KR20070075705A - Small battery pack - Google Patents

Small battery pack Download PDF

Info

Publication number
KR20070075705A
KR20070075705A KR1020060004267A KR20060004267A KR20070075705A KR 20070075705 A KR20070075705 A KR 20070075705A KR 1020060004267 A KR1020060004267 A KR 1020060004267A KR 20060004267 A KR20060004267 A KR 20060004267A KR 20070075705 A KR20070075705 A KR 20070075705A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery pack
battery
pcm
layer
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020060004267A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100892049B1 (en
Inventor
이향목
현오영
김경준
홍기철
황성민
박정화
신병진
강경원
고은영
윤영광
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020060004267A priority Critical patent/KR100892049B1/en
Publication of KR20070075705A publication Critical patent/KR20070075705A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100892049B1 publication Critical patent/KR100892049B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

Provided is a battery pack, which is manufactured in a low production cost owing to the simple assembly process, exhibits proper strength even without using the conventional pack exterior member, and has excellent resistance to a short circuit or power failure caused by external shocks. The battery pack comprises a battery cell in which an electrode assembly(150) is accommodated in a receiving part(140) of a laminate sheet pouch type battery case formed of a high-strength material including resin layers and metal layers and is sealed. Side sealing parts(120,130) of the battery case form the curved circumferences and the end parts(121,131) of the side sealing parts(120,130) are bended toward the receiving part(140).

Description

소형 전지팩 {Small Battery Pack}Small Battery Pack {Small Battery Pack}

도 1은 일반적인 파우치형 전지의 분해 사시도이다;1 is an exploded perspective view of a typical pouch type battery;

도 2는 도 1의 파우치형 전지의 결합 상태의 사시도이다;FIG. 2 is a perspective view of a coupled state of the pouch-type battery of FIG. 1; FIG.

도 3은 파우치형 전지가 내장되어 있는 종래기술의 전지팩의 사시도이다;3 is a perspective view of a battery pack of the prior art in which a pouch-type battery is incorporated;

도 4는 도 3의 전지팩의 분리 사시도이다;4 is an exploded perspective view of the battery pack of FIG. 3;

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지의 모식도이다;5 is a schematic diagram of a pouch-type battery according to one embodiment of the present invention;

도 6은 도 5의 A-A 부위의 수직 단면도이다;FIG. 6 is a vertical sectional view of the A-A portion of FIG. 5; FIG.

도 7 내지 13은 도 6에서와 같은 이차전지를 사용하여 전지팩을 제조하는 하나의 예시적인 과정도들이다.7 to 13 are one exemplary process diagrams of manufacturing a battery pack using a secondary battery as shown in FIG.

본 발명은 슬림형의 콤팩트한 소형 전지팩에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 수지층과 금속층을 포함하고 있는 고강도 소재의 라미네이트 시트형 전지케이스의 수납부에 전극조립체가 내장된 상태로 밀봉되어 있고, 상기 전지케이스의 측 면 실링부는 굴곡 외주면을 형성하면서 상기 수납부의 측부를 감싸도록 형성되어 있어서, 박스형 케이스, 프레임 등과 같은 별도의 팩 외장부재를 사용하지 않고도 제조될 수 있는 더욱 콤팩트하고 얇은 전지팩을 제공한다. The present invention relates to a slim compact battery pack. More specifically, the electrode assembly is sealed in a housing portion of a laminate sheet type battery case made of a high strength material including a resin layer and a metal layer, and the side sealing portion of the battery case forms the curved outer circumferential surface. It is formed to surround the side of the payment portion, to provide a more compact and thin battery pack that can be manufactured without using a separate pack exterior member such as a box-shaped case, a frame.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage. It is used.

리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.Lithium secondary batteries are largely classified into cylindrical batteries, square batteries, pouch-type batteries, and the like according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like depending on the type of electrolyte.

모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다. Due to the recent trend toward the miniaturization of mobile devices, there is an increasing demand for thinner rectangular batteries and pouch-type batteries. In particular, for pouch-type batteries that are easy to deform, low in manufacturing cost and light in weight. Interest is high.

일반적으로, 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 말한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형) 또는 스택형(적층형)의 구조로 이루어져 있다.Generally, a pouch type battery refers to a battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed inside a pouch type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. The electrode assembly accommodated in the battery case has a structure of jelly-roll type (winding type) or stack type (lamination type).

도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 구조가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지를 조립한 상태의 평면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically illustrates a structure of a pouch type secondary battery including a stacked electrode assembly, and FIG. 2 schematically illustrates a plan view of an assembled state of the battery of FIG. 1.

우선, 도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 파우치형 전지케이스(20) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40, 41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.First, referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 10 includes an electrode assembly 30 including a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte coating separator disposed therebetween inside the pouch type battery case 20. Two electrode leads 40 and 41 electrically connected to the positive and negative electrode tabs 31 and 32 are sealed to be exposed to the outside.

전지케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로서 연결되어 있는 덮개(22)로 이루어져 있다.The battery case 20 is composed of a case body 21 including a recess 23 having a concave shape in which the electrode assembly 30 can be seated, and a cover 22 integrally connected to the body 21. have.

케이스 본체(21)와 커버(22)는 ONy(연신 나일론 필름)으로 이루어진 외부 피복층(20a), 알루미늄으로 이루어진 배리어층(20b) 및 CPP(무연신 폴리프로필렌 필름)로 이루어진 내부 실란트층(20c)으로 구성되고, 내부 실란트층(20c)의 테두리에는 핫멜트층(도시되지 않음)이 코팅되어 있어서, 케이스 본체(20)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기(도시하지 않음)로부터의 열과 압력에 의해 밀착 고정될 수 있게 된다.The case body 21 and the cover 22 have an outer coating layer 20a made of ONy (stretched nylon film), a barrier layer 20b made of aluminum, and an inner sealant layer 20c made of CPP (non-stretched polypropylene film). And a hot melt layer (not shown) is coated on the edge of the inner sealant layer 20c, such that the upper end 24 of the case body 20 and the upper end of the cover 22 are heat-sealed (not shown). It can be fixed tightly by the heat and pressure from the.

스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40, 41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극리드(40, 41) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극리드(40, 41)와 전지케이스(20)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극리드(40, 41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다. In the stack type electrode assembly 30, a plurality of positive electrode tabs 31 and a plurality of negative electrode tabs 32 are fused to each other and coupled to the electrode leads 40 and 41. In addition, when the upper end portion 24 of the case body 21 and the upper end portion of the cover 22 are heat-sealed by the heat sealer, the short circuit between the heat sealer and the electrode leads 40 and 41 is prevented from occurring. In order to secure the sealing property between the 40 and 41 and the battery case 20, the insulating film 50 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 40 and 41.

