KR20060088230A - 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 셀에 대해 피시엠을 접속하는 작업시간 및 작업공정수를 단축시킴에 따라 생산성을 향상시킬 수 있으며, 제조원가를 절감하여 가격졍쟁력을 향상시킬 수 있는 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조는, 내장형 리튬이온 배터리를 과충전으로부터 보호하기 위하여 배터리 셀에 피시엠을 접속하기 위한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 있어서, 리튬이온의 산화환원을 통해 전기를 발생시키는 배터리 셀과, 배터리 셀에 도통되도록 용접고정되는 양극단자와 배터리셀 및 양극단자에 대해 각각 절연되는 음극단자가 일체로 몰딩성형되는 단자모듈과, 단자모듈의 양극 및 음극단자에 도통되도록 각각 용접고정되는 양극탭 및 음극탭을 포함하여 일체로 몰딩성형되며, 용접작업을 용이하게 하기 위하여 양극탭 및 음극탭의 단부가 외부로 노출되도록 개방홈이 각각 형성되는 피시엠과, 단자모듈과 피시엠의 접속 후에, 피시엠의 개방홈 내로 각각 삽입되어 개방홈을 폐쇄시키는 사이드캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
리튬이온 배터리, 배테리 셀, 단자모듈, 피시엠, 개방홈, 사이드캡
Description
도 1은 종래 기술에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 나타내는 분리사시도.
도 2는 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 나타내는 분리사시도.
도 3은 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 나타내는 요부단면도.
도 4는 본 발명에 따른 피시엠 접속구조를 가지는 내장형 리튬이온 배터리의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 배터리 셀
11 : 음극탭
20 : 단자모듈
21 : 양극단자
23 : 음극단자
30 : 피시엠
31 : 양극탭
33 : 음극탭
35, 37 : 개방홈
50 : 보호테이프
본 발명은 내장형 리튬이온 배터리(built-in type lithium ion battery)를 과충전으로부터 보호하기 위해 사용되는 피시엠(PCM; Protection circuit module)과 배터리 셀(battery cell)의 조립공정을 단순화시킴과 동시에 피시엠과 배터리 셀의 접속이 확실히 유지될 수 있도록 한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 2차전지는 캐소드, 애노드, 캐소드와 애노드 사이에 리튬이온 경로를 제공하는 전해액, 및 세퍼레이터로 포함하며, 리튬이온이 캐소드와 애노드에서 산화/환원되면서 전기를 생성하는 구조를 가진다.
리튬이온 배터리는 종래의 전지에 비해 에너지 밀도가 높고 작동 전압이 높 으며, 방전기에 양극의 리튬이온이 중간물질을 경유하여 음극의 탄소격자 내로 들어가므로 극판의 손실이 거의 없어 수명이 매우 긴 관계로, 개인용 컴퓨터(PC), 랩탑 컴퓨터, 캠코더, 휴대용 단말기, 휴대용 CD 플레이어 등의 전자제품의 배터리로서 폭넓게 사용되고 있다.
그러나, 리튬이온 배터리는 가연성 물질(Li-CIC, 전해액 등)이 케이스 내부에 수용되므로 4.2 V 이상으로 과충전될 경우에는 과열, 폭발될 위험이 있으므로, 안정레벨 내에서 충전이 이루어지도록 하는 피시엠을 배터리 셀에 접속하여 사용하게 된다.
