KR20090108418A - 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩에 관한 것으로, 부품 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있으며, 용접성을 향상시킬 수 있는 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩에 관한 것이다.
본 발명은 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하는 보호회로 조립체에 있어서, 상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 베어 셀 및 상기 베어 셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 조립체를 포함하고, 상기 보호회로 조립체는 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하며, 상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.
보호회로기판, 리드 플레이트, 홈, 홀, 용접, 실장 공간

Description

보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩{Protection circuit assembly and battery pack using the same}
본 발명은 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩에 관한 것으로, 부품 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있으며, 용접성을 향상시킬 수 있는 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 충·방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지로, 일회용인 건전지에 비해 경제적이다.
또한, 이차 전지는 적은 부피에 고용량을 구현할 수 있게 됨에 따라, 휴대용 전자기기 이외에도 하이브리드 자동차, 전동 공구 등의 고출력 제품에도 사용되고 있다.
이러한 이차 전지로는, 예를 들면, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다.
이들 이차 전지 중, 리튬 이차 전지는 소형 및 대용량화가 가능하며, 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 널리 사용되고 있다.
리튬 이차 전지는 외장재에 전극 조립체와 전해액을 수용한 후, 외장재를 밀봉함으로써 형성된다.
전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 적층 및 권취하여 젤리롤 형상으로 형성될 수 있다.
리튬 이차 전지는 외장재의 형태에 따라 캔형 및 파우치형으로 구분할 수 있으며, 캔형은 각형과 원통형으로 구분할 수 있다.
리튬 이차 전지는 과충전, 과방전, 과전류 등과 같은 이상 동작으로 인한 사고를 예방하기 위해, 보호회로기판과 전기적으로 연결되어 사용된다.
보호회로기판은 PTC 서미스터, 보호회로, 퓨즈, 온도 센서 등과 같은 보호 소자를 포함한다.
이차 전지와 보호회로기판은 배터리 팩 형태로 사용되며, 배터리 팩은 별도의 외장 케이스에 이차 전지와 보호회로기판을 수납하여 형성되는 하드 팩 타입일 수 있다.
또한, 배터리 팩은 보호회로기판을 보호하기 위한 커버를 보호회로기판에 씌우고, 외곽을 튜빙 및 라벨링하여 형성되는 이너 팩 타입일 수 있다.
이때, 보호회로기판은 이차 전지와 전기적으로 연결하기 위한 리드 플레이트를 포함한다.
따라서, 보호회로기판은 리드 플레이트와 접속되는 접속 단자를 구비해야 하기 때문에, 보호 소자를 실장하기 위한 공간이 작아지게 된다.
또한, 리드 플레이트는 레이저 용접 등의 방법에 의해 이차 전지에 부착되는데, 용접이 용이하도록 리드 플레이트 일부가 외부에 노출이 되어야 한다.
이를 위해 종래에는 보호회로기판을 작게 형성하여, 보호회로기판의 양 끝단에 접속되는 리드 플레이트의 일부가 노출되도록 하고 있다.
따라서, 보호회로기판을 작게 형성하게 됨으로써, 보호 소자를 실장하기 위한 공간이 작아지게 된다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 부품 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있으며, 용접성을 향상시킬 수 있는 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하는 보호회로 조립체에 있어서, 상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 베어 셀 및 상기 베어 셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 조립체를 포함하고, 상기 보호회로 조립체는 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하며, 상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 부품을 실장하기 위한 공간을 추가적으로 확보할 수 있으며, 보호회로기판에 형성된 홈을 통해 용접이 이루어지므로 용접성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
또한, 도면들에 있어, 층 및 영역의 두께, 길이 등은 편의를 위하여 과정되어 표현될 수 있으며, 명세서 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 베어 셀을 나타낸 분리 사시도로서, 이를 참조하면, 베어 셀(100)은 전극 조립체(10), 상기 전극 조립체(10)를 수용하는 캔(20) 및 상기 캔(20)의 일측에 결합하는 캡 조립체(30)를 포함한다.
또한, 상기 베어 셀(100)은 상기 캔(20)에 수용되는 상기 전극 조립체(10)의 상단에 위치하는 절연 케이스(40)를 포함한다.
