KR20090051591A - 이차전지용 기판 조립체 및 이를 이용한 배터리 팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적과제는 회로 기판을 베어셀과 함께 용융수지로 몰딩하지 않고, 회로 기판에 커버케이스가 용이하게 회전 결합하는 이차전지용 기판조립체를 제공하는 데 있다.
이를 위해 덮개판의 둘레에는 서로 대향되지 않는 위치에 개구부를 갖는 측벽이 형성된 커버케이스에 회로기판이 회전결합된 이차전지용 기판 조립체를 개시한다.
따라서, 본 발명의 이차전지용 기판 조립체는 회로 기판에 커버케이스가 회전결합하여 조립성이 간단해진다. 또한, 상기한 이차전지용 기판 조립체를 이용한 배터리 팩은 조립성이 간단하면서도 안정된 구조를 제공한다.
회로 기판, 커버 케이스, 회전 결합, 측벽, 개구부
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로기판에 커버케이스가 회전 결합하는 이차전지용 기판조립체와 이를 이용한 배터리 팩에 관한 것이다.
최근 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 대표적인 이차전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
일반적으로, 이차 전지의 제조과정은 우선, 상기 양극 활물질이 양극집전체에 코팅되며 양극탭이 연결된 양극판, 음극 활물질이 음극집전체에 코팅되며 음극 탭이 연결된 음극판 및 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 형성된 전극 조립체를 캔 형상으로 이루어지는 이차 전지용 케이스에 넣는다. 그런 다음, 전해액을 주입하고 캡 조립체로 밀봉하면 베어셀이 만들어진다. 그 후에 베어셀과 보호 회로기판을 전기적으로 접속한 후, 금형틀에 넣어 베어셀과 보호회로기판을 용융수지로 몰딩하여 수지몰딩형 이차 전지를 형성한다.
그러나, 이러한 수지몰딩형 이차 전지는 보호회로 기판을 베어셀과 함께 용융수지로 몰딩시에 성형불량이 일어나거나, 보호회로 기판의 위치가 틀어지는 등의 문제가 발생한다.
상기한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 기술적과제는 회로 기판을 베어셀과 함께 용융수지로 몰딩하지 않고, 회로 기판에 커버케이스가 용이하게 회전 결합하는 이차전지용 기판조립체를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적과제는 상기한 이차전지용 기판조립체를 이용하 여 조립성이 간단하면서도 안정된 구조의 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적과제를 해결하기 위한 본 발명의 이차전지용 기판 조립체는 덮개판 및, 상기 덮개판의 둘레에는 서로 대향되지 않는 위치에 개구부를 갖는 측벽을 포함하는 커버케이스; 및 상기 커버 케이스의 측벽 사이에 결합되는 회로 기판을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회로 기판은 적어도 하나의 단자가 더 형성되고, 상기 커버케이스에는 상기 단자와 대응하는 단자홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기한 이차전지용 기판 조립체를 이용한 본 발명의 배터리 팩은 양극과 음극을 갖는 재충전 가능한 전지; 충방전단자홀이 형성된 덮개판과, 상기 덮개판의 둘레에는 서로 대향되지 않는 위치에 개구부를 갖는 측벽을 구비하는 커버케이스; 및 상기 전지의 양극과 음극에 전기적으로 연결되는 충방전단자를 구비하며, 상기 충방전단자가 상기 충방전단자홀과 대응하도록 상기 커버 케이스의 측벽 사이에 결합되는 보호회로 기판을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 팩의 상기 전지는 양극판 및 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극조립체; 상기 전극조립체를 밀봉하는 밀봉조립체; 및 상기 양극판과 및 상기 음극판 가운데 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되며, 상기 밀봉조립체와 결합하여 고정되는 전기접속용 조립체를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호회로 기판은 양 단부에 솔더링되는 결합부재를 더 포함하여형 성되고, 상기 밀봉조립체와 상기 결합부재는 용접 또는 볼트로 결합될 수 있으며, 상기 보호회로 기판은 중앙홀을 더 형성하고, 상기 보호회로 기판은 상기 중앙홀을 덮는 접속부재가 더 포함하여 형성되며, 상기 중앙홀을 통해 상기 접속부재와 상기 전기접속용 조립체를 용접으로 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 커버케이스는 외곽면을 두르며 단차가 형성되고, 상기 단차가 형성된 외곽면은 상기 전지의 외곽부와 함께 라벨(label)에 의해 감싸질 수 있다.