전술한 피시엠은 과충전 등의 비정상적인 외부 상황에서 전류를 통제하는 스위칭 소자로서 전계효과 트랜지스터(FET; Field Effect Transister)를 주축으로, 전압디텍터(Voltage detecter), 저항, 커패시터 등의 수동소자로 구성되는데, 배터리의 과충전, 과전류, 단락, 역전압 등을 차단하여 배터리의 폭발이나 과열 또는 누액 및 충전/방전특성의 악화 등을 방지함으로써 사용자에게 가해지는 위험을 제거하는 역할을 할 뿐만 아니라, 배터리의 전기적 성능의 저하 및 물리/화학적 이상거동을 억제함에 따라 배터리의 수명을 연장시키는 역할을 한다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 종래 기술에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조는, 음극탭(111)이 상부면에 고정된 배터리 셀(110)과, 배터리 셀(110)에 도통가능하게 스폿용접되는 양극단자(120)와, 배터리 셀(110)의 음극탭(111) 상에 고정되는 음극단자(130)와, 배터리 셀(110)의 과충전을 방지할 수 있도 록 패키지 몰딩성형되며 양극단자(120) 및 음극단자(130)에 각각 스폿용접되는 피시엠(140)과, 피시엠(140)에 부착되는 부품과 음극단자(130)의 상호접촉으로 인해 쇼트되는 것을 방지하는 절연플레이트(150)를 포함한다.
그러나 전술한 바와 같은 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조는 배터리 셀(110)에 대해 양극단자(120) 및 음극단자(130)를 각각 스폿용접한 후, 양극단자(120) 및 음극단자(130)에 도통되도록 피시엠(140)을 스폿용접하므로, 배터리 셀(110)에 대해 피시엠(140)을 접속하는 작업시간 및 작업공정수의 증가로 인해 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 작업시간 및 작업공정수의 증가는 원가비용 상승을 야기하여 가격경쟁력을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 배터리 셀에 대해 피시엠을 접속하는 작업시간 및 작업공정수를 단축시킴에 따라 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조원가를 절감하여 가격졍쟁력을 향상시킬 수 있도록 한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은,
내장형 리튬이온 배터리를 과충전으로부터 보호하기 위하여 배터리 셀에 피시엠을 접속하기 위한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 있어서,
리튬이온의 산화환원을 통해 전기를 발생시키는 배터리 셀;
배터리 셀에 도통되도록 용접고정되는 양극단자와 배터리 셀 및 양극단자에 대해 각각 절연되는 음극단자가 일체로 몰딩성형되는 단자모듈;
단자모듈의 양극 및 음극단자에 도통되도록 각각 용접고정되는 양극탭 및 음극탭을 포함하여 일체로 몰딩성형되며, 용접작업을 용이하게 하기 위하여 양극탭 및 음극탭의 단부가 외부로 노출되도록 개방홈이 각각 형성되는 피시엠; 및
단자모듈과 피시엠의 접속 후에, 피시엠의 개방홈 내로 각각 삽입되어 개방홈을 폐쇄시키는 사이드캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 배터리 셀 및 이 배터리 셀에 접속된 피시엠의 외주면을 둘러싸도록 부착되어, 배테리 셀에 대해 피시엠이 밀착되도록 지지하는 보호테이프를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 나타내는 분리사시도를 도시하며, 도 3은 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조를 나타내는 요부단면도를 도시한다.
도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조는 내장형 리튬이온 배터리를 과충전으로부터 보호하기 위하여 배터리 셀(10)에 피시엠(30)을 접속하기 위한 것으로, 리튬이온의 산화환원을 통해 전기를 발생시키는 배터리 셀(10)과, 배터리 셀(10)에 도통되도록 용접고정되는 양극단자(21)와 배터리 셀(10) 및 양극단자(21)에 대해 각각 절연되는 음극단자(23)가 일체로 몰딩성형되는 단자모듈(20)과, 단자모듈(20)의 양극 및 음극단자(21, 23)에 도통되도록 각각 용접고정되는 양극탭(31) 및 음극탭(33)을 포함하여 일체로 몰딩성형되며, 용접작업을 용이하게 하기 위하여 양극탭(31) 및 음극탭(33)의 단부가 외부로 노출되도록 개방홈(35, 37)이 각각 형성되는 피시엠(30)과, 단자모듈(20)과 피시엠(30)의 접속 후에, 피시엠(30)의 개방홈(35, 37) 내로 각각 삽입되어 개방홈(35, 37)을 폐쇄시키는 사이드캡(40)을 포함한다.
