KR20060071813A

KR20060071813A - 이동통신 단말기용 전지팩 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060071813A
Application number: KR1020040110799A
Authority: KR
Inventors: 남도현
Original assignee: 남도현
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-06-27

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 적용되는 전지팩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 일실시예에 따른 전지팩의 제조방법은 합성수지로 사출 성형된 전지 프레임을 구비하고, 상기 전지 프레임에 회로기판을 구비한 전지를 조립하여 금형내에 배치하고, 상기 회로기판과 전지캔 그리고 전지와 상기 전지 프레임과의 사이에 형성된 그루브에 금형의 게이트를 통하여 접착성 충진제를 주입 충전하여서 제작된다. 따라서 전지 프레임과 전지는 이들 사이에 충진된 충진제에 의해 결속이 이루어져 전지팩은 소형 박막이 가능하고 물리적으로 안전성을 확보할 수 있다.

전지, 전지팩, 인너팩, 하드팩, 단말기, 핫멜트

Description

이동통신 단말기용 전지팩 및 그 제조방법{Cell pack for mobile phone and manufacturing method of cell pack}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩의 분해 사시도.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩의 조립상태도.

도 2b는 도 2a의 A-A선에서 본 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 전지팩의 제작공정도.

도 4a는 본 발명에 적용되는 전지 프레임의 변형 사시도.

도 4b는 도 4a의 평면도.

도 5a는 본 발명에 적용되는 전지 프레임의 다른 변형 사시도.

도 5b는 도 5a의 B-B선에서 본 단면도.

도 6a는 본 발명에 적용되는 전지 프레임의 또 다른 변형 사시도.

도 6b는 도 6a의 C-C선에서 본 단면도.

도 7은 일반적인 인너팩의 사용상태도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

20: 전지 프레임

21: 상부테

22: 하부테

23,24: 연결테

25a,25b: 위치결정리브

30: 전지

33: 회로기판

40: 충진제(filler)

본 발명은 이동통신 단말기에 적용되는 전지팩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전지팩 테두리를 구성하는 전지 프레임과 전지와의 사이에 충진제를 충진하여 소형 박막에 유리하고 물리적으로 안전성을 확보할 수 있도록 한 이동통신 단말기용 전지팩 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이동 통신 단말기(예로, 휴대폰, 핸드폰, 개인휴대 단말기(PDA) 등)는 소형, 박형이면서 고용량화가 가능한 전지가 필수적이다. 이러한 전지에는 예로, 리튬이온전지가 있다.

전지는 전해액에 대한 안전성은 물론, 단락이나 과충전에 대한 파열이나 폭 발에 대한 안정성도 보장되어야 한다.

이를 위해 종래에는 금형으로 일괄사출되는 수지 케이스(일명, 하드팩이라 함)내에 전지를 인서트시켜서 제작되었다. 이럴 경우 제품의 모델이 바뀔때마다 세로운 금형이 필요하므로 제작비용이 비싸고 개발기간도 길어진다. 뿐만 아니라 수지케이스가 전지의 넓은 일표면을 덮어야 하는 충분한 두께 강도를 가져야 하므로 박형화할 수 없는 문제를 갖는다.

이를 개선하기 위해, 전지를 인너팩(또는 전지팩) 형태로 개발하고 있는 추세이다.

도 7에 일반적인 인너팩(3)이 도시되어 있다. 이는 단말기 본체(1)의 수납부(2)에 인너팩(3)을 장착하고, 커버(4)를 단말기 본체(1)에 조립하여 인너팩(3)을 보호하는 구조이다.

이러한 인너팩(3)은 기본적으로 전지와 그 전지를 보호하는 전지보호회로가 구성된 회로기판을 포함한다.

이러한 인너팩은 금속재의 캔에 설치되거나 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2004-85178호(공개일 2004.10.07)에서와 같이 전지와 회로기판과의 사이에 수지로 충전한 후 이를 수지몰드체에 조립하고, 감김시트로 전지와 수지몰드체를 감싸서 제작되는 경우가 있다.