전해질이 함침된 전극조립체(30)를 수납부(23)에 안착한 상태에서 케이스 본 체(21)와 커버(22)의 접촉부위를 열융착시키면, 도 2에서와 같이 상단 실링부(25)와 측면 실링부(26)가 형성된다. 측면 실링부(26)는 불필요하게 양측 방향으로 연장되어 있으므로 전지팩의 제조를 위해 수직으로 절곡한다.When the electrode assembly 30 in which the electrolyte is impregnated is thermally fused to the contact portion of the case body 21 and the cover 22 in a state in which the electrode assembly 30 is seated on the accommodating portion 23, the upper sealing portion 25 and The side sealing part 26 is formed. Since the side sealing part 26 unnecessarily extends in both directions, it is bent vertically for manufacture of a battery pack.

이러한 파우치 전지(10)는 케이스 본체(21)와 커버(22)가 ONy(연신 나일론 필름)으로 이루어진 외부 피복층(20a), Al로 이루어진 배리어층(20b) 및 CPP(무연신 폴리프로필렌 필름)로 이루어진 내부 실란트층(20c) 만으로 구성되어 있었기 때문에, 물리적 충격을 받거나 또는 뾰족한 물체에 의해 눌려질 때, 케이스 본체(21)와 커버(22)가 쉽게 손상되어 발화 또는 폭발되는 문제점이 있다.The pouch battery 10 is composed of an outer coating layer 20a made of ONy (stretched nylon film), a barrier layer 20b made of Al, and CPP (non-stretched polypropylene film). Since the inner sealant layer 20c is formed only, the case body 21 and the cover 22 are easily damaged and ignited or exploded when pressed by a physical shock or a pointed object.

따라서, 일반적으로는 측면 실링부(26)가 수직으로 절곡되어 형성된 전지셀(10 )을 소정의 기계적 강성을 가지는 케이스(도시하지 않음) 등에 내장하여 전지팩을 구성한다.Therefore, in general, the battery pack 10 is constructed by embedding the battery cell 10 formed by bending the side sealing part 26 vertically to a case (not shown) having a predetermined mechanical rigidity.

도 3 및 4에는 그러한 전지팩의 대표적인 구조와 조립 전의 분리 상태도가 각각 도시되어 있다.3 and 4 show a representative structure of such a battery pack and a state diagram of separation before assembly, respectively.

이들 도면을 참조하면, 전지팩(60)은, 양극, 음극 및 분리막의 전극조립체와 전해질이 밀봉된 상태로 내장되어 있는 전지셀(10 ), 전지셀(10 )을 수납할 수 있는 내부공간을 가진 팩 케이스 본체(70)와, 전지셀(10 )이 수납되어 있는 팩 케이스 본체(70) 위에 결합되어 전지셀(10 )을 밀봉하는 상부 덮개(80)로 이루어져 있다. 팩 케이스 본체(70)와 전지셀(10 ) 사이 및 상부 덮개(80)와 전지셀(10 ) 사이에는 각각 양면 테이프(90)가 부착되어 있다.Referring to these drawings, the battery pack 60 includes an internal space for accommodating the battery cell 10 and the battery cell 10 in which the electrode assembly of the positive electrode, the negative electrode, and the separator and the electrolyte are sealed. The pack case main body 70 and the upper cover 80 coupled to the pack case main body 70 in which the battery cells 10 are housed are sealed to the battery cells 10. Double-sided tape 90 is attached between the pack case body 70 and the battery cell 10, and between the top cover 80 and the battery cell 10, respectively.

일반적으로, 이러한 구조의 전지팩(60)은 각각 PC, ABS 등과 같은 플라스틱 재질로 되어 있는 팩 케이스 본체(70)와 상부 덮개(80)를 초음파 용착법에 의해 상호 결합시킴으로써 조립된다. 상기 초음파 용착법(ultrasonic welding method)이란, 예를 들어, 20,000 Hz의 고주파를 이용한 진동으로 마찰열을 일으켜 두 피접착면을 용융 접착시키는 방법이다.In general, the battery pack 60 of this structure is assembled by mutually coupling the pack case body 70 and the upper cover 80, each of which is made of a plastic material such as PC, ABS, or the like by ultrasonic welding. The ultrasonic welding method is, for example, a method in which friction heat is generated by vibration using a high frequency of 20,000 Hz to melt-bond two surfaces to be bonded.

그러나, 더욱 얇은 두께의 전지팩에 대한 수요가 늘어남에 따라 최근에는 팩 케이스 본체(70)와 상부 덮개(80)의 두께가 각각 0.3 ~ 0.35 mm로 까지 얇아지면서, 그에 따라 금형가공 및 사출성형에 어려움이 크고, 용착강도가 약해지는 등 용착 불량률이 높아지고 있다. However, as the demand for thinner battery packs increases, the thickness of the pack case main body 70 and the upper cover 80 is reduced to 0.3 to 0.35 mm, respectively. The difficulty of welding is high and the welding failure rate is increasing.

또한, 금속 캔(can)을 케이스로 사용하는 전지(이른바, 각형 전지)의 경우, 금속 캔의 특성상 얇은 두께의 케이스로도 외부충격에 대한 적정한 강도를 제공함에 반하여, 도 1에서와 같은 구조의 파우치형 전지(10) 등은 구조적으로 외부충격에 대한 강도가 작기 때문에 두께가 얇은 팩 케이스의 적용에 한계가 있다. In addition, in the case of a battery using a metal can as a case (so-called square battery), a thin case may provide an appropriate strength against external impact due to the characteristics of the metal can. The pouch-type battery 10 is structurally small in strength against external impact, so there is a limit to the application of a thin pack case.

따라서, 제작이 용이하고, 외부충격에 적정한 강도와 쇼트 내지 단전에 우수한 대항성을 가지며, 더욱 콤팩트하고 얇은 전지팩에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, it is easy to manufacture, has a suitable strength for external impact and excellent opposition to short-circuit and there is a need for a more compact and thin battery pack.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 조립공정이 간단하여 제조비용을 낮출 수 있 는 전지팩을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery pack that can simplify the assembly process and lower the manufacturing cost.

본 발명의 다른 목적은 박스형의 케이스, 프레임 등과 같은 종래의 팩 외장부재를 사용하지 않고도 소정의 강도를 가짐으로써 매우 얇고 콤팩트한 구조의 전지팩을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery pack having a very thin and compact structure by having a predetermined strength without using a conventional pack exterior member such as a box-shaped case, a frame or the like.

본 발명의 또다른 목적은 외부충격으로 인한 쇼트 내지 단전에 우수한 대항성을 가지는 전지팩을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a battery pack having excellent resistance to short-circuit due to external shock.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은, 수지층과 금속층을 포함하고 있는 고강도 소재의 라미네이트 시트 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체가 내장된 상태로 밀봉되어 있고, 상기 전지케이스의 측면 실링부는 굴곡 외주면을 형성하면서 그것의 단부가 상기 수납부를 향하도록 절곡되어 있는 전지셀을 포함하는 것으로 구성되어 있다.The battery pack according to the present invention for achieving the above object is sealed in a state in which the electrode assembly is embedded in the housing portion of the laminate sheet pouch-type battery case of a high-strength material including a resin layer and a metal layer, The side sealing part comprises the battery cell which is bent so that the edge part may face the said accommodating part, forming the curved outer peripheral surface.