여기서, 배터리 셀(10)은 내부에 충진된 전해액에 포함된 리튬이온이 캐소드와 애노드에서 산화/환원되면서 전기를 발생시키는 부분이다. 배터리 셀(10)의 상부면에는 후술할 단자모듈(20)의 음극단자(23)를 절연시키기 위해 표면이 절연처리된 음극탭(11)이 형성된다.
전술한 배터리 셀(10)의 상부면에는 단자모듈(20)이 접속되는데, 이 단자모듈(20)은 배터리 셀(10)의 단자를 형성하는 것으로, 배터리 셀(10)에 도통되도록, 예를 들어 레이저 또는 저항용접 등에 의한 방법으로 스폿용접고정되는 양극단자(21)와, 배터리 셀(10) 및 양극단자(21)에 대해 각각 절연되는 음극단자(23)가 일체로 몰딩성형되는 구조를 가진다.
전술한 단자모듈(20)이 접속된 배터리 셀(10) 상에는 피시엠(30)이 접속되는데, 이 피시엠(30)은 배터리의 과충전, 과전류, 단락, 역전압 등을 차단하여 배터리의 폭발이나 과열 또는 누액 및 충전/방전특성의 악화 등을 방지하는 보호회로모듈로서, 전계효과 트랜지스터, 전압디텍터, 저항, 커패시터 뿐만 아니라, 단자모듈(20)의 양극 및 음극단자(21, 23)에 도통되도록, 예를 들어, 레이저 또는 저항용접 등에 의한 방법으로 스폿용접고정되는 양극탭(31) 및 음극탭(33)을 포함하여 패키지 몰딩성형된다.
피시엠(30)에는 양극탭(31)과 음극단자(23) 사이의 용접고정 및 음극탭(33)과 양극단자(21) 사이의 용접고정을 용이하게 하기 위하여, 양극탭(31) 및 음극탭(33)의 단부가 외부로 노출될 수 있도록 개방홈(35, 37)이 각각 형성된다.
양극탭(31)과 음극단자(23), 그리고 음극탭(33)과 양극단자(21)의 용접고정 후에, 피시엠(30)의 개방홈(35, 37) 내로는 사이드캡(40)이 각각 삽입되는데, 이 사이드캡(40)은 개방홈(35, 37)을 폐쇄시킴과 동시에 양극탭(31)과 음극단자(23), 그리고 음극탭(33)과 양극단자(21)의 용접고정이 신뢰성있게 유지될 수 있도록 보조하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조는 배터리 셀(10)과, 이 배터리 셀(10)에 접속된 피시엠(30)의 외주면을 둘러싸도록 부착되어, 배터 리 셀(10)에 대해 피시엠(30)이 밀착되도록 지지하는 보호테이프(50)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이 보호테이프(50)는 테프론 재질로 형성된다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 피시엠 접속구조를 가지는 내장형 리튬이온 배터리의 제조공정을 상세히 설명한다.
배터리 셀(10) 상에 단자모듈(20)을 위치시키고 단자모듈(20)의 양극단자(21)를 스폿용접고정한다. 이 때 단자모듈(20)의 음극단자(23)는 표면이 절연처리된 배터리 셀(10)의 음극탭(11)에 의해 배터리 셀(10)에 대해 절연된다.
단자모듈(20)이 고정된 배터리 셀(10) 상으로 피시엠(30)이 결합하게 되는데, 이 때 단자모듈(20)은 피시엠(30) 내부로 수용됨과 동시에 단자모듈(20)의 양극 및 음극단자(21, 23)는 개방홈(35, 37)을 통해 외부로 노출되는 피시엠(30)의 양극탭(31) 및 음극탭(33)에 각각 접하게 된다.