상기 전극 조립체(10)는 제1 전극판(11), 제2 전극판(13) 및 세퍼레이터(15)로 이루어지며, 각각 적층 및 권취되어 젤리롤 형상을 가질 수 있다.
이하, 제1 전극판(11)을 양극판이라 하고, 제2 전극판(13)을 음극판이라고 한다.
물론, 극판 형성 과정에 따라 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(13)의 극성은 바뀔 수 있다.
상기 양극판(11)은 알루미늄 등으로 이루어지는 양극 집전체에 양극 활물질을 도포하여 형성되며, 양극 활물질이 도포되지 않는 양극 무지부를 포함한다.
상기 음극판(13)은 구리 등으로 이루어지는 음극 집전체에 음극 활물질을 도포하여 형성되며, 음극 활물질이 도포되지 않는 음극 무지부를 포함한다.
상기 세퍼레이터(15)는 상기 양극판(11)과 상기 음극판(13) 사이에 개재되어 두 극판(11, 13)을 절연시킨다.
상기 세퍼레이터(15)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 열가소성 수지로 형성될 수 있으며, 표면이 다공막 구조로 되어 있어 리튬 이온의 이동 통로가 된다.
제1 전극 탭(17)이 상기 양극 무지부에 통전 가능하도록 부착되며, 제2 전극 탭이 상기 음극 무지부에 통전 가능하도록 부착된다.
따라서, 제1 전극 탭(17)은 제1 전극판(11)과 동일한 극성을 가지며, 제2 전극 탭(19)은 제2 전극판(13)과 동일한 극성을 갖는다.
이하, 제1 전극 탭(17)을 양극 탭이라 하고, 제2 전극 탭(19)을 음극 탭이라고 한다.
이때, 상기 양극 탭 및 음극 탭(17, 19)은 니켈 등의 재질로 형성될 수 있으며, 초음파 용접, 레이저 용접 등에 의해 양극 무지부 및 음극 무지부에 부착될 수 있다.
하지만, 본 발명에서 양극 탭 및 음극 탭(17, 19)의 재질 및 접합 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 캔(20)은 일측에 개구부를 가지며, 전극 조립체(10), 절연 케이스(40) 및 전해액 등을 수용할 수 있다.
캔(20)은 알루미늄, 스테인레스강 등의 금속 재질로 형성될 수 있으며, 전극 단자의 역할을 할 수도 있다.
캔(20)은 각형, 모서리가 둥글게 구부러진 타원형 등의 형상을 가질 수 있으며, 캔(20)의 개구부는 캡 조립체(30)에 의해 밀봉된다.
상기 캡 조립체(30)는 캡 플레이트(31), 절연 가스켓(32), 전극 단자(33), 절연 플레이트(34), 터미널 플레이트(35) 및 전해액 주입구 마개(36)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 캡 플레이트(31)는 상기 캔(20)의 개구부를 밀봉할 수 있도록 캔(20)의 개구부에 결합된다.
캡 플레이트(31)의 하부면에는 양극 탭(17)이 부착된다.
캡 플레이트(31)는 상기 절연 가스켓(32)과 전극 단자(33)를 삽입하기 위해 형성되는 단자 통공(31a)을 포함한다.
또한, 캡 플레이트(31)는 캔(20)의 내부로 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하기 위해 형성되는 전해액 주입구(31b)를 포함한다.
또한, 캡 플레이트(31)는 전지의 내부 압력이 증가하면 파단되어 가스를 배출하기 위해 형성되는 벤트(31c)를 포함하며, 파단이 용이하도록 노치가 벤트(31c) 내에 형성된다.
상기 절연 가스켓(32)은 상기 단자 통공(31a)에 결합되며, 절연 가스켓(32)의 중심부는 전극 단자(33)가 결합될 수 있도록 홀을 형성하고 있다.
상기 전극 단자(33)는 상기 절연 가스켓(32)에 형성된 홀에 삽입되며, 전극 단자(33)의 하단부는 터미널 플레이트(35)와 전기적으로 연결된다.
상기 절연 플레이트(34)는 상기 캡 플레이트(31)의 하부면에 위치하여, 상기 캡 플레이트와 상기 터미널 플레이트(35)를 절연한다.