따라서, 본 발명에 따른 전지팩은 별도의 팩 외장부재를 사용하지 않고도 전지팩을 구성함으로써 조립공정이 간단하고 저렴하면서 더욱 얇고 콤팩트한 구조로 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 외부충격에 대해 안전성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징은 전극조립체가 내장되는 전지케이스로서 고강도의 라미네이트 시트를 사용하고 전지케이스의 측면 실링부 자체를 특정한 형상으로 만듦으로써, 그 자체가 전지팩의 외부 형상을 결정하는 구조체로서 사용될 수 있게 하여, 팩 외장부재의 사용을 필요치 않게 하기 때문이다. Therefore, the battery pack according to the present invention can be manufactured in a thinner and more compact structure as well as simple and inexpensive assembling process by configuring the battery pack without using a separate pack exterior member, and has safety against external impact It is characterized by. This feature uses a high-strength laminate sheet as a battery case in which the electrode assembly is embedded, and makes the side sealing portion of the battery case itself into a specific shape, so that it can be used as a structure to determine the outer shape of the battery pack itself. This is because the use of the pack outer member is unnecessary.

상기 고강도 라미네이트 시트의 바람직한 예로는, 고분자 필름의 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 및 폴리올레핀 계열의 내부 실란트층으로 구성된 라미네이트 시트로서, 베리어층의 상기 금속박은 알루미늄 합금으로 이루어져 있고, 상기 외부 피복층이 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)로 이루어져 있거나 및/또는 상기 외부 피복층의 외면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)층이 구비되어 있으며, 6.5 kgf 이상의 침상 관통력을 갖는 시트를 들 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 국제출원 제PCT/KR2005/3436호에 기재되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다. A preferred example of the high strength laminate sheet is a laminate sheet composed of an outer coating layer of a polymer film, a barrier layer of a metal foil, and a polyolefin-based inner sealant layer, wherein the metal foil of the barrier layer is made of an aluminum alloy, and the outer coating layer is made of polyethylene. A sheet made of naphthalate (PEN) and / or provided with a polyethylene terephthalate (PET) layer on the outer surface of the outer coating layer and having a needle penetration of 6.5 kgf or more. Details of this are described in the applicant's International Application No. PCT / KR2005 / 3436, which is incorporated by reference in the context of the present invention.

이러한 고강도 라미네이트 시트에서, 상기 금속박은 물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 가지도록 구성됨으로써, 외부 피복층 또는 그것의 외면에 별도로 부가된 수지층과 함께 높은 강도를 부여한다. In such a high strength laminate sheet, the metal foil is configured to have a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of material, thereby providing a high strength with a resin layer separately added to the outer coating layer or its outer surface. Grant.

상기 침상 관통력은 FTMS 101C 기준 측정방식으로 측정된 관통력을 의미하는 바, 종래의 라미네이트 시트형 전지케이스가 대략 5.0 kgf의 침상 관통력을 가짐에 비해 상기 전지케이스는 적어도 6.5 kgf 이상, 바람직하게는 6.5 ~ 10.0 kgf, 더욱 바람직하게는 7.0 ~ 8.5 kgf의 침상 관통력을 가진다. 상기 범위의 침상 관통력은 전지의 사용시 다양한 침상부재에 의해 전지가 훼손될 수 있는 가능성에 대응하여 전지의 안전성이 보장되는 범위라 할 수 있다. The needle penetration force means the penetration force measured by the FTMS 101C reference measurement method, whereas the conventional laminate sheet type battery case has a needle penetration force of about 5.0 kgf, and the battery case is at least 6.5 kgf or more, preferably 6.5 to 10.0. kgf, more preferably has a needle penetration of 7.0 to 8.5 kgf. The needle penetrating force of the above range can be said to be a range in which the safety of the battery is ensured in response to the possibility that the battery may be damaged by various needle members when the battery is used.

강도의 증가에 기여하는 상기 베리어층은 20 ~ 150 ㎛의 두께를 가지며, 두께가 너무 얇으면 물질에 대한 차단 기능과 강도 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지고 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다. The barrier layer, which contributes to the increase in strength, has a thickness of 20 to 150 μm, and when the thickness is too thin, it is difficult to expect the blocking function and the strength improvement of the material. On the contrary, when the thickness is too thick, the workability is decreased and the thickness of the sheet is increased. Therefore, it is not preferable.

베리어층을 구성하는 상기 알루미늄 합금은 합금 성분에 따라 강도에 차이가 있으며, 다음의 것으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 합금번호 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104, 3105 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 그 중에서도 8079, 1N30, 8021 및 3004이 베리어층의 금속박으로서 특히 바람직하게 사용될 수 있다. The aluminum alloy constituting the barrier layer has a difference in strength depending on the alloy component, but is not limited to the following, for example, alloy number 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104, 3105, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, 8079, 1N30, 8021 and 3004 can be particularly preferably used as the metal foil of the barrier layer.

상기 외부 피복층의 고분자 필름은 바람직하게는 5 ~ 40 ㎛의 두께를 가지며, 너무 얇은 경우에는 소정의 강도를 제공하지 못하고, 반대로 너무 두꺼우면 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다. 본 발명에서 상기 외부 피복층의 고분자 필름은 선택적으로 PEN으로 구성될 수 있으며, PEN으로 구성되지 않는 경우에는 바람직하게는 연신 나일론 필름으로 구성될 수 있다.The polymer film of the outer coating layer preferably has a thickness of 5 ~ 40 ㎛, if too thin does not provide a predetermined strength, on the contrary too thick is not preferable because it causes an increase in the thickness of the sheet. In the present invention, the polymer film of the outer coating layer may be selectively composed of PEN, when not composed of PEN, preferably a stretched nylon film.

외부 피복층의 외면에 PET 층이 선택적으로 부가되는 경우, 상기 PET 층은 바람직하게는 5 ~ 30 ㎛의 두께를 가지며, 너무 얇은 경우에는 부가에 따른 강도의 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다.When the PET layer is selectively added to the outer surface of the outer coating layer, the PET layer preferably has a thickness of 5 to 30 μm, when too thin, it is difficult to expect the improvement of the strength according to the addition, on the contrary too thick It is not preferable because it causes an increase in the thickness of.