서로 접하는 단자모듈(20)의 양극단자(21)와 피시엠(30)의 음극탭(33)을 개방홈(37)을 통해 스폿용접고정하고, 서로 접하는 단자모듈(20)의 음극단자(23)와 피시엠(30)의 양극탭(31)을 개방홈(35)을 통해 용접고정한 후, 개방홈(35, 37) 내로 사이드캡(30)을 삽입하여 개방홈(35, 37)을 폐쇄시킴과 동시에 용접고정상태가 신뢰성있게 유지되도록 한다.
배터리 셀(10)에 피시엠(30)을 접속한 후에, 보호테이프(50)를 이용하여 배터리 셀(10)과 피시엠(30)의 결합부 외주면을 둘러쌈으로써, 배터리 셀(10)에 대해 피시엠(30)이 밀착되도록 한다.
그 다음에 배터리 셀(10)의 바닥면에 양면테이프 등을 이용하여 하부캡(60)을 부착한 후, 전체 외주면을 제조사의 로그 등이 인쇄된 라벨지(70)로 둘러쌈으로써 외관미를 증대시키고, 배터리 셀(10)에 대한 피시엠 모듈(30)의 밀착력을 증대시킨다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 의하면, 양극단자 및 음극단자가 일체로 몰딩성형된 단자모듈에 의해 배터리 셀에 대해 피시엠을 접속하는 작업시간 및 작업공정수가 단축됨에 따라 생산성을 향상시킬 수 있으며, 제조원가를 절감하여 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.
또한, 양극탭 및 음극탭의 단부가 외부로 노출될 수 있도록 개방홈의 형성함으로써 용접에 의한 단자모듈과 피시엠의 접속이 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
Claims (2)
- 내장형 리튬이온 배터리를 과충전으로부터 보호하기 위하여 배터리 셀에 피시엠을 접속하기 위한 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조에 있어서,리튬이온의 산화환원을 통해 전기를 발생시키는 배터리 셀;상기 배터리 셀에 도통되도록 용접고정되는 양극단자와 상기 배터리 셀 및 양극단자에 대해 각각 절연되는 음극단자가 일체로 몰딩성형되는 단자모듈;상기 단자모듈의 양극 및 음극단자에 도통되도록 각각 용접고정되는 양극탭 및 음극탭을 포함하여 일체로 몰딩성형되며, 용접작업을 용이하게 하기 위하여 양극탭 및 음극탭의 단부가 외부로 노출되도록 개방홈이 각각 형성되는 피시엠; 및상기 단자모듈과 피시엠의 접속 후에, 상기 피시엠의 개방홈 내로 각각 삽입되어 상기 개방홈을 폐쇄시키는 사이드캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 셀 및 상기 배터리 셀에 접속된 피시엠의 외주면을 둘러싸도록 부착되어, 상기 배테리 셀에 대해 상기 피시엠이 밀착되도록 지지하는 보호테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 리튬이온 배터리의 피시엠 접속구조.
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|---|---|---|---|---|
| KR100660741B1 (ko) * | 2004-07-26 | 2006-12-22 | 주식회사 엘지화학 | 보호회로 모듈과 전지 셀의 전기적 접속 구조 및 이를포함하는 이차전지 팩 |
| KR100919747B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2009-09-29 | 주식회사 이랜텍 | 배터리 팩 |
| US8896792B2 (en) | 2010-03-11 | 2014-11-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device comprising a reactive mesogen that fixes liquid crystal molecules to form a liquid crystal domain |
| US9172066B2 (en) | 2007-09-10 | 2015-10-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Protection circuit board, battery pack including the protection circuit board and method of fabricating the protection circuit board |
| US9685681B2 (en) | 2010-11-16 | 2017-06-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
-
2005
- 2005-02-01 KR KR1020050009051A patent/KR20060088230A/ko active IP Right Grant
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100660741B1 (ko) * | 2004-07-26 | 2006-12-22 | 주식회사 엘지화학 | 보호회로 모듈과 전지 셀의 전기적 접속 구조 및 이를포함하는 이차전지 팩 |
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| KR100919747B1 (ko) * | 2007-10-25 | 2009-09-29 | 주식회사 이랜텍 | 배터리 팩 |
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