KR20090126870A - 배터리 팩 - Google Patents

배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20090126870A
KR20090126870A KR1020080053204A KR20080053204A KR20090126870A KR 20090126870 A KR20090126870 A KR 20090126870A KR 1020080053204 A KR1020080053204 A KR 1020080053204A KR 20080053204 A KR20080053204 A KR 20080053204A KR 20090126870 A KR20090126870 A KR 20090126870A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bare cell
battery pack
charge
cob
terminal
Prior art date
Application number
KR1020080053204A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100983144B1 (ko
Inventor
박석륜
김영호
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020080053204A priority Critical patent/KR100983144B1/ko
Priority to US12/399,357 priority patent/US8988044B2/en
Priority to CN200910133374XA priority patent/CN101599551B/zh
Priority to EP09251453.8A priority patent/EP2131412B1/en
Publication of KR20090126870A publication Critical patent/KR20090126870A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100983144B1 publication Critical patent/KR100983144B1/ko

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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • H01M50/247—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • 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
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • 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
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • 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
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • 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
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/106—PTC
    • 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
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 베어셀의 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용 COB 모듈을 이용한 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
이를 위해 양극과 음극을 가지는 베어셀 및; 베어셀의 양극과 음극에 전기적으로 연결되어 베어셀의 충/방전의 전기적인 제어를 수행하는 COB 모듈로 이루어지는 배터리 팩을 개시한다.
따라서, 본 발명의 배터리 팩은 베어셀의 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용 COB 모듈에 의해 관리 비용 및 제조 비용이 감소하는 효과가 있다.
베어셀, COB, 안착 기판, 공용, 배터리 팩