외부 피복층으로서의 PEN 필름의 사용과 외부 피복층 외면에 대한 PET 층의 부가가 선택적 사항이라 하더라도, 이들 중의 적어도 하나의 적용에 의해 상기 소정의 침상 관통력이 얻어질 수 있어야 한다. 또한, 이들의 동시 사용에 의해 더욱 강도가 얻어질 수도 있다.Although the use of the PEN film as the outer cladding layer and the addition of the PET layer to the outer cladding layer outer surface are optional, the application of at least one of them should be able to achieve the desired needle penetration. In addition, strength may be further obtained by their simultaneous use.

상기 내부 실란트층은 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)으로 이루어져 있고 30 ~ 150 ㎛의 두께를 가진다.The inner sealant layer preferably consists of an unstretched polypropylene film (CPP) and has a thickness of 30 to 150 μm.

상기와 같은 구조의 라미네이트 시트는 매우 우수한 강도를 나타내므로 별도의 팩 외장부재를 사용하지 않고도 그 자체로서 전지팩에 요구되는 기계적 물성, 즉, 우수한 인장강도, 충격강도 및 내구성을 제공한다. Since the laminate sheet having such a structure exhibits a very good strength, it provides the mechanical properties required for the battery pack itself, that is, excellent tensile strength, impact strength and durability without using a separate pack exterior member.

상기 라미네이트 시트는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 각각의 층들을 구성하는 필름, 금속박 등을 순차적으로 적층한 후 상호 접착하여 제조할 수 있으며, 그러한 접착 방법으로는 건식 라미네이션(Dry Lamination), 또는 압출 라미네이션(Extrusion Lamination) 방법들이 이용될 수 있다. 상기 건식 라미네이션 방법은 접착제를 일측 소재와 타측 소재 사이에 개재시켜 건조한 후 가열롤(Heating Roll)을 이용하여 그 두 소재를 상온보다 높은 온도와 압력에 의해 상호 접착시키는 방법이다. 또한, 상기 압출 라미네이션 방법은 접착제를 일측 소재와 타측 소재 사이에 개재시킨 후 프레싱롤(Pressing Roll)을 이용하여 그 두 소재를 상온에서 일정 압력에 의해 상호 접착시키는 방법이다.The laminate sheet can be produced in a variety of ways. For example, films, metal foils, and the like constituting the respective layers may be sequentially laminated and then bonded to each other, and dry lamination or extrusion lamination methods may be used as such a bonding method. Can be. The dry lamination method is a method in which the two materials are bonded to each other by a temperature and pressure higher than room temperature using a heating roll after drying by interposing an adhesive between one material and the other material. In addition, the extrusion lamination method is a method of interposing the two materials by a constant pressure at room temperature using a pressing roll after the adhesive is interposed between the one material and the other material.

상기 고강도 라미네이트 시트는 종래의 라미네이트 시트에 비해 월등히 우수한 기계적 강도를 나타내므로, 소정의 기계력을 가하여 일단 특정한 형태로 변형시켰을 때에는 상기 기계력 이하의 힘이 인가되더라도 변형된 상태를 그대로 유지할 수 있다. Since the high-strength laminate sheet exhibits significantly superior mechanical strength compared to the conventional laminate sheet, when it is deformed to a specific form by applying a predetermined mechanical force, the deformed state can be maintained as it is even if a force below the mechanical force is applied.

따라서, 본 발명에서는 종래의 파우치형 전지에서 무용한 부위였던 양 측면 실링부를 변형시켜 굴곡 외주면을 형성함으로써 그 자체로서 유용한 역할을 하도록 구성하였다. Therefore, in the present invention, by forming a curved outer circumferential surface by modifying both side sealing parts which were useless parts in the conventional pouch-type battery, it was configured to play a useful role as such.

두 개의 라미네이트 시트(케이스 본체와 커버)가 열융착되어 형성된 측면 실링부는 얇은 판상 구조를 이루므로, 상기 실링부의 단부는 상대적으로 날카롭다. 도 3 및 4에서 보는 바와 같이, 종래의 전지팩에서는 측면 실링부를 수직으로 접어 팩 외장부재(케이스 등)의 안쪽에 위치시켰다. 반면에, 본원발명에서는 전지팩의 구성시 별도의 팩 외장부재를 사용하지 않고 측면 실링부가 전지팩의 외형 일부를 형성하게 된다. 따라서, 상기 측면 실링부는 굴곡 외주면을 형성하면서 실링부의 단부가 안쪽을 향하도록 처리되므로, 결과적으로 전극조립체 수납부의 전지케이스 외면을 감싸도록 변형된다. 더욱이, 굴곡 외주면을 형성하도록 변형된 측면 실링부는 완만한 외면(측면)을 형성하므로, 외면에 외장필름을 도포하는 경우에 부착이 용이하고, 완만한 측면을 가진 전지팩은 디바이스에 장착하기 용이하다는 점 등의 잇점을 가진다.Since the side sealing portion formed by heat-sealing two laminate sheets (case body and cover) forms a thin plate-like structure, the end portion of the sealing portion is relatively sharp. As shown in FIGS. 3 and 4, in the conventional battery pack, the side sealing part is vertically folded and positioned inside the pack exterior member (case, etc.). On the other hand, in the present invention, the side sealing portion forms a part of the exterior of the battery pack without using a separate pack exterior member when the battery pack is configured. Therefore, since the side sealing portion is processed to form the curved outer circumferential surface so that the end portion of the sealing portion faces inward, it is deformed to surround the outer surface of the battery case of the electrode assembly accommodating portion. Furthermore, since the side sealing portion deformed to form a curved outer circumferential surface forms a gentle outer surface (side surface), it is easy to attach when applying the exterior film to the outer surface, and a battery pack having a gentle side surface is easy to mount on the device. It has advantages such as points.

상기 굴곡 외주면은 측면 실링부의 단부가 전극조립체 수납부 방향, 즉, 안쪽 방향으로 향하도록 절곡되면서 그러한 절곡면이 완만한 곡선을 형성하는 구조를 의미한다. 따라서, 상기 굴곡 외주면은 다양한 구조일 수 있으며, 바람직하게는 수직 단면상으로 원호 구조일 수 있다.The curved outer circumferential surface refers to a structure in which the bent surface forms a gentle curve while the end of the side sealing portion is bent toward the electrode assembly accommodating portion direction, that is, the inward direction. Therefore, the curved outer circumferential surface may have a variety of structures, and preferably may have an arc structure in a vertical cross section.

안쪽으로 완만하게 절곡된 측면 실링부의 단부는 전극조립체 수납부의 전지케이스 외면에 직접 접촉할 수도 있지만, 그로부터 약간 이격될 수도 있다. The end portion of the side sealing portion that is gently bent inward may directly contact the outer surface of the battery case of the electrode assembly accommodating portion, but may be slightly spaced therefrom.