상기 터미널 플레이트(35)는 상기 절연 플레이트(34)의 하부면에 위치하며, 도전성 재질로 형성된다.
상기 터미널 플레이트(35)의 하부에는 음극 탭(19)이 부착된다.
따라서, 상기 캡 플레이트(31)는 양극을 띠며, 상기 전극 단자(33)는 음극을 띠게 된다.
상기 절연 케이스(40)는 캔(20)의 내부에 삽입되는 전극 조립체(10)의 상부에 위치하여, 전극 조립체(10)의 유동을 방지한다.
상기 절연 케이스(40)는 쇼트를 방지하도록 양극 탭(17)과 음극 탭(19)을 소정 거리 이격시키며, 외부로 돌출되는 경우 가이드 역할을 하기 위한 탭 홈(41) 및 탭 홀(42)을 형성할 수 있다.
또한, 절연 케이스(40)에는 주입되는 전해액이 전극 조립체(10)로 잘 흘러들어갈 수 있도록 통로를 제공하기 위한 주입 홀(43)이 형성될 수 있다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도 및 결합 사시도를 나타낸 것이다.
또한, 도3a 및 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보호회로 조립체의 분리 사시도 및 결합 단면도를 나타낸 것이다.
도2a 내지 도3b를 참조하면, 배터리 팩은 베어 셀(100) 및 상기 베어 셀(100)의 일측에 위치하는 보호회로 조립체(200)를 포함한다.
상기 베어 셀(100)은 도1에 도시된 바와 같은 구성을 가지므로, 도1 및 이에 대한 상세한 설명을 참조하면 쉽게 이해할 수 있을 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 보호회로 조립체(200)는 보호회로기판(210) 및 상기 베어 셀(100)과 상기 보호회로기판(210)의 전기적 접속을 위한 다수개의 리드 플레이트(230, 250, 270)를 포함한다.
상기 보호회로기판(210)은 인쇄회로기판(211)에 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213), 외부 연결 단자(214) 및 상기 리드 플레이트(230, 250, 270)를 접속하기 위한 접속 단자(215, 216, 217)를 실장하여 형성될 수 있다.
상기 리드 플레이트(230, 250, 270)는 제1 리드 플레이트(230, 250) 및 제2 리드 플레이트(270)를 포함한다.
마찬가지로, 상기 접속 단자(215, 216, 217)는 제1 접속 단자(215, 216) 및 제2 접속 단자(217)를 포함한다.
상기 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213) 및 접속 단자(215, 216, 217)는 상기 보호회로기판(210)의 하부면에 실장되고, 상기 외부 연결 단자(214)는 상기 보 호회로기판(210)의 상부면에 실장될 수 있다.
상기 보호회로기판(210)은 상기 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213), 외부 연결 단자(214) 및 제2 접속 단자(217)가 실장되는 제1 영역 및 상기 제1 접속 단자(215, 216)가 실장되는 제2 영역을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 영역은 제1 리드 플레이트가 접속되는 제1 접속 단자(215, 216)가 실장되는 영역이므로, 제1 영역보다 두께를 얇게 하면 보호회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 보호회로기판(210)의 중심부에 형성되고, 상기 제2 영역은 상기 보호회로기판(210)의 양가장자리에 형성된다.
따라서, 상기 제1 영역은 상기 두 제2 영역 사이에 위치하게 된다.
상기 보호회로기판(210)은 양단측면에 각각 형성되는 제1 홈(218)을 포함하며, 따라서, 상기 제1 홈(218)은 상기 보호회로기판(210)의 제2 영역에 형성된다.
또한, 상기 보호회로기판(210)은 상기 베어 셀(100)에 구비되는 전극 단자(33)와 대응되는 위치에 형성되는 단자 홀(219)을 포함한다.
상기 제1 접속 단자(215, 216)는 상기 제1 홈(218)을 덮지 않도록 형성되어야 한다.
상기 제1 접속 단자(215, 216)는 사각형의 평판 또는 사각형의 평판의 일측에 상기 제1 홈(218)에 대응되는 제2 홈(215a, 216a)이 형성된 형태일 수 있다.