한편, 상기 커버케이스의 측벽은 상기 커버케이스의 측부에 길이방향으로 형성되고, 일측에 제 1 개구부가 형성된 제 1 측벽; 상기 제 1 개구부와 대향하는 측부에 길이방향으로 형성되고, 상기 제 1 측벽과 대향하는 측부에 제 2 개구부가 형성된 제 2 측벽; 상기 덮개판의 일 단부에 형성되고, 상기 제 1 측벽과 연결된 제 1 연장부; 및 상기 덮개판의 일 단부와 마주보는 단부에 형성되고, 상기 제 1 연장부와 대향하게 형성되어 상기 제 2 측벽과 연결된 제 2 연장부를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 측벽 또는 제 2 측벽 가운데 적어도 어느 하나의 내측면에는 돌기가 형성되고, 상기 회로 기판 또는 상기 보호회로 기판이 상기 돌기와 상기 덮개판 사이에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 제 1 측벽의 제 1 개구부와 상기 제 2 측벽의 제 2 개구부는 가상의 수평 방향 연장선이 서로 이격될 수 있다.
또한, 상기 회로 기판 또는 상기 보호회로 기판의 길이방향의 양 단부에 돌출부가 더 형성되며, 상기 제 1 연장부에는 제 1 수용부가 더 형성되고, 상기 제 2 연장부에는 제 2 수용부가 더 형성되며, 상기 제 1 수용부와 상기 제 2 수용부에 상기 돌출부가 삽입되어 결합할 수 있다.
본 발명의 이차전지용 기판 조립체는 보호회로 기판에 커버케이스가 회전결합하여 조립성이 간단해진다.
또한, 상기한 이차전지용 기판 조립체를 이용한 배터리 팩은 조립성이 간단하면서도 안정된 구조를 제공한다.
이상의 효과는 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 간결하게 서술했으며, 본 발명의 구체적인 내용에서, 본 발명의 특징들과 대응하는 효과를 더 상세하게 개재하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 하지 않기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 기판 조립체의 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 커버케이스에 회로 기판이 사선방향으로 결합한 상태의 사시도이다. 도 1c는 도 1b의 커버케이스와 회로 기판이 회전 결합하여 일체형으로 형성된 상태의 사시도이다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 일 실시예에 따른 이차전 지용 기판 조립체(100)는 커버케이스(110)와 회로 기판(120)를 포함하여 형성된다.
상기 커버케이스(110)는 덮개판(111)과 측벽(112a, 112b)을 포함한다. 또한, 커버케이스(110)는 사출성형물일 수 있다.
상기 덮개판(111)은 길이방향으로 양 측부에 측벽(112a, 112b)을 형성할 수 있다. 또한, 덮개판(111)의 넓은 면은 회로 기판의 넓은면과 밀착될 수 있다.
상기 측벽(112a, 112b)은 덮개판(111)과 대략 수직을 이루어 형성되고, 덮개판(111)의 둘레에 서로 대향되지 않는 위치에 개구부(112a1, 112b1)를 갖는다. 또한, 측벽(112a, 112b)은 제 1 측벽(112a), 제 2 측벽(112b)을 나뉘어 형성된다. 상기 제 1 측벽(112a)은 커버케이스(110)의 측부에 길이방향으로 형성되고, 일측에 제 1 개구부(112a1)가 형성된다. 상기 제 2 측벽(112b)은 제 1 개구부(112a)와 대향하는 측부에 길이방향으로 형성되고, 제 1 측벽(112a)과 대향하는 측부에 제 2 개구부(112b1)가 형성된다.
상기 회로 기판(120)은 커버케이스(110)의 측벽(112a, 112b) 사이에 결합된다. 또한, 회로 기판(120)은 회로부(미도시)를 실장하고, 실장된 회로부(미도시)에 의해 전기적인 기능을 할 수 있다.