전자와 같이 캔 타입의 경우 강도는 뛰어난데 반해 표면을 덮고 있는 판재의 두께가 2배로 증가되어 전지팩의 박형화에 불리하다. 후자의 경우 회로기판은 고착력이 뛰어난데 반해 수지몰드체와 전지는 피복용 감김시트만을 매개로 고착되어 있 어 전체적으로 보강력이 약하다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지팩 테두리를 구성하는 전지 프레임과 전지와의 사이에 충진제를 충진하여 소형박막이 가능하고 물리적으로 안전성을 확보할 수 있도록 한 이동통신 단말기용 전지팩 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 전지팩의 제조방법에 있어서,

합성수지로 사출 성형된 전지 프레임을 구비하고, 상기 전지 프레임에 회로기판을 구비한 전지를 조립하여 금형내에 배치하고, 상기 회로기판과 전지캔 그리고 전지와 상기 전지 프레임과의 사이에 형성된 그루브에 금형의 게이트를 통하여 접착성 충진제를 주입 충전하여서 제작된다.

또한 본 발명에 따른 전지 프레임은 단자접속구멍등을 갖는 상부테와 이에 대향되는 하부테 및 이들 상,하부테를 양단에서 연결하는 연결테로 이루어지고, 상기 전지는 상기 연결테 및 하부테 내면에 형성된 위치결정리브로 구성된다.

또한 본 발명에 따른 전지 프레임은 단자접속구멍등을 갖는 상부테와 이에 대향되는 하부테 및 이들 상,하부테를 양단에서 연결하는 연결테로 이루어지고, 상기 전지는 상기 연결테 및 하부테의 내면 기울기에 의해 조립 위치가 결정된다.

또한 본 발명에 따르면 충진제는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리스틸레, 폴리프로필렌 등의 합성수지군에서 택일된 하나 또는 그 이상의 합성수지로 이루어진 핫멜트가 적용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전지팩(10)의 일실시예에 따른 전체 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 제작된 전지팩(10)의 조립상태도이다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩(10)은 도 1 및 도 2와 같이 전지 프레임(20)과, 상기 전지 프레임(20)내에 배치되는 전지(cell)(30)와, 상기 전지(30)를 전지 프레임(20)에 결속시켜주는 접착성 결속수단으로 이루어진다. 도면 부호 '50'은 일측면에 접착제가 도포된 '감김용 라벨지'이다.

상기 전지 프레임(20)은 합성수지로 사출 성형 제작된다. 상기 전지 프레임(20)은 대략 사각 형태로 제작된 것으로 전지(30)의 외관 형상을 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

상기 전지 프레임(20)은, 단자접속구멍(21a)과 테스트구멍(21b)을 갖는 상부테(21)와 이에 대향되는 위치에 형성된 하부테(22) 및 이들 상,하부테(21,22)를 양단에서 연결하는 연결테(23,24)로 구성된다. 이때 전지 프레임(20)의 두께는 전지(30)의 두께와 동일하거나 작게 구성된다.

상기 전지 프레임(20)의 테두리(21,22,23,24)로 둘러싸여진 내측 사각공간에는 전지(30)와 이 전지(30)를 결속시키는 결속수단이 위치하게 되어 있다.

상기 전지(30)는 바람직하게는 리튬 이온 2차 전지가 될 수 있다. 상기 전지(30)는, 내부에 양극재와 음극재 및 전해액을 내장하는 전지캔(31)과 양극단자(32)및 음극단자(33)을 갖고, 이들 전극단자(32,33)에 전기적으로 접속된 회로기판(33)을 포함한다. 상기 회로기판(33)은 과충전, 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 것으로 주지의 전지보호회로가 구성된 것이다.

이때 상기 회로기판(33)은 전지캔(31)의 상면과 일정한 갭(gap)(G1)을 갖는다. 이 갭(G1)에는 충진제(filler)가 충진된다.

또한 전지 프레임(20)은 상기 전지(30)와의 사이에 일정한 틈새를 갖는 그루브(groove)(G2,G3)가 존재하도록 구성된다. 이 그루브(G2,G3)는 연결테(23,24)와 전지캔(31) 그리고 하부테(22)와 전지캔(21)의 사이에 존재한다.

일반적으로 전지(30)는 규격으로 제작될 수 있으므로 전지 프레임(20)을 제작할 시 전지(30)보다 크게 제작하므로서 이러한 그루브(G2,G3)를 형성시킬 수 있다.