상기 제1 리드 플레이트(230, 250)는 일단이 상기 제1 접속 단자(215, 216)와 접속되고, 다른 일단은 상기 캡 플레이트(31)와 접속된다.
상기 제2 리드 플레이트(270)는 일단이 상기 제2 접속 단자(217)와 접속되고, 다른 일단은 상기 전극 단자(33)와 접속된다.
상기 제1 리드 플레이트(230, 250)는 각각 평판인 상부면(231, 251), 상기 상부면(231, 251)의 일가장자리에서 하 방향으로 연장되는 지지면(233, 253) 및 상기 지지면(233, 253)의 끝단으로부터 상기 상부면(231, 251)과 동일한 방향으로 연장되는 평판인 하부면(235, 255)을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 상부면(231, 251)은 상기 제1 접속 단자(215, 216)와 접속되고, 상기 하부면(235, 255)은 상기 캡 플레이트(31)와 접속된다.
이때, 상기 상부면(231, 251)은 상기 제1 홈(218)을 덮지 않도록 형성되어, 상기 제1 홈(218)을 통해 상기 하부면(235, 255)이 외부로 노출되도록 해야 한다.
상기 상부면(231, 251) 및 하부면(235, 255)은 상기 지지면(233, 253)의 양 끝단으로부터 보호회로기판(210)의 외측을 향하도록 형성될 수 있다.
도3c 및 도3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리드 플레이트의 형상을 나타낸 사시도이다.
도3c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 리드 플레이트(230, 250)는 각각 상기 상부면(231, 251)의 길이(h1)가 상기 하부면(231, 251)의 길이(H1)보다 짧게 형성될 수 있다.
또한, 도3d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 리드 플레이트(230, 250)는 각각 상기 상부면(231, 251)의 길이(h2)와 상기 하부면(235, 255)의 길이(H2)가 동일하고, 상기 상부면(231, 251)에 제1 홈(218)과 대응되도록 형성되는 제3 홈(237, 257)을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 리드 플레이트(230, 250)를 상기 캡 플레이트(31)에 부착하는 경우, 상기 보호회로기판(210)의 상부로 하부면(235, 255)이 노출되기 때문에, 하부면(235, 255)에 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 등을 실시하는 것이 용이하다.
종래에는 본 발명의 제1 영역에 해당하는 크기의 보호회로기판의 양가장자리에 제1 리드 플레이트의 상부면이 접촉되도록 하고, 제1 리드 플레이트의 하부면이 본 발명의 제2 영역에 위치하도록 하여, 제1 리드 플레이트의 하부면을 노출시키고 있다.
따라서, 종래에는 본 발명의 제2 영역에 해당하는 만큼의 영역을 사용할 수 없었다.
하지만, 본 발명과 같이 보호회로기판의 가장자리에 홈을 형성하면, 용접성을 저하시키지 않으면서도 부품의 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있다.
또한, 실장 공간이 넓어지면, 다층구조인 보호회로기판의 층수를 줄일 수 있으므로, 보호회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
도4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도를 나타낸 것이고, 도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보호회로 조립체의 결합 단면도를 나타낸 것이다.
도4a 및 도4b를 참조하면, 배터리 팩은 베어 셀(100) 및 상기 베어 셀(100)의 일측에 위치하는 보호회로 조립체(200′)를 포함한다.
상기 베어 셀(100)은 도1에 도시된 바와 같은 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 보호회로 조립체(200′)는 보호회로기판(210) 및 상기 베어 셀(100)과 상기 보호회로기판(210)의 전기적 접속을 위한 다수개의 리드 플레이트(230′, 250′, 270)를 포함한다.
상기 리드 플레이트(230′, 250′, 270)는 제1 리드 플레이트(230′, 250′) 및 제2 리드 플레이트(270)를 포함한다.
상기 보호회로기판(210) 및 제2 리드 플레이트(270)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 보호회로기판(210) 및 제2 리드 플레이트(270)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 역할을 하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 리드 플레이트(230′, 250′) 일단이 상기 제1 접속 단자(215, 216)와 연결되고, 다른 일단은 상기 캡 플레이트(31)와 접속된다.