상기한 이차전지용 회로 기판 조립체(100)는 보호회로 기판(120)이 커버케이스(110)와 회전결합하여 보호회로 기판(120)의 일 면에 커버케이스(110)가 안착될 수 있도록 한다. 보다 더 상세하게 설명하면 도 1b에 도시된 바와 같이 회로 기판(120)을 덮개판(111)에 안착시킨다. 이때, 회로 기판(120)은 개구부(112a1, 112b1) 사이에 안착될 수 있다. 그런 다음, 도시된 화살표 방향으로 회로 기 판(120)을 회전시키면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 회로 기판(120)이 커버케이스(110)의 측벽(112a, 112b) 사이에 결합된다. 따라서, 커버케이스(110)와 회로 기판(120)의 결합이 매우 용이하게 된다. 이때, 회로 기판(120)과 커버케이스(110)는 접착, 후크결합 및 테이핑등으로 고정될 수도 있다.
또한, 이차전지용 기판 조립체(100)의 회로 기판(120)에는 적어도 하나 이상의 단자(121)를 더 포함하여 형성된다. 또한, 커버케이스(110)의 덮개판(111)에는 단자(121)와 대응하는 단자홀(111a)이 형성된다. 따라서, 커버케이스(110)와 회로 기판(120)이 회전 결합하게 되면, 단자(121)가 단자홀을 통해 노출될 수 있으므로, 전자 제품과 전기적인 연결을 하는 통로를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 1 측벽(112a)과 제 2 측벽(112b)에 제 1 연장부(113) 및 제 2 연장부(114)가 더 연결되어 형성된다.
상기 제 1 연장부(113)는 덮개판(111)의 일 단부에 형성되고, 제 1 측벽(112a)과 연결된다. 이때, 제 1 연장부(113)는 원호형으로 도시되었지만, 제 1 연장부(113)은 도시된 형상에 한정하지 않고, 제 1 측벽(112a)과 수직하게 각을 이루어 형성될 수 있다.
상기 제 2 연장부(114)는 제 1 연장부(113)와 대향하게 형성되고 제 2 측벽(112b)과 연결된다. 이때, 제 2 연장부(114)는 원호형으로 도시되었지만, 제 2 연장부(114)는 도시된 형상에 한정하지 않고, 제 2 측벽(112b)과 수직하게 각을 이루어 형성될 수 있다.
따라서, 상기한 제 1 연장부(113)와 제 2 연장부(114)는 회로 기판(120)의 단부를 감싸 절연시킬 수 있다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 회로 기판(120)에는 길이 방향으로 양 단부에 돌출부(122)가 형성된다. 또한, 제 1 연장부(113)에는 제 1 수용부(113a)가 형성되고, 제 2 연장부(114)에는 제 2 수용부(114a)가 형성된다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 돌출부(122)가 형성된 회로 기판(120)을 도시된 화살표 방향으로 회전시키면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 커버케이스(110)의 제 1 측벽(112a)과 제 2 측벽(112b) 사이에 회로 기판(120)이 결합된다. 이때, 회로 기판(120)의 양 단부에 형성된 돌출부(122)는 제 1 수용부(113a)와 제 2 수용부(114a)에 삽입되므로 회로 기판(120)의 회전을 구속시킨다. 또한, 도 1a 내지 도 1c에서는 돌출부(122)를 원호형으로 도시하였지만, 돌출부(122)는 제 1 수용부(113a)와 제 2 수용부(114a)의 형상 및 이들과의 결합관계에 따라 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
또한, 제 1 측벽(112a)의 내측면에는 제 1 돌기(112a2)가 형성되고, 제 2 측벽(112b)의 내측면에 제 2 돌기(112b2)가 형성된다. 제 1 돌기(112a2)와 제 2 돌기(112b2)는 도시된 바와 같이 리브로 형성될 수 있으며, 한 측벽에 복수 개로 형성될 수 있다. 따라서, 커버케이스(110)와 회로 기판(120)은 제 1 개구부(112a1)와 제 2 개구부(112b1)에 삽입된 후 회전결합하게 되면, 회로 기판(120)은 제 1 돌기(112a2)와 제 2 돌기(112b2)에 걸려 회로 기판(120)의 넓은 면이 수직한 방향으로 움직이지 못하게 한다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 기판 조립체의 분해사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 회로 기판이 커버케이스의 측벽에 안착된 상태의 사시도이다. 도 2c는 도 2b에 도시된 회로 기판이 회전하여 커버케이스와 결합한 상태의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 기판 조립체(200)는 제 1 측벽(112a)의 제 1 개구부(112a1)와 제 2 측벽(112b)의 제 2 개구부(112b1)가 거리 W112 만큼 가상의 수평 방향 연장선이 이격된다.