상기 전지셀의 상단에는 보호회로 모듈(PCM)이 탑재되어 전지셀의 전극단자에 연결되고, 상기 PCM 상에 탑 캡이 장착된다. 상기 탑 캡은 바람직하게는 절곡 된 측면 실링부의 내부공간에 대응하는 단면 형상의 하단 연장부를 포함하고 있다. 따라서, 상기 하단 연장부를 측면 실링부의 내부공간에 삽입함으로써 전지셀에 대한 탑 캡의 체결을 용이하게 달성할 수 있다.A protection circuit module (PCM) is mounted on an upper end of the battery cell and connected to an electrode terminal of the battery cell, and a top cap is mounted on the PCM. The top cap preferably includes a lower end extension of the cross-sectional shape corresponding to the inner space of the bent side sealing portion. Therefore, fastening of the top cap to the battery cell can be easily achieved by inserting the lower extension part into the inner space of the side sealing part.

전지셀의 상단에 PCM을 탑재하는 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있다: 첫째, PCM을 상단 실링부와 평행하도록 전지셀의 상단면에 세워서 장착하는 방식, 둘째, 상단 실링부를 절곡하여 전극조립체 수납부의 전지케이스 외면에 밀착시키고 그 상단면에 PCM을 눕혀 장착하는 방식. The method of mounting the PCM on the top of the battery cell can be divided into two types: first, the PCM is mounted on the top surface of the battery cell so as to be parallel to the upper sealing part, and second, the number of electrode assemblies by bending the upper sealing part. It is in close contact with the outer surface of the battery case of the payment, and the PCM is laid down on the upper surface.

후자의 탑재 방식과 관련해서는 본 출원인의 한국 특허출원 제2004-81532호에 자세한 기술 내용이 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.Regarding the latter mounting method, detailed description is disclosed in the applicant's Korean Patent Application No. 2004-81532, which is incorporated by reference.

본 발명에서는 측면 실링부를 소정의 형태로 완만하게 절곡하여야 하므로, 상단 실링부와 측면 실링부가 교차하는 전지케이스의 상단 양측 모서리를 소정의 크기로 절취함으로써, 측면 실링부가 절곡된 상태에서 PCM의 탑재를 위해 상단 실링부를 수직으로 절곡할 수 있다. In the present invention, since the side sealing portion should be gently bent in a predetermined shape, the PCM is mounted in a state where the side sealing portion is bent by cutting the upper side edges of the battery case where the upper sealing portion and the side sealing portion intersect to a predetermined size. The top seal can be bent vertically for this purpose.

경우에 따라서는, PCM과 탑 캡을 인서트 사출성형에 의해 일체로 형성할 수도 있으며, 그에 대한 자세한 기술은 본 출원인의 PCT 국제특허출원 제PCT/KR2004/2882호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.In some cases, the PCM and the top cap may be integrally formed by insert injection molding, and a detailed description thereof is disclosed in the applicant's PCT International Patent Application No. PCT / KR2004 / 2882, which application is referred to. As incorporated in the context of the present invention.

하나의 바람직한 예에서, 전지셀의 상단에 PCM이 탑재되고 탑 캡이 장착된 상태에서 전지셀의 외면이 외장필름으로 도포된다. 외장필름은 전지셀의 외면을 감싸는 형태로 부착되는데, 측면 실링부의 단부와 전지케이스 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지하고 탑 캡과 전지셀의 결합력을 놓여 주는 등의 작용을 한다. 외장필름의 외면에는 제품 표시, 제조자 표시, 제품 사용방법, 주의사항 등을 나타낼 수 있다. In one preferred example, the outer surface of the battery cell is coated with an outer film while the PCM is mounted on the top of the battery cell and the top cap is mounted. The outer film is attached in a form surrounding the outer surface of the battery cell, and prevents foreign matter from flowing between the end of the side sealing portion and the battery case, and serves to put a coupling force between the top cap and the battery cell. The outer surface of the exterior film may show the product label, the manufacturer label, how to use the product, and precautions.

경우에 따라서는 전지셀의 하단에 별도의 캡(하단 캡)을 추가로 장착할 수 있다. 그러한 하단 캡이 전지셀에 장착된 상태에서 외장필름을 도포하면, 전지셀과 하단 캡의 결합력을 높일 수 있다.In some cases, a separate cap (lower cap) may be additionally installed at the bottom of the battery cell. When the outer film is applied while the lower cap is mounted on the battery cell, the bonding force between the battery cell and the lower cap can be increased.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지(100)의 모식도가 도시되어 있다. 도 5의 파우치형 전지는 도 1 및 도 2에서 설명한 종래의 파우치형 전지(10)와 대략 동일하므로, 본 발명의 특징적인 사항을 제외한 나머지 사항들에 대한 설명은 생략한다.5 is a schematic diagram of a pouch-type battery 100 according to an embodiment of the present invention. Since the pouch-type battery of FIG. 5 is substantially the same as the conventional pouch-type battery 10 described with reference to FIGS. 1 and 2, descriptions of other matters except for the features of the present invention will be omitted.

전극조립체를 내장한 상태에서 상단과 양 측면을 열융착시키면, 파우치형 전지(100)의 상단과 양 측면에는 각각 실링부(110, 120, 130)가 만들어진다. 본 발명에서는, 양 측면 실링부(120, 130)의 단부를 전극조립체 수납부(140) 방향으로 완만하게 절곡한다. 도 6에는 그와 같이 절곡된 A-A 부위의 단면도가 도시되어 있다.When the top and both sides are heat-sealed in a state in which the electrode assembly is embedded, the sealing parts 110, 120, and 130 are respectively formed on the top and both sides of the pouch-type battery 100. In the present invention, end portions of both side sealing parts 120 and 130 are gently bent in the direction of the electrode assembly accommodating part 140. Figure 6 shows a cross-sectional view of such a bent A-A site.

도 6을 참조하면, 전지케이스는 두 가지 유형의 적층 구조로 이루어져 있다. 첫 번째 유형(B)은 ONy으로 이루어진 외부 피복층(100a), 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층(100b) 및 CPP로 이루어진 내부 실란트층(100c)과, 외복 피복층(100a)의 외면에 PET 최외층(100d)이 피복되어 있는 구조로 이루어져 있다. 두 번째 유형(C)은 PEN으로 이루어진 외부 피복층(100e), 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층(100b) 및 CPP로 이루어진 내부 실란트층(100c)의 구조로 이루어져 있다. 열융착시, 케이스 본체와 커버의 각각 내부 실란트층(100c)들이 서로 융착되어 실링부를 형성한다.Referring to FIG. 6, the battery case has two types of stacked structures. The first type (B) is the outer covering layer 100a made of ONy, the barrier layer 100b made of aluminum alloy, and the inner sealant layer 100c made of CPP, and the outermost PET layer 100d on the outer surface of the outer cover layer 100a. ) Is covered with a structure. The second type (C) has a structure of an outer coating layer 100e made of PEN, a barrier layer 100b made of aluminum alloy, and an inner sealant layer 100c made of CPP. At the time of thermal fusion, the inner sealant layers 100c of the case body and the cover are fused to each other to form a sealing portion.