상기 제1 리드 플레이트(230′, 250′)는 각각 평판인 상부면(231′, 251′), 상기 상부면(231′, 251′)의 일가장자리에서 하 방향으로 연장되는 지지면(233′, 253′) 및 상기 지지면(233′, 253′)의 끝단으로부터 상기 상부면(231′, 251′)과 동일한 방향으로 연장되는 평판인 하부면(235′, 255′)을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 상부면(231′, 251′)은 상기 제1 접속 단자(215, 216)와 접속되고, 상기 하부면(235′, 255′)은 상기 캡 플레이트(31)와 접속된다.
상기 상부면(231′, 251′) 및 상기 하부면(235′, 255′)은 상기 지지 면(233′, 253′)의 양 끝단으로부터 보호회로기판(210)의 중심부를 향하도록 형성된다.
이때, 상기 상부면(231′, 251′)은 상기 제1 홈(218)을 덮지 않도록 형성되어, 상기 제1 홈(218)을 통해 상기 하부면((235′, 255′)이 외부로 노출되도록 해야 한다.
따라서, 상기 제1 플레이트(230′, 250′)는 상기 보호회로기판(210)에 형성되는 제1 홈(218)과 대응되도록 형성되는 홀(239, 259)을 포함한다.
도4c 및 도4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리드 플레이트의 형상을 나타낸 사시도이다.
도4c에 도시된 바와 같이, 상기 홀(239, 259)은 상기 상부면(231′, 251′)에 형성될 수 있다.
또한, 도4d에 도시된 바와 같이, 상기 홀(239, 259)은 상기 상부면(231′, 251′) 및 지지면(233′, 253′)에 걸쳐 형성될 수도 있다.
따라서, 상기 하부면(235′, 255′)은 상기 제1 홈(218) 및 홀(239, 259) 또는 상기 제1 홈(218), 제2 홈(215a, 216a) 및 홀(239, 259)을 통해 보호회로기판(210)의 상부로 노출된다.
따라서, 상기 제1 리드 플레이트(230′, 250′)를 상기 캡 플레이트(31)에 부착하는 경우, 상기 보호회로기판(210)의 상부로 상기 하부면(235′, 255′)이 노출되기 때문에, 상기 하부면(235′, 255′)에 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 등을 실시하는 것이 용이하다.
종래에는 본 발명의 제1 영역에 해당하는 크기의 보호회로기판의 양가장자리에 제1 리드 플레이트의 상부면이 접촉되도록 하고, 제1 리드 플레이트의 하부면이 본 발명의 제2 영역에 위치하도록 하여, 제1 리드 플레이트의 하부면을 노출시키고 있다.
따라서, 종래에는 본 발명의 제2 영역에 해당하는 만큼의 영역을 사용할 수 없었다.
하지만, 본 발명과 같이 보호회로기판의 가장자리에 홈을 형성하면, 용접성을 저하시키지 않으면서도 부품의 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있다.
또한, 실장 공간이 넓어지면, 다층구조인 보호회로기판의 층수를 줄일 수 있으므로, 보호회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도를 나타낸 것이고, 도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보호회로 조립체의 결합 단면도를 나타낸 것이다.
도5a 및 도5b를 참조하면, 배터리 팩은 베어 셀(100) 및 상기 베어 셀(100)의 일측에 위치하는 보호회로 조립체(200″)를 포함한다.
상기 베어 셀(100)은 도1에 도시된 바와 같은 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 보호회로 조립체(200″)는 보호회로기판(210′) 및 상기 베어 셀(100)과 상기 보호회로기판(210′)의 전기적 접속을 위한 다수개의 리드 플레이트(230′, 250′, 270)를 포함한다.
상기 리드 플레이트(230′, 250′, 270)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 리드 플레이트(230′, 250′, 270)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 역할을 하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 보호회로기판(210′)은 인쇄회로기판(211)에 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213), 외부 연결 단자(214) 및 리드 플레이트(230′, 250′, 270)를 접속하기 위한 접속 단자(215′, 216′, 217)를 실장함으로써 형성될 수 있다.
상기 접속 단자(215′, 216′, 217)는 제1 접속 단자(215′, 216′) 및 제2 접속 단자(217)를 포함한다.