가상의 수평 방향 연장선의 거리 W112 만큼의 영역에 회로 기판(120)이 삽입되면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 커버케이스(110)와 회로 기판(120)이 대략 수직하게 된다. 이때, 회로 기판(120)을 회전시키면 도 2c에 도시된 바와 같이, 회로 기판(120)은 제 1 측벽(112a)과 제 2 측벽(112b)에 삽입되어 고정된다.
따라서, 이격된 거리 W112 만큼의 빈 영역으로 인해 이차전지용 기판 조립체(200)의 회로 기판(120)은 커버케이스(110)에 상대적으로 쉽게 결합될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 분해사시도이다. 도 3b는 도 3a의 배터리 팩이 결합된 상태에서 커버케이스만 분해된 상태의 분해사시도이다. 도 3c는 도 3b의 배터리 팩에 볼트, 홀 및, 탭홀이 더 형성된 상태의 분해사시도이다. 도 3d는 도 3b에 도시된 커버케이스가 보호회로 기판에 회전 결합하는 상태의 부분 사시도이다. 도 3e는 도 3d에 도시된 배터리 팩이 결합된 상태의 부분 사시도이다.
도 3a 내지 도 3e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 전지(310)와 커버케이스(110) 및 보호회로 기판(320)을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서의 배터리 팩(300)은 전지(310)와 결합한 보호회로 기판(320)이 커버케이스(110)와 용이하게 회전 결합을 한다.
먼저, 전지(310)는 양극과 음극을 가지며 재충전 가능하다. 또한, 전지(310)는 전극조립체(311)와, 밀봉조립체(312) 및, 전기접속용 조립체(313)를 포함하여 형성된다.
전지(310)에 대해 보다 상세히 설명하면 먼저, 전극조립체(311)는 양극판(311a)과 음극판(311b) 및 세퍼레이터(311c)를 적층한 후, 권취하여 형성될 수 있다. 또한, 전극조립체(311)는 양극탭(311d)과 음극탭(311e)를 더 포함한다.
상기 양극판(311a)은 양극집전체와 양극 활물질층으로 이루어져 있다. 양극 활물질층은 리튬을 포함하고 있는 층상화합물과, 결합력을 향상시키는 바인더, 전도성을 향상시키는 도전재로 이루어질 수 있다. 양극 집전체는 일반적으로 알루미늄이 사용되며 양극활물질층에서 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 양극활물질층을 지지하는 역할을 하게 된다. 양극판(311a)의 일 측단에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극무지부(미도시)가 형성되어 있으며, 양극무지부에는 양극탭(311d)이 접합될 수 있다.
상기 음극판(311b)은 음극집전체와 음극 활물질층으로 이루어져 있다. 음극활물질층은 탄소를 함유하며 일반적으로 많이 쓰이는 하드 카본과, 혹은 흑연, 활 물질입자 사이의 결합력을 향상시키는 바인더로 이루어질 수 있다. 음극 집전체는 일반적으로 구리가 사용되며 음극활물질층에 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 음극활물질층을 지지하는 역할을 하게 된다. 음극판(311b)의 일측단에 음극활물층이 형성되지 않은 음극무지부(미도시)가 형성되어 있으며, 음극무지부에는 음극탭(311e)이 접합될 수 있다.
