 있도록 하며, 전기적 연결 또한 강하게 하는 형태를 갖는다. 하단케이스 연결부(13)는 터미널 단자(3)를 하단케이스(2)에 고정하기 위하여 고안된 것으로 하단케이스(3)의 터미널단자조립훅크(6)에 삽입하여 고정하는 부분이다.

도4는 도3의 터미널단자를 회전 시킨 사시도로 리튬이온 폴리머전지 전극부(5)가 터미널단자의 전극단자부(11)에 끼워지게 되고, 하단케이스(2)의 돌출부(7)와 맞닿아 훅크형태로 조립되어 진다.

도5는 도1에서부터 도4의 설명에서 만들어진 제품의 측면 세부도로 리튬이온 폴리머전지(1)가 하단케이스(2)에 안착되r, 보호회로(4)는 터미널단자(3)에 훅크방식으로 조립되고, 리튬이온폴리머전지 전극부(5)는 하단케이스(2)와 터미널단자(3) 사이에 훅크형태로 결합되어져 위치하고 있다. 따라서 폴리머전지 전극부(5)와, 보호회로(4) 터미널단자(3)가 도4와 같이 훅크 형식에 의하여 전기적으로 연결되어져 있어, 종래방식과는 달리 리튬이온 폴리머전지 전극부(5)와 보호회로(4), 터미널 단자(3)를 연결하기 위하여 전기용접과 납땜 공정이 없어 지게 된 것이다.

도6는 조립된 리튬이온 폴리머전지 배터리 팩의 하단케이스(2)의 구조도이다. 하단케이스(2) 조립이 완성될때까지 전기용접, 초음파융착, 납땜의 작업공정이 없이 이미 만들어진 하단케이스(1), 터미널단자(3), 보호회로(4)를 훅크형식으로 조립하여 도6과 같이 완성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 훅크 조립형 리튬이온 폴리머 배터리 팩 제조 방법에 관한 것으로 리튬이온 폴리머 전지 배터리 팩 제조 공정에서 종래의 전기용접, 납땜, 초음파융착의 공정을 제거하여 제조시 발생하는 전기적 충격과 금속융착, 납땜에 의한 불량을 격감시키며, 제조공정을 단순화 하여 적은 인원이 많은 수량을 생산해 낼 수 있게 하는 장점이 있다.

또한 전기용접, 납땜을 위한 설비 비용을 절감할 수 있고, 납, 절연테이프등 부자재를 사용하지 않아 생산원가를 낮출 수 있다. 그리고 전지와 보호회로, 터미널단자가 훅크방식으로 일체형으로 견고하게 조립되어져 있어 외부충격으로부터 보호되어 사용자 안전을 확보 할 수 있다.

Claims

리튬이온 폴리머전지 배터리 팩 제조시 전기용접과 금속융착, 납땜을 하지 않는 훅크방식 조립 배터리 팩 제조 방법으로서

상기 리튬이온 폴리머전지 전극부와 터미널단자가 훅크('ㄱ'자)형태로 전기적회로를 연결하는 구조,

상기 터미널단자가 보호회로와 훅크('ㄱ'자)형태로 전기적회로를 연결하고 고정되며, 사용기기 및 충전기와 전기적 회로를 연결하는 터미널단자의 구조
제1항에서,

폴리머 전지 전극부 와 터미널단자가 전기적으로 연결되어진 것을 안착할 수 있게하는 돌출부와, 터미널단자가 고정될 수 있도록 훅크("ㄱ 자)형태 돌출부가 있는 하단케이스 구조