상기 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213), 제2 접속 단자(217)는 상기 보호회로기판(210′)의 하부면에 실장되고, 상기 외부 연결 단자(214) 및 상기 제1 접속 단자(215′, 216′)는 상기 보호회로기판(210′)의 상부면에 실장될 수 있다.
상기 보호회로기판(210′)은 상기 보호 모듈(212), PTC 서미스터(213), 외부 연결 단자(214) 및 제2 접속 단자(217)가 실장되는 제1 영역 및 상기 제1 접속 단자(215′, 216′)가 실장되는 제2 영역을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 보호회로기판(210′)의 중심부에 형성되고, 상기 제2 영역은 상기 보호회로기판(210′)의 양가장자리에 형성된다.
따라서, 상기 제1 영역은 상기 두 제2 영역 사이에 위치하게 된다.
상기 보호회로기판(210′)은 양단측면에 각각 형성되는 제1 홈(218′)을 포함하며, 따라서, 상기 제1 홈(218′)은 상기 보호회로기판(210′)의 제2 영역에 형성된다.
이때, 제2 영역은 상기 제1 접속 단자(215′, 216′)가 실장되는 영역이므로, 제1 영역보다 두께가 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
물론, 제2 영역의 두께가 제1 영역의 두께와 동일하도록 형성될 수도 있으나, 제2 영역이 제1 영역보다 두께가 얇으면, 보호회로기판(210′)의 두께를 줄일 수 있다.
상기 제1 접속 단자(215′, 216′)는 상기 제1 홈(218′)을 덮지 않도록 형성되어야 한다.
상기 제1 접속 단자(215′, 216′)는 사각형의 평판 또는 사각형의 평판의 일측에 상기 제1 홈(218′)에 대응되는 제2 홈(215′a, 216′a)이 형성된 형태일 수 있다.
따라서, 상기 하부면(235′, 255′)은 상기 제1 홈(218′) 및 홀(239, 259) 또는 상기 제1 홈(218′), 제2 홈(215′a, 216′a) 및 홀(239, 259)을 통해 보호회로기판(210′)의 상부로 노출된다.
따라서, 상기 제1 리드 플레이트(230′, 250′)를 상기 캡 플레이트(31)에 부착하는 경우, 상기 보호회로기판(210′)의 상부로 상기 하부면(235′, 255′)이 노출되기 때문에, 상기 하부면(235′, 255′)에 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 등을 실시하는 것이 용이하다.
종래에는 본 발명의 제1 영역에 해당하는 크기의 보호회로기판의 양가장자리에 제1 리드 플레이트의 상부면이 접촉되도록 하고, 제1 리드 플레이트의 하부면이 본 발명의 제2 영역에 위치하도록 하여, 제1 리드 플레이트의 하부면을 노출시키고 있다.
따라서, 종래에는 본 발명의 제2 영역에 해당하는 만큼의 영역을 사용할 수 없었다.
하지만, 본 발명과 같이 보호회로기판의 가장자리에 홈을 형성하면, 용접성을 저하시키지 않으면서도 부품의 실장 공간을 추가적으로 확보할 수 있다.
또한, 실장 공간이 넓어지면, 다층구조인 보호회로기판의 층수를 줄일 수 있으므로, 보호회로기판의 두께를 줄일 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 도시하고 있으나, 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 베어 셀을 나타낸 분리 사시도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도 및 결합 사시도를 나타낸 것이다.
도3a 및 도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보호회로 조립체의 분리 사시도 및 결합 단면도를 나타낸 것이다.
도3c 및 도3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 리드 플레이트의 형상을 나타낸 사시도이다.
도4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도를 나타낸 것이다.
도4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 보호회로 조립체의 결합 단면도를 나타낸 것이다.
도4c 및 도4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리드 플레이트의 형상을 나타낸 사시도이다.
도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 팩의 분리 사시도를 나타낸 것이다.
도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보호회로 조립체의 결합 단면도를 나타낸 것이다.