상기 세퍼레이터(311c)는 양극판(311a)과 음극판(311b)의 사이에 개재되어 양극판(311a)과 음극판(311b)을 절연하고 양극판(311a)과 음극판(311b)의 전하들은 통과시킨다. 일반적으로 세퍼레이터(311c)의 재질은 절연성 수지로 형성될 수 있으며, 절연성 수지로 일 예로서, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 형성 될 수 있다.
상기 밀봉조립체(312)는 캔(312a)과 캡플레이트(312b)를 포함하여 형성된다.
상기 캔(312a)은 일 단부가 개구되어 있다. 캔(312a)의 개구부에는 전극조립체(311)가 삽입된다. 이러한 캔(312a)은 전도성 금속으로 형성될 수 있으며, 전도성 금속의 일 예로서 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금의 재질로 형성될 수 있다.
상기 캡플레이트(312b)는 캔(312)의 개구부를 마감한다. 이때, 캡플레이트(312b)와 캔(312a)의 개구부가 맞닿는 부위를 레이져 용접을 통해 캡플레이트(312b)와 캔(312a)을 접합시킬 수 있다. 이러한 캡플레이트(312b)의 재질은 전도성 금속으로 형성될 수 있으며, 전도성 금속의 일 예로서 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
한편, 밀봉조립체(312)인 캡플레이트(312b) 또는 캔(312a)에는 전해액을 주입하는 홀(312b1)이 형성될 수 있으며, 홀(312b1)에 전해액을 주입할 수 있다. 이때, 홀(312b1)은 마개(312b2)에 의해 밀폐될 수 있다. 도 3a에는 캡플레이트(312b)에 홀(312b1)이 형성되었지만, 캔(312a)에도 홀(미도시)이 형성될 수 있으며, 캔(312a)에 형성된 홀(미도시)은 마개(312b2)에 의해 밀폐될 수 있다.
또한, 밀봉조립체인 캡플레이트(312b) 또는 캔(312a)의 외곽부에는 전극조립체(311)를 밀봉한 밀봉조립체(312)의 내부 압력이 임계값 이상으로 상승시 개봉되는 안전 벤트(312b3)가 형성될 수 있다. 도 3a에는 캡플레이트(312b)에 안전 벤트(312b3)를 도시하였지만, 안전 벤트(312b3)는 캔(312a)에도 형성될 수 있다.
상기 전기접속용 조립체(313)는 전극조립체(311)의 양극판(311a) 및 음극판(311b) 가운데 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되어, 전지(310)의 양극 및 음극 가운데 적어도 어느 하나의 극성을 형성한다. 또한, 전기접속용 조립체(313)는 밀봉조립체인 캔(312a) 또는 캡플레이트(312b)와 결합되어 고정될 수 있다. 본 실시예에서는 전기접속용 조립체(313)가 캡플레이트(312b)와 결합하였을 때를 가정하여 설명하기로 한다. 전기접속용 조립체(313)가 밀봉조립체(312)인 캡플레이트(312b)와 결합하는 일예를 설명하면, 먼저 전기접속용 조립체(313)는 전극단자(313a), 절연가스킷(313b), 절연플레이트(313c), 터미널 플레이트(313d) 및, 절연케이스(313e)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 전극단자(313a)는 밀봉조립체(312)의 일 예인 캡플레이트(312b)에 형성된 중앙홀(312b4)에 삽입된다. 물론, 전극단자(313a)는 밀봉조립체(312)인 캔(312a)에 홀(미도시)을 형성하고, 상기 홀(미도시)과 결합할 수도 있다.
상기 절연가스킷(313b)은 중앙홀(312b4)과 전극단자(313a) 사이에 개재되어 전극단자(313a)를 절연시킨다.
상기 절연플레이트(313c)는 터미널 플레이트(313d)와 캡플레이트(312b) 사이에 삽입되어 터미널 플레이트(313d)와 캡플레이트(312b) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 이때, 절연플레이트(313c)는 홀(313c1)이 형성되어 전극단자(313b)를 통과시킬 수 있다.