상기 전지 프레임(20)과 전지(30)와의 사이에 형성된 그루브(G2,G3)와, 회로기판(33)과 전지캔(31)과의 사이에 형성된 그루브(G2,G3)에는 결속수단으로 충진제(filler)(40)가 충전되어 틈새를 메우고 있다.

상기 충진제(40)는 상기 회로기판(33)의 전지보호회로를 보호할 수 있는 온도이내에서 가열 접착되는 핫멜트(Hot melt)가 될 수 있다. 핫멜트는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리스틸레, 폴리프로필렌 등의 합성수지군에서 택일된 하나 또는 그 이상의 합성수지로 이루진 것이다.

상기 충진제(40)는 전지 프레임(20)의 내면과 전지(30)의 외면과의 사이에 충전되어 결속층을 형성하므로서 전지(30)의 두께에는 변화가 없다.

이와 같이 구성된 전지팩(10)의 제조방법을 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3의 공정도에서와 같이 전지 프레임(20)이 합성수지재로서 사출로 성형제작된다.

다음, 전지(30)를 전지 프레임(20)에 조립하고, 이를 금형내에 배치한다. 이때 전지 프레임(20)을 먼저 금형내에 배치하고 전지(30)를 전지 프레임(20)내에 위치시킬 수 있다.

이같은 상태에서 금형의 게이트에 핫멜트를 주입하게 되면, 핫멜트는 용융된 액체 상태로 전지 프레임(20)과 전지(30)의 사이에 형성된 그르브(G1,G2,G3)를 통해 충진된다.

이렇게 되면 전지 프레임(20)측 연결테(23,24,)와 하부테(22)가 충진제(40)를 매개로 전지(30)와 일체로 접착력에 의해 결속된다. 이때 충진제(40)는 전지(30)의 모서리부가 라운드 형태로 될 경우 전지(30)의 접착력이 커지게 된다. 또한 충진제(40)는 회로기판(33)과 전지캔(31)과의 사이에도 충진된다.

이같이 하여 전지 프레임(20)과 전지(30)가 충진제(40)를 매개로 일체화되면, 이를 금형에서 탈거시키고, 후 공정으로 일면에 접착층이 형성되어 있는 얇은 라벨지(50)를 전지(30)와 전지 프레임(20)을 감싸 부착시킴으로서 전지팩(10)의 제조가 완료된다.

이렇게 전지 프레임(20)내의 둘레에 충진제(40)가 채워져 충진층이 형성되면, 충진층이 보강재 기능을 하게 되어 전지팩(10)이 전체적으로 보강되어져 파단이나 인장력에 매우 강하게 된다. 또한 충진제(40)가 전지(30) 전체를 감싸는 구조 로 되어있어 전지팩(30)은 충격흡수력이 뛰어나 파손이 방지된다.

이와 같이 구성되고 제조되는 본 발명의 전지팩(10)은 종래 캔 타입으로 조립되는 것에 비해 캔이 삭제되므로서 작업성이 뛰어나게 된다.

또한, 전지 프레임(20)과 전지(30)가 금형에 주입되는 충진제(40)에 의해 한번으로 결착되므로 인해 일괄작업이 가능하다.

또한, 전지(30)의 형상이나 형태에 ◎아 전지 프레임(20)을 사출 제작할 수 있고, 이들 전지 프레임(20)과 전지(30)의 결합을 유동성을 갖는 충진제(40)가 사용되므로서 다양한 형상의 전지팩(10)이 가능하다.

한편, 본 발명은 도 4a,4b 및 도 5a,5b에 도시된 바와 같이 전지 프레임(20)의 내면에 전지(30)를 위치 결정시키기 위한 다수의 위치결정리브(25a,25b)가 형성될 수 있다. 이때 위치결정리브(25a,25b)는 전지(30)의 위치 결정 뿐만 아니라 충진제(40)가 충진되는 그루브(G2,G3)를 형성시키는 기능을 한다. 여기서 하나의 위치결정리브(25a)는 전지 프레임(20)에 두께 방향으로 형성된 것이고, 다른 하나의 위치결정리브(25b)는 전지 프레임(20)의 내측 둘레를 따라 형성된 것이다.