[도면의 주요부호에 대한 설명]
10 : 전극 조립체 11, 13 : 전극판
15 : 세퍼레이터 17, 19 : 전극 탭
20 : 캔 30 : 전극 조립체
31 : 캡 플레이트 32 : 절연 가스켓
33 : 전극 단자 34 : 절연 플레이트
35 : 터미널 플레이트 36 : 전해액 주입구 마개
40 : 절연 케이스 100 : 베어 셀
200, 200′, 200″: 보호회로 조립체 210, 210′: 보호회로기판
230, 250, 270, 230′, 250′: 리드 플레이트
211 : 인쇄회로기판 212 : 보호 모듈
213 : PTC 서미스터 214 : 외부 연결 단자
215, 215′, 216, 216′, 217 : 접속 단자
218, 218′: 제1 홈 219 : 단자 홀
215a, 215′a, 216a, 216′a : 제2 홈 231, 251, 231′, 251′: 상부면
233, 253, 233′, 253′: 지지면 235, 255, 235′, 255′: 하부면
237, 257 : 제3 홈 239, 259 : 홀

Claims (23)

  1. 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하는 보호회로 조립체에 있어서,
    상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고,
    상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로기판은 상기 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자 및 제2 접속 단자가 실장되는 제1 영역; 및
    상기 제1 접속 단자가 실장되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 홈은 상기 제2 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 두께가 얇은 것을 특징으로 하는 보호회 로 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 리드 플레이트는 상기 제1 접속 단자와 접속되는 평판인 상부면;
    상기 상부면의 일가장자리에서 하 방향으로 연장되는 지지면; 및
    상기 지지면의 끝단으로부터 상기 상부면과 동일한 방향으로 연장되는 평판인 하부면을 포함하며,
    상기 노출되는 일면은 상기 하부면인 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 사각형의 평판 또는 상기 평판의 일측에 상기 제1 홈에 대응되는 제2 홈이 형성된 형태인 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부면 및 하부면은 상기 지지면의 양끝단으로부터 상기 보호회로기판의 외측을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부면의 길이가 상기 하부면의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부면의 길이와 상기 하부면의 길이가 동일하고,
    상기 상부면은 상기 제1 홈에 대응되도록 형성되는 제3 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부면 및 상기 하부면은 상기 지지면의 양 끝단으로부터 상기 보호회로기판의 중심부를 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부면은 상기 제1 홈과 대응되도록 형성되는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 상부면 및 지지면에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 보호회로 조립체.
  12. 베어 셀; 및
    상기 베어 셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 조립체를 포함하고,
    상기 보호회로 조립체는 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자, 제1 및 제2 접속 단자가 실장되는 보호회로기판 및 상기 제1 및 제2 접속 단자에 접속하는 제1 및 제2 리드 플레이트를 구비하며,
    상기 보호회로기판은 양 단측면에 각각 형성되는 제1 홈을 포함하고,
    상기 제1 리드 플레이트의 일면이 상기 제1 홈을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 베어 셀은 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및
    상기 캔을 밀봉하며, 캡 플레이트와 전극 단자를 포함하는 캡 조립체를 구비하고,
    상기 제1 리드 플레이트는 상기 캡 플레이트와 접속하고, 상기 제2 리드 플레이트는 상기 전극 단자와 접속하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호회로기판은 상기 보호 모듈, PTC 서미스터, 외부 연결 단자 및 제2 접속 단자가 살장되는 제1 영역; 및
    상기 제1 접속 단자가 실장되는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 홈은 상기 제2 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 두께가 얇은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 리드 플레이트는 상기 제1 접속 단자와 접속되는 평판인 상부면;
    상기 상부면의 일가장자리에서 하 방향으로 연장되는 지지면; 및
    상기 지지면의 끝단으로부터 상기 상부면과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 캡 플레이트와 접속되는 하부면을 포함하고,
    상기 노출되는 면은 상기 하부면인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는 사각형의 평판 또는 상기 평판의 일측에 상기 제1 홈에 대응되는 제2 홈이 형성된 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 상부면 및 하부면은 상기 지지면의 양끝단으로부터 상기 보호회로기판의 외측을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 상부면의 길이가 상기 하부면의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 상부면의 길이와 상기 하부면의 길이가 동일하고,
    상기 상부면은 상기 제1 홈에 대응되도록 형성되는 제3 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 상부면 및 상기 하부면은 상기 지지면의 양끝단으로부터 상기 보호회로기판의 중심부를 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상부면은 상기 제1 홈과 대응되도록 형성되는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 상부면 및 상기 지지면에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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