상기 터미널 플레이트(313d)는 중앙에 홀(313d1)이 형성되고, 이 홀(313d1)에 전극단자(313a)의 단부가 결합된다. 또한, 터미널 플레이트(313d)는 음극탭(311e)이 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 터미널 플레이트(313d)는 도전성 금속으로 형성되어 전극단자(313a)와도 전기적으로 연결된다.
상기 절연케이스(313e)는 전극조립체(311)의 상면 및 양극탭(311d)과 음극탭(311e)이 쇼트되지 않게 절연시키며, 터미널 플레이트(313d)와 전극조립체(311)의 상면을 절연시킨다.
상기 커버케이스(110)는 전술한 바 있으므로, 중복되는 설명은 하지않기로 하고, 보호회로 기판(320)과의 결합관계만을 설명하기로 한다.
상기 보호회로 기판(320)은 앞서 설명한 회로 기판과 같은 구성으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 새로운 사항만을 설명하기로 한다. 상기 보호회로 기판(320)은 에폭시나 베이클라이트 수지 계열의 절연기판에 동박등의 도전성 박막으로 구성된 인쇄회로 패턴(미도시)을 형성하고, 인쇄회로 패턴에 보호회로부(미도 시)를 실장하여 형성될 수 있다. 상기 보호회로부는 수동소자와 능동소자 및 보호회로등의 전기소자들로 이루어 진다. 또한, 상기 보호회로부는 전지의 제반상태를 관리하며 이차전지의 전지 잔량을 체크하거나, 적절한 충전방식을 선택하여 충전하거나 방전을 하고, 이차전지의 상태에 관한 전압, 전류, 온도, 전지잔량 등의 정보를 기억하였다가 외부 기기와 통신을 통해 정보를 내보내는 역할을 한다.
한편, 상기 보호회로 기판(320)은 결합부재(330)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 결합부재(330)는 보호회로 기판(320)과 밀봉조립체(312)를 결합시킨다. 또한, 결합부재(330)는 보호회로 기판(320)과 양극인 밀봉조립체(312)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 결합부재(330)와 밀봉조립체(312)를 결합시키는 일 예로서, 결합부재(330)와 밀봉조립체(312)의 결합은 결합부재(330)의 일 단부가 보호회로 기판(320)의 도전 패드(322a, 322b)에 솔더링 되고, 결합부재(330)의 다른 단부는 밀봉조립체(312)에 밀착된 상태에서 용접될 수 있다. 본 실시예에서는 결합부재(330)와 밀봉조립체(312)의 결합을 캡플레이트(312b)에 한정하여 설명하기로 한다. 먼저, 결합부재(330)는 보호회로 기판(320)의 양 단부 각각에 형성된 제 1 결합부재(331)와 제 2 결합부재(332)를 포함하여 형성될 수 있으며, 결합부재(330)의 형상은 두번 절곡된 계단형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 결합부재(331)와 제 2 결합부재(332)는 보호회로 기판(320)의 양 단부에 솔더링 된 상태에서 밀봉조립체(312)의 일 예인 캡플레이트(312b)에 안착된다. 이때 결합부재(330)는 두번 절곡되어 계단형상을 구비하므로, 도 3b에 도시된 바와 같이 용접 영역(333)을 형성하여 수직용접 될 수 있다. 따라서, 용접 영역(333)과 연결되는 제 1 결합부재(331)와 제 2 결합부재(332)의 일 면은 레이져용접이 시행될 수 있다.
한편, 결합부재(330)는 밀봉조립체(312)와 볼트체결에 의해서도 결합될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 결합부재(331, 332)에는 홀(331a, 332a)이 형성되고, 밀봉조립체(312)에는 탭홀(312b5)이 형성된다. 이때, 볼트(350)가 결합부재(331, 332)에 형성된 홀(331a, 332a)을 통해 밀봉조립체(312)의 탭홀(312b5)과 결합된다.