다른 한편, 본 발명은 도 6a,6b와 같이 전지 프레임(20)의 연결테(23,24) 및 하부테(22)의 내면에 예각(θ)의 기울기를 형성하고 전지(30)를 전지 프레임(20)의 내부에 위치 결정시킬 수 있다. 이때 기울기에 의해 존재하게 되는 그루브에 충진된 충진제(40)를 매개로 전지(30)와 전지 프레임(20)의 결속이 이루어진다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 이동통신 단말기용 전지팩 및 그 제조방법에 따르면, 충진제가 전지프레임과 전지와의 사이에 형성된 그루브를 따라 유동성 있게 충전 결착되므로서 전지의 두께 변화없는 전지팩의 제작이 가능하고 경량 박형화가 가능하다. 또한 금형내에서 전지와 전지프레임간의 결합이 완료되므로서 작업성이 뛰어나고 일괄작업이 가능하며, 전지의 크기나 형상 또는 형태에 적합한 다양한 전지팩을 제조할 수 있는 특장점을 갖는다.

Claims

단말기 본체(1)의 배터리 수납부(2)에 장착되는 전지팩(10)의 제조방법에 있어서,

합성수지로 사출 성형된 전지 프레임(20)을 구비하고, 상기 전지 프레임(20)에 회로기판(33)을 구비한 전지(30)를 조립하여 금형내에 배치하고, 상기 회로기판(33)과 전지캔(31) 그리고 전지(30)와 상기 전지 프레임(20)과의 사이에 형성된 그루브에 금형의 게이트를 통하여 접착성 충진제를 주입 충전하여서 제작된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 전지 프레임(20)은 단자접속구멍등을 갖는 상부테(21)와 이에 대향되는 하부테(22) 및 이들 상,하부테(21,22)를 양단에서 연결하는 연결테(23,24)로 이루어지고, 상기 전지(30)는 상기 연결테(23,24) 및 하부테(22)의 내면에 형성된 위치결정리브(25a 또는 25b)중 어느 하나로 택일되어 구성된 것에 의해 조립 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 전지 프레임(20)은 단자접속구멍등을 갖는 상부테(21)와 이에 대향되는 하부테(22) 및 이들 상,하부테(21,22)를 양단에서 연결하는 연결테(23,24)로 이루 어지고, 상기 전지(30)는 상기 연결테(23,24) 및 하부테(22)의 내면 기울기에 의해 조립위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 충진제는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리스틸레, 폴리프로필렌 등의 합성수지군에서 택일된 하나 또는 그 이상의 합성수지로 이루어진 핫멜트인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩의 제조방법.
단말기 본체(1)의 배터리 수납부(2)에 장착되는 전지팩(10)에 있어서,

합성수지로 사출 성형된 전지 프레임(20)과;

상기 전지 프레임(20)의 안쪽에 회로기판(33)을 구비하여 배치된 전지(30)와;

상기 회로기판(33)과 전지(30) 그리고 전지(30)와 상기 전지 프레임(20)과의 사이에 형성된 그루브(G1,G2,G3)에 충진된 접착성 충진제(filler)로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩.
제 5항에 있어서,

상기 전지 프레임(20)은 단자접속구멍등을 갖는 상부테(21)와 이에 대향되는 하부테(22) 및 이들 상,하부테(21,22)를 양단에서 연결하는 연결테(23,24)로 이루어지고, 상기 연결테(23,24) 및 하부테(22)의 내면에는 전지(30)의 조립위치를 결 정하는 위치결정리브(25a 또는 25b)중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩.
제 5항에 있어서,

상기 전지 프레임(20)은 단자접속구멍등을 갖는 상부테(21)와 이에 대향되는 하부테(22) 및 이들 상,하부테(21,22)를 양단에서 연결하는 연결테(23,24)로 이루어지고, 상기 전지(30)의 조립위치를 결정하기 위해 상기 연결테(23,24) 및 하부테(22)의 내면에 예각의 기울기가 형성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩.
제 5항에 있어서,

상기 충진제는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리스틸레, 폴리프로필렌 등의 합성수지군에서 택일된 하나 또는 그 이상의 합성수지로 이루어진 핫멜트인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전지팩.