측면 실링부(120, 130)는 수직단면상으로 원호 형태의 외주면을 형성하면서 그것의 단부(121, 131)가 전극조립체(150)를 내장하고 있는 수납부(140) 방향으로 절곡되어 있다. 따라서, 날카로운 단부(121, 131)가 외부로 향해 있지 않으므로, 취급시 작업자 또는 사용자에게 영향을 주지 않는다. The side sealing parts 120 and 130 form an outer circumferential surface having an arc shape in a vertical cross section, and the ends 121 and 131 thereof are bent in the direction of the receiving part 140 in which the electrode assembly 150 is embedded. Thus, the sharp ends 121, 131 are not facing outwards, and thus do not affect the operator or the user during handling.

다시 도 5를 참조하면, 이후의 도 7 내지 도 13에서 설명하는 바와 같이, PCM을 전지셀의 상단에 눕힌 상태로 탑재하는 경우에는, 상단 실링부(110)와 측면 실링부(120, 130)가 만나는 교차부(160)를 소정량 절취한다. 교차부(160)의 절취 크기는 전극조립체의 밀봉성을 손상시키지 않는 범위내에서 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5 again, as described later with reference to FIGS. 7 to 13, when the PCM is mounted in a state lying on the top of the battery cell, the upper sealing part 110 and the side sealing parts 120 and 130 are mounted. Cuts a predetermined amount of the intersection portion 160 that meets. The cut size of the intersection portion 160 may be determined within a range that does not impair the sealability of the electrode assembly.

측면 실링부(120, 130)를 화살표에서와 같이 절곡하기 전 또는 이후에, 상단 실링부(110)를 일점 쇄선(111)를 따라 수직으로 절곡한다. Before or after the side sealing portions 120 and 130 are bent as shown by the arrows, the upper sealing portion 110 is bent vertically along the dashed dashed line 111.

본 발명에 따르면, 양 측면 실링부(120, 130)가 예를 들어 도 6에서와 같이 절곡되므로, 측면 실링부(120, 130)의 폭(w)은 종래의 파우치형 전지에서보다 크게 형성하는 것이 바람직할 수 있다. According to the present invention, since both side sealing portions 120 and 130 are bent, for example, as shown in FIG. 6, the width w of the side sealing portions 120 and 130 is larger than that of the conventional pouch type battery. It may be desirable.

도 7 내지 13에는 도 6에서와 같은 이차전지를 사용하여 전지팩을 제조하는 하나의 예시적인 과정도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 6에서와 같이 측면 실링부를 완만하게 절곡시킨 파우치형 전지를 이하에서는 전지셀로서 약칭한다. 7 to 13 illustrate one exemplary process diagram of manufacturing a battery pack using a secondary battery as illustrated in FIG. 6. For convenience of description, a pouch-type battery in which the side sealing portion is gently bent as in FIG. 6 will be abbreviated as a battery cell hereinafter.

우선, 도 7에서, 측면 실링부(120)를 수직단면상으로 원호 형상의 외주면이 형성되도록 완만하게 절곡하고, 상단 실링부(110)는 수직으로 절곡한다. 그와 같이 절곡된 상단 실링부(110) 상에 제 1 절연재(200)를 탑재한 후, 양극리드(160) 및 음극리드(162)가 제 1 절연재(200) 상에 놓이도록 각각 아래쪽으로 절곡한다. 제 1 절연재(200)에 의해 전극리드들(160, 162)은 전지케이스 본체와의 전기적 절연상태를 안정적으로 유지할 수 있다. First, in FIG. 7, the side sealing part 120 is gently bent to form an outer circumferential surface having an arc shape on a vertical cross section, and the upper sealing part 110 is bent vertically. After the first insulating material 200 is mounted on the bent upper sealing part 110, each of the positive lead 160 and the negative lead 162 is bent downward so as to be placed on the first insulating material 200. do. The electrode leads 160 and 162 may stably maintain the electrical insulation state with the battery case body by the first insulating material 200.

다음으로 도 8 및 도 9에서, 양극리드(160)와 음극리드(162)에 니켈 플레이트(300, 310)를 결합시킨다. 전극리드(160, 162)와 니켈 플레이트(300, 310)의 결합은 바람직하게는 스팟 용접에 의해 이루어질 수 있다. 니켈 플레이트(300, 310)는 전극리드(160, 162)와 결합되는 부위의 반대쪽 접속 단부(301, 311)가 위쪽으로 휘어져 있는 구조로 되어 있다.Next, in FIGS. 8 and 9, the nickel plates 300 and 310 are coupled to the positive lead 160 and the negative lead 162. The coupling of the electrode leads 160 and 162 and the nickel plates 300 and 310 may be preferably performed by spot welding. The nickel plates 300 and 310 have a structure in which opposite end portions 301 and 311 opposite to portions joined with the electrode leads 160 and 162 are bent upward.

그런 다음 도 10에서, 니켈 플레이트(300, 310)의 접속 단부(301, 311)를 제외한 부위를 도포할 수 있는 제 2 절연재(210)를 실장한다. 제 2 절연재(210)는 니켈 플레이트(300, 310)의 접속 단부(301, 311)를 제외한 부위가 PCM(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되는 것을 방지하여 주는 역할을 한다. Next, in FIG. 10, a second insulating material 210 capable of applying a portion except for the connection ends 301 and 311 of the nickel plates 300 and 310 is mounted. The second insulating material 210 serves to prevent the portions of the nickel plates 300 and 310 except for the connection ends 301 and 311 from being electrically connected to the PCM (not shown).

그런 다음 도 11에서 PCM(400)를 탑재한 후 니켈 플레이트의 접속 단부(도시 하지 않음)와 전기적 연결을 행한다. PCM(400)은 과충전, 과방전, 과전류 등으로부터 전지를 보호할 수 있는 보호회로가 포함되어 있으며, 외부기기(도시하지 않음)와의 전기적 연결을 위한 외부 입출력 단자(410)와 침수 여부를 확인하기 위한 테스트 포인트(420)가 또한 포함되어 있다. PCM(400)과 니켈 플레이트(도시하지 않음)의 결합은 다양한 방법에 의해 달성될 수 있으며, 예를 들어, 스팟 용접, 레이저 용접, 납땜 등을 행할 수 있다.Then, the PCM 400 is mounted in FIG. 11 and then electrically connected to the connecting end (not shown) of the nickel plate. The PCM 400 includes a protection circuit that protects the battery from overcharge, overdischarge, overcurrent, and the like, and checks whether the external input / output terminal 410 is flooded with an external device (not shown). A test point 420 is also included. The combination of the PCM 400 and the nickel plate (not shown) can be accomplished by various methods, for example, spot welding, laser welding, soldering, or the like can be performed.