또 다른 한편, 상기 보호회로 기판(320)은 접속부재(340)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 접속부재(340)는 보호회로 기판(320)에 형성된 중앙홀(323)을 덮으며, 보호회로 기판(320)과 솔더링된다. 이때, 접속부재(340)는 중앙홀(323)을 통해 전기접속용 조립체(313)인 전극단자(313a)와 용접으로 결합된다. 이때, 도 3b에 도시된 바와 같이, 보호회로 기판(320)은 접속부재(340)가 결합된 상태에서 전기접속용 조립체(313)의 전극단자(313a)에 안착된다. 그러면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 보호회로 기판(320)의 중앙홀(323)에는 용접 공간(341)이 형성되고, 상기 용접 공간(341)을 통해 전기접속용 조립체의 전극단자(313a)와 용접으로 결합시킨다.
상기한 구성을 구비하는 배터리 팩(300)은 전지(310)와 보호회로 기판(320)이 전기적으로 연결된 상태에서 도 3b에 도시된 바와 같이, 커버케이스(110)의 개구부(112a1)에 보호회로 기판(320)을 삽입시키고, 도 3d에 도시된 도시된 화살표 방향으로 커버케이스(110)을 회전시킨다. 그러면, 도 3e에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(110)가 보호회로 기판(미도시)과 결합된 일체형의 배터리 팩(300)을 형성할 수 있다. 따라서, 보호회로 기판(320)에 커버케이스(110)를 매우 용이하게 결합시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(400)의 커버케이스(110)는 외곽면을 두르는 단차(t110)가 형성되고, 단차(t110)가 형성된 외곽면은 전지(310)의 외곽부에 함께 라벨(460)로 결합된다. 이때, 라벨(460)은 내측면에 접착제가 형성될 수 있다. 따라서, 라벨(460)에 의해 커버케이스(110)와 전지(310)의 결합력이 향상된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 기판 조립체의 분해사시도이다.
도 1b는 도 1a의 커버케이스에 회로 기판이 사선방향으로 결합한 상태의 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 커버케이스와 회로 기판이 회전 결합하여 일체형으로 형성된 상태의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 기판 조립체의 분해사시도이다.
도 2b는 도 2a의 커버케이스와 회로 기판이 회전 결합하여 일체형으로 형성된 상태의 사시도이다.
도 2c는 도 2b의 커버케이스와 회로 기판이 회로 결합하여 일체형으로 형성된 상태의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 분해사시도이다.
도 3b는 도 3a의 배터리 팩이 결합된 상태에서 커버케이스만 분해된 상태의 분해사시도이다.
도 3c는 도 3b의 배터리 팩에 볼트, 홀 및, 탭홀이 더 형성된 상태의 분해사시도이다.
도 3d는 도 3b에 도시된 커버케이스가 보호회로 기판에 회전 결합하는 상태의 부분 사시도이다.
도 3e는 도 3d에 도시된 배터리 팩이 결합된 상태의 부분사시도이다. 및,
도 4는 본 발명의 또 다른 실 시예에 따른 배터리 팩의 분해사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110; 커버케이스 111; 덮개판
111a; 단자홀 112a; 제 1 측벽
112b; 제 2 측벽 112a1; 제 1 개구부
112a1; 제 1 돌기 112b1; 제 2 개구부
112b2; 제 2 돌기 113; 제 1 연장부
113a; 제 1 수용부 114; 제 2 연장부
114a; 제 2 수용부 120; 회로 기판
121; 단자 310; 전지
311; 전극조립체 312; 밀봉조립체
313; 전기접속용 조립체 320; 보호회로 기판
330; 결합부재 340; 접속부재
460; 라벨
Claims (15)
- 덮개판 및, 상기 덮개판의 둘레에는 서로 대향되지 않는 위치에 개구부를 갖는 측벽을 포함하는 커버케이스; 및상기 커버 케이스의 측벽 사이에 결합되는 회로 기판을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 기판 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 회로 기판은 적어도 하나의 단자가 더 형성되고, 상기 커버케이스에는 상기 단자와 대응하는 단자홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 기판 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 커버케이스의 측벽은상기 커버케이스의 측부에 길이방향으로 형성되고, 일측에 제 1 개구부가 형성되는 제 1 측벽;상기 제 1 개구부와 대향하는 측부에 길이방향으로 형성되고, 상기 제 1 측벽과 대향하는 측부에 제 2 개구부가 형성되는 제 2 측벽;상기 덮개판의 일 단부에 형성되고, 상기 제 1 측벽과 연결되는 제 1 연장부; 및상기 덮개판의 일 단부와 마주보는 단부에 형성되고, 상기 제 1 연장부와 대향하게 형성되어 상기 제 2 측벽과 연결되는 제 2 연장부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지용 기판 조립체.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 측벽 또는 제 2 측벽 가운데 적어도 어느 하나의 내측면에는 돌기가 형성되고, 상기 회로 기판이 상기 돌기와 상기 덮개판 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 기판 조립체.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 측벽의 제 1 개구부와 상기 제 2 측벽의 제 2 개구부는 가상의 수평 방향 연장선이 서로 이격됨을 특징으로 하는 이차전지용 보호회로 기판 조립체.