다음으로 도 12에서, PCM(400)과 전기접속 부위들을 보호할 수 있도록 PCM에 탑 캡(500)을 장착하고, 전지셀(101)의 외면에 외장필름(600)을 도포한다. Next, in FIG. 12, the top cap 500 is mounted on the PCM to protect the PCM 400 and the electrical connection parts, and the exterior film 600 is coated on the outer surface of the battery cell 101.

탑 캡(500)은 PCM(400)을 감싸는 구조의 전기절연성 소재로 이루어져 있고, PCM(400)의 외부 입출력 단자(410)와 테스트 포인트(420)가 상부로 노출될 수 있도록 해당 위치에 다수의 개구들(510, 520)이 형성되어 있으며, 전지셀(101)의 절곡된 측면 실링부(120)의 내부공간에 삽입될 수 있는 하단 연장부(530)가 전지셀(101)의 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 하단 연장부(530)를 측면 실링부(120)의 내부공간에 삽입함으로써, 전지셀(101)에 대한 탑 캡(500)의 체결이 이루어진다. The top cap 500 is made of an electrically insulating material that surrounds the PCM 400, and the plurality of positions at the top cap 500 may be exposed to the top to expose the external input / output terminals 410 and the test point 420 of the PCM 400. Openings 510 and 520 are formed, and a lower extension portion 530 that can be inserted into the inner space of the bent side sealing portion 120 of the battery cell 101 extends in the direction of the battery cell 101. It is. Therefore, the top cap 500 is fastened to the battery cell 101 by inserting the lower extension part 530 into the inner space of the side sealing part 120.

경우에 따라서는, PCM(400) 하부의 이격공간에 절연성 수지를 충진하거나 절연성 부재를 삽입 장착하여 전지팩의 낙하시 내부 단락의 가능성을 방지할 수 있으며, 그에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원 제2005-5623호에 개시되어 있는 바, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.In some cases, it is possible to prevent the possibility of an internal short circuit when the battery pack falls by filling an insulating resin or inserting an insulating member in the spaced space below the PCM 400, and the details of the applicant's Korean patent As disclosed in Application 2005-5623, the application is incorporated by reference in the context of the present invention.

또한, 전지셀(101)의 하단에 별도의 캡(도시하지 않음)을 장착할 수 있음은 앞서의 설명한 바와 같다. In addition, a separate cap (not shown) may be mounted on the bottom of the battery cell 101 as described above.

탑 캡(500)이 장착된 상태에서 외장필름(600)을 도포하여 부착하는 바, 외장필름(600)은 전지셀(101)에 존재하는 다수의 이격공간들, 예를 들어, 측면 실링부(120)의 단부와 전지케이스 사이의 이격틈으로 이물질이 유입되는 것을 방지하고, 전지케이스를 보호하며, 전지셀(101)에 대한 탑 캡(500)의 체결력을 높여 주는 등의 작용을 한다.The outer film 600 is applied by attaching the outer film 600 while the top cap 500 is mounted, and the outer film 600 includes a plurality of spaced spaces existing in the battery cell 101, for example, a side sealing part ( It prevents foreign matter from entering into the gap between the end of the 120 and the battery case, protects the battery case, and serves to increase the fastening force of the top cap 500 to the battery cell (101).

이러한 조립과정을 통해 완성된 전지팩(800)의 사시도가 도 13에 도시되어 있다. 13 is a perspective view of the battery pack 800 completed through such an assembly process.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, those skilled in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 전극조립체가 내장되는 전지케이스로서 고강도의 라미네이트 시트를 사용하고 전지케이스의 측면 실링부 자체를 특정한 형상으로 만듦으로써, 그 자체가 전지팩의 외부 형상을 결정하는 구조체로서 사용될 수 있게 하여, 별도의 팩 외장부재를 사용하지 않고도 전지팩을 구성함으로써 조립공정이 간단하고 저렴하면서 더욱 얇고 콤팩트한 구조로 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 외부충격에 대해 안전성을 가지는 것을 특징으로 한다. As described above, the battery pack according to the present invention uses a high-strength laminate sheet as a battery case in which the electrode assembly is built, and by making the side sealing portion of the battery case itself into a specific shape, the battery pack itself forms an external shape of the battery pack. The battery pack can be used as a structure to determine the structure of the battery pack without using a separate pack exterior member, thereby making the assembly process simpler, cheaper, thinner and more compact, and having safety against external impact. It is characterized by.

이러한 전지팩은 최근 그 수요가 크게 증가하고 있는 콤팩트한 슬링형 전지 팩에 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.Such battery packs may be more preferably used in compact sling battery packs, which have recently increased in demand.

Claims (14)

수지층과 금속층을 포함하고 있는 고강도 소재의 라미네이트 시트 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체가 내장된 상태로 밀봉되어 있고, 상기 전지케이스의 측면 실링부는 굴곡 외주면을 형성하면서 그것의 단부가 상기 수납부를 향하도록 절곡되어 있는 전지셀을 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지팩.An electrode assembly is sealed in a housing portion of a laminate sheet pouch-type battery case made of a high strength material including a resin layer and a metal layer, and the side sealing portion of the battery case forms a curved outer circumferential surface thereof and the end thereof is accommodated therein. A battery pack comprising a battery cell that is bent to face the portion. 제 1 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 고분자 필름의 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 및 폴리올레핀 계열의 내부 실란트층으로 구성된 라미네이트 시트로서, 베리어층의 상기 금속박은 알루미늄 합금으로 이루어져 있고, 상기 외부 피복층이 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)로 이루어져 있거나 및/또는 상기 외부 피복층의 외면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)층이 구비되어 있으며, 6.5 kgf 이상의 침상 관통력을 가지는 것을 특징으로 하는 전지팩.The laminate sheet of claim 1, wherein the laminate sheet is a laminate sheet composed of an outer coating layer of a polymer film, a barrier layer of metal foil, and a polyolefin-based inner sealant layer, wherein the metal foil of the barrier layer is made of an aluminum alloy, and the outer coating layer is A battery pack comprising polyethylene naphthalate (PEN) and / or a polyethylene terephthalate (PET) layer on the outer surface of the outer coating layer, having a needle penetration of 6.5 kgf or more. 제 2 항에 있어서, 상기 베리어층은 20 ~ 150 ㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack as claimed in claim 2, wherein the barrier layer has a thickness of about 20 μm to about 150 μm. 제 2 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 합금번호 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104 및 3105로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 2, wherein the aluminum alloy is one or two selected from the group consisting of alloy numbers 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104 and 3105. 제 2 항에 있어서, 상기 외부 피복층은 5 ~ 40 ㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 2, wherein the outer coating layer has a thickness of 5 μm to 40 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 피복층의 고분자 필름은 PEN으로 구성되어 있거나, 또는 PEN으로 구성되지 않은 경우 연신 나일론 필름으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the polymer film of the outer coating layer is made of PEN or, if not, made of stretched nylon film. 제 1 항에 있어서, 상기 굴곡 외주면은 수직 단면상으로 원호 구조인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the curved outer circumferential surface has an arc structure in a vertical cross section. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀의 상단에 보호회로 모듈(PCM)이 탑재되어 전지셀의 전극단자에 연결되고, 상기 PCM 상에 탑 캡이 장착되며, 상기 탑 캡은 상기 절곡된 측면 실링부의 내부공간에 대응하는 단면 형상의 하단 연장부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.According to claim 1, wherein the protection circuit module (PCM) is mounted on the top of the battery cell is connected to the electrode terminal of the battery cell, the top cap is mounted on the PCM, the top cap is the bent side sealing portion A battery pack comprising a lower end extension having a cross-sectional shape corresponding to an inner space. 제 8 항에 있어서, 상기 PCM을 상단 실링부와 평행하도록 전지셀의 상단면에 세워서 장착하는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 8, wherein the PCM is mounted on an upper end surface of the battery cell so as to be parallel to the upper sealing part. 제 8 항에 있어서, 상단 실링부를 절곡하여 전극조립체 수납부의 전지케이스 외면에 밀착시키고 그 상단면에 상기 PCM을 눕혀 장착하는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack according to claim 8, wherein the upper sealing part is bent to be in close contact with the outer surface of the battery case of the electrode assembly accommodating part, and the PCM is laid on the upper end of the battery pack. 제 1 항에 있어서, 상기 상단 실링부와 측면 실링부가 교차하는 전지케이스의 상단 양측 모서리가 소정의 크기로 절취되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein both edges of the upper end of the battery case in which the upper sealing part and the side sealing part intersect are cut to a predetermined size. 제 8 항에 있어서, 상기 PCM과 탑 캡은 인서트 사출성형에 의해 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 8, wherein the PCM and the top cap are integrally molded by insert injection molding. 제 8 항에 있어서, 상기 전지셀의 상단에 PCM이 탑재되고 탑 캡이 장착된 상태에서 전지셀의 외면에 외장필름이 도포되는 것을 특징으로 하는 전지팩. The battery pack as claimed in claim 8, wherein the PCM is mounted on the top of the battery cell and the exterior film is coated on the outer surface of the battery cell while the top cap is mounted. 제 8 항에 있어서, 상기 전지셀의 하단에 별도의 캡(하단 캡)이 추가로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 8, wherein a separate cap (lower cap) is additionally attached to a lower end of the battery cell.
KR1020060004267A 2006-01-16 2006-01-16 Small Battery Pack KR100892049B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060004267A KR100892049B1 (en) 2006-01-16 2006-01-16 Small Battery Pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060004267A KR100892049B1 (en) 2006-01-16 2006-01-16 Small Battery Pack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070075705A true KR20070075705A (en) 2007-07-24
KR100892049B1 KR100892049B1 (en) 2009-04-06

Family

ID=38500745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060004267A KR100892049B1 (en) 2006-01-16 2006-01-16 Small Battery Pack

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100892049B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101136799B1 (en) * 2008-04-18 2012-04-19 주식회사 엘지화학 Slim Type Battery Pack
KR20170076053A (en) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 엘지화학 Label for Battery Cell Having Rupture-typed Dotted Line and Pouch-Type Secondary Battery Having the Same
KR20180104927A (en) * 2017-03-14 2018-09-27 주식회사 엘지화학 Pouch-typed Battery Cell Comprising Protective Film Attached thereto
CN114902473A (en) * 2020-09-23 2022-08-12 株式会社 Lg新能源 Battery cell and method for manufacturing same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101905081B1 (en) * 2011-12-09 2018-11-30 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
KR101905080B1 (en) * 2011-12-09 2018-10-05 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
KR20180029623A (en) * 2016-09-13 2018-03-21 삼성에스디아이 주식회사 Secondary Battery And Fabricating Method Thereof
KR102362074B1 (en) * 2017-03-10 2022-02-11 삼성전자주식회사 Battery including heat radiation plate and electronic device having the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08329972A (en) * 1995-05-30 1996-12-13 Sony Corp Battery
JP2004014189A (en) 2002-06-04 2004-01-15 Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR100878703B1 (en) * 2005-11-28 2009-01-14 주식회사 엘지화학 Small Battery Pack Employing PCM on Side Sealing Part

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101136799B1 (en) * 2008-04-18 2012-04-19 주식회사 엘지화학 Slim Type Battery Pack
KR20170076053A (en) * 2015-12-24 2017-07-04 주식회사 엘지화학 Label for Battery Cell Having Rupture-typed Dotted Line and Pouch-Type Secondary Battery Having the Same
KR20180104927A (en) * 2017-03-14 2018-09-27 주식회사 엘지화학 Pouch-typed Battery Cell Comprising Protective Film Attached thereto
US11165113B2 (en) 2017-03-14 2021-11-02 Lg Chem, Ltd. Pouch-shaped battery cell having protective film attached thereto
CN114902473A (en) * 2020-09-23 2022-08-12 株式会社 Lg新能源 Battery cell and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100892049B1 (en) 2009-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100878703B1 (en) Small Battery Pack Employing PCM on Side Sealing Part
US8945764B2 (en) Battery pack of large capacity
KR100879893B1 (en) Secondary Battery Having Safety-improved Sealing Portion
KR101216422B1 (en) Secondary Battery Having Sealing Portion of Improved Insulating Property
KR100891383B1 (en) Pouch type secondary battery
KR100892049B1 (en) Small Battery Pack
KR100857018B1 (en) Small Battery Pack of Improved Safety
KR101229228B1 (en) Secondary Battery with Improved Moisture Barrier
US20060099501A1 (en) Secondary battery
KR20150134304A (en) Battery Cell Having Round Corner
KR101666418B1 (en) Pouch-Type Battery Cell Having Film Member for Protecting Electrode Tap-Lead Joint Portion
KR100883919B1 (en) Battery Pack of Large Capacity
KR101082960B1 (en) Secondary Battery with Excellent Durability
KR100910624B1 (en) Double-Typed Secondary Battery
KR100897181B1 (en) Small Battery Pack Employed with External Input-output Terminal Positioned at Side or Bottom of Battery Cell
KR101306190B1 (en) Secondary Battery of Improved Insulating Property
KR101134393B1 (en) Battery Pack of Novel Structure
KR20170050999A (en) Secondary battery
KR102328646B1 (en) Pouch case and secondary battery including the same
KR101533993B1 (en) Battery Module Having Sheet Member and Film Member
KR100601549B1 (en) Pouch type lithium secondary battery
KR100838064B1 (en) Lithium secondary battery
EP4258461A1 (en) Pouch-type secondary battery and manufacturing method therefor
JP2013152935A (en) Large capacity battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160216

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170216

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 12