- 제 3 항에 있어서,상기 회로 기판의 길이방향의 양 단부에 돌출부가 더 형성되며,상기 제 1 연장부에는 제 1 수용부가 더 형성되고,상기 제 2 연장부에는 제 2 수용부가 더 형성되며,상기 제 1 수용부와 상기 제 2 수용부에 상기 돌출부가 삽입되어 결합하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 기판 조립체.
- 양극과 음극을 갖는 재충전 가능한 전지;충방전단자홀이 형성된 덮개판과, 상기 덮개판의 둘레에는 서로 대향되지 않는 위치에 개구부를 갖는 측벽을 구비하는 커버케이스; 및상기 전지의 양극과 음극에 전기적으로 연결되는 충방전단자를 구비하며, 상기 충방전단자가 상기 충방전단자홀과 대응하도록 상기 커버 케이스의 측벽 사이에 결합되는 보호회로 기판을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 7 항에 있어서,상기 전지는양극판 및 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극조립체;상기 전극조립체를 밀봉하는 밀봉조립체; 및상기 양극판과 및 상기 음극판 가운데 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되며, 상기 밀봉조립체와 결합하여 고정되는 전기접속용 조립체를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 8 항에 있어서,상기 보호회로 기판은 양 단부에 솔더링되는 결합부재를 더 포함하며, 상기 밀봉조립체와 상기 결합부재는 용접 또는 볼트로 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 8 항에 있어서,상기 보호회로 기판은 중앙홀을 더 형성하고, 상기 중앙홀을 덮는 접속부재를 포함하여 형성되며, 상기 접속부재와 상기 전기접속용 조립체은 상기 중앙홀을 통해 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 7 항에 있어서,상기 커버케이스는 외곽면을 두르며 단차(sunken part)가 형성되고, 상기 단차가 형성된 외곽면은 상기 전지의 외곽부와 함께 라벨(label)에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩
- 제 7 항에 있어서,상기 커버케이스의 측벽은상기 커버케이스의 측부에 길이방향으로 형성되고, 일측에 제 1 개구부가 형성되는 제 1 측벽;상기 제 1 개구부와 대향하는 측부에 길이방향으로 형성되고, 상기 제 1 측벽과 대향하는 측부에 제 2 개구부가 형성되는 제 2 측벽;상기 덮개판의 일 단부에 형성되고, 상기 제 1 측벽과 연결된 제 1 연장부; 및상기 덮개판의 일 단부와 마주보는 단부에 형성되고, 상기 제 1 연장부와 대 향하게 형성되어 상기 제 2 측벽과 연결된 제 2 연장부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 측벽 또는 제 2 측벽 가운데 적어도 어느 하나의 내측면에는 돌기가 형성되고, 상기 보호회로 기판이 상기 돌기와 상기 덮개판 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 측벽의 제 1 개구부와 상기 제 2 측벽의 제 2 개구부는 가상의 수평 방향 연장선이 서로 이격됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
- 제 12 항에 있어서,상기 보호회로 기판의 길이방향의 양 단부에 돌출부가 더 형성되며,상기 제 1 연장부에는 제 1 수용부가 더 형성되고,상기 제 2 연장부에는 제 2 수용부가 더 형성되며,상기 제 1 수용부와 상기 제 2 수용부에 상기 돌출부가 삽입되어 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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