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용화된 COB 모듈을 이용하는 배터리 팩에 관한 것이다.
배터리 팩은 전극조립체와 전해액이 수용된 캔을 밀봉하여 형성된 베어셀(bare cell)과 보호회로 기판을 전기적으로 연결시켜 사용하게 된다. 여기서, 베어셀은 화학반응에 의하여 전기를 충방전하고, 상기 보호회로 기판은 베어셀의 충방전을 제어하면서 과충전 및 과방전 등을 방지하여 베어셀을 보호하게 된다.
상기 베어셀과 보호회로 기판은 전자제품에 실장하기 위하여 베어셀과 보호회로 기판을 일체형으로 결합하여 배터리 팩을 이루게 된다.
여기서, 배터리 팩에 이용되는 보호회로 기판은 SMT(Surface Mount Technology) 공정에 의해 칩 형태의 전기소자들이 절연기판에 실장되어 있는 구조를 이룬다. 이 경우, 보호회로 기판에 실장되는 전기소자들은 각각의 부품이 개별적으로 실장되므로, 미미한 설계변경에서도 보호회로 기판의 제조 시간은 크게 늘어나게 된다. 또한, 보호회로 기판은 대량으로 양산되므로, 공정 시간이 조금만 늘 어나게 되어도 전체 생산은 더욱 길어지는 문제를 안고 있다. 하지만, 베어셀의 충방전을 제어하는 보호회로는 베어셀의 열화 및 폭발을 방지하기 위하여 매우 중요한 역할을 하므로, 대부분의 배터리 팩은 보호회로 기판이 실장되고 있다.
한편, 배터리 팩은 휴대용 전자기기의 배터리 수용 공간에 알맞은 크기로 주문 제작 되어 진다. 이 경우, 보호회로 기판은 배터리 팩의 구조에 맞추어 제작되어 진다. 따라서, 보호회로 기판은 배터리 팩의 구조가 변경될 때마다, 새로운 크기로 제작되어 진다. 하지만, 각기 다른 타입의 배터리 팩은 보호회로 기판의 크기만이 다를 뿐 베어셀의 충방전을 관리하기 위한 기본적인 기능이 동일하거나 유사하다. 즉, 각기 다른 형태의 배터리 팩에 이용되는 보호회로 기판들은 기능적으로 유사함에도 불구하고, 단지, 배터리 팩의 형상이 변경된다는 이유에 의해 새로운 보호회로 기판으로 제작되어 비용이 낭비되고 있다.
본 발명의 기술적 과제는 베어셀의 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용 COB 모듈을 이용한 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 향상된 실장력으로 구조가 간결화된 공용 COB 모듈을 이용한 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 배터리 팩은 양극과 음극을 가지는 베어셀; 및 상기 베어셀의 양극과 음극에 전기적으로 연결되어 상기 베어셀의 충/방전의 전기적인 연결을 관리하는 공용 COB 모듈을 포함하여 형성하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 COB 모듈은 절연 기판, 상기 절연 기판과 결합하는 인쇄회로 패턴, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 결합하는 도전 패드, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 충/방전 단자, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 COB를 포함하여 형성될 수 있다. 더불어, 상기 COB 모듈은 상기 베어셀의 측면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 충/방전 단자는 양극 단자와, 음극단자 및, 상기 양극단자와 상기 음극단자 사이에 형성되며 상기 절연 기판의 중앙에 형성되는 보조 단자를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 COB는 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 전기소자 및, 상기 전기소자를 감싸는 절연체를 포함하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 절연체는 에폭시 수지 또는 에폭시 수지를 포함하는 고분자 수지의 재질로 형성될 수 있다. 더불어, 상기 절연체는 상기 절연 기판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 전기소자는 능등소자와 수동소자를 포함하여 형성되고, 상기 능동소자는 상기 베에셀의 충전시 턴 온 되는 충전 스위칭 소자, 상기 베어셀의 방전시 턴 온 되는 방전 스위칭 소자 및, 상기 충전 스위칭 소자와 상기 방전 스위칭 소자의 스위칭 기능을 제어하는 제어회로를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 COB는 상기 절연 기판의 중앙에 형성되고, 상기 도전 패드는 상 기 COB의 양 측부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 COB는 상기 절연 기판의 하부면에 형성되고, 상기 충/방전 단자는 상기 절연 기판의 상면에 형성되며, 상기 충/방전 단자와 상기 COB는 서로 간에 대응하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 충/방전 단자가 형성되는 상기 절연 기판의 일 면은 그 면적이 상기 충/방전 단자의 면적보다 120% 내지 400% 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 COB 모듈을 안착시키는 안착 기판을 더 포함하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 안착 기판은 상기 베어셀과 상기 COB 모듈 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
여기서, 상기 안착 기판은 절연 기판, 상기 베이스 절연 기판의 상부에 형성되는 인쇄회로 패턴 및, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 절연 기판에 안착되는 도전 단자를 포함하여 형성되고, 상기 도전 단자는 상기 도전 패드와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 안착 기판과 상기 베어셀 사이에 전기적으로 연결되는 PTC소자를 더 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩은 상기 베어셀과 상기 안착 기판을 전기적으로 연결시키는 리드탭을 더 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 리드탭은 상기 베어셀의 양극과 전기적으로 연결되는 제 1 리드탭과 상기 베어셀의 음극과 전기적으로 연결되는 제 2 리드탭을 포함하여 형성되고, 상기 제 1 리드탭은 상기 COB 모듈의 일 측부에 연결되며 상기 제 2 리드탭은 상기 COB 모듈의 타 측에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 1 리드탭과 상기 제 2 리드탭은 절곡되어 상기 COB 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 절곡된 제 1 리드탭과 상기 절곡된 제 2 리드탭 및 상기 COB 모듈이 이루는 형상은 'ㄷ'형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 리드탭과 상기 베어셀 사이에 형성되는 절연 테이프를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 COB 모듈을 감싸며, 상기 충/방전 단자와 대응하는 충/방전 단자 홀이 형성되는 커버 케이스를 더 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 COB 모듈은 상기 커버 케이스와 서로 간에 일체형으로 결합할 수 있다.
본 발명의 배터리 팩은 베어셀의 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용 COB 모듈에 의해 관리 비용 및 제조 비용이 감소하는 효과가 있다.
본 발명의 배터리 팩은 향상된 실장력으로 구조가 간결화된 공용 COB 모듈에 의해 제조 공정이 감소하고 생산 시간이 단축되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다. 또한, 동일 또는 유사한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기 로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 일부만이 결합된 배터리 팩의 분해 사시도이다. 도 1c는 도 1a에 도시된 배터리 팩이 결합된 사시도이다. 도 1d는 도 1a에 도시된 COB 모듈의 저면도이다. 도 1e는 도 1d에 도시된 COB 모듈의 I-I선을 절개하여 본 단면도이다. 도 1f는 도 1a에 도시된 안착 기판의 평면도이다. 도 1g는 도 1f에 도시된 안착 기판의 II-II선을 절개하여 본 단면도이다. 도 1h는 도 1c에 도시된 배터리 팩의 III-III선을 절개하여 본 부분 단면도이다.
도 1a 내지 도 1h에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 베어셀(100) 및, COB 모듈(200)을 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 안착 기판(300)을 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 PTC(Positive Temperature Coefficient)소자(400)를 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 리드탭(500)을 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 절연 테이프(600)를 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 커버케이스(700)를 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 라벨(800)을 더 포함하여 형성된다.
상기 베어셀(100)은 양극(110)과 음극(120)을 가지며 재충전 가능한 전지이 다. 베어셀(100)은 배터리 팩(10)이 되기전에 전력발생원인 전극조립체(미도시)와 전해질(미도시)을 용기(130)에 수용하여 밀폐시킨 구조로 형성된다. 베어셀(100)은 금속재질의 캔에 전극조립체와 전해질을 수용한 캔형 또는, 알루미늄층이 형성되어 있는 파우치에 전극조립체와 전해질을 수용한 파우치형으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 베어셀(100)은 캔형에 해당한다. 캔형의 베어셀(100)은 용기(130)에 전극조립체의 양극(110)이 전기적으로 연결된다. 또한, 용기(130)와 절연되어 결합되는 전극단자는 전극조립체의 음극(120)이 전기적으로 연결된다.
상기 COB 모듈(200)은 절연 기판(210), 인쇄회로 패턴(220), 도전 패드(230), 충/방전 단자(240), COB(Chip On Board, 250)를 포함하여 형성된다. COB 모듈(200)은 베어셀(100)의 양극(110)과 음극(120)에 전기적으로 연결되어 베어셀(100)이 충/방전될 때 전기적인 연결을 관리한다. COB 모듈(200)은 공용화를 하기 위하여 본 실시예의 배터리 팩(10) 이외에도 이용될 수 있도록 외곽치수가 간결화 되어 제작된다. 따라서, COB 모듈(200)은 캔형 또는 파우치형 베어셀(100)의 장 측면과 단 측면 중 그 어느 곳에서도 리드 탭과 같은 회로부속과 함께 탈부착 가능하도록 형성된다.
상기 절연 기판(210)은 베이클라이트 또는 에폭시와 같은 고분자 수지로 형성되며, 복수 개의 절연층이 압착되어 적층된 구조를 가진다.
상기 인쇄회로 패턴(220)은 구리와 같은 전도성 금속이 패턴 형태로 형성되며, 절연 기판(210)의 상부면, 하부면, 상부면과 하부면을 통과하는 비아홀(Via hole) 및, 절연 기판(210)의 중간층에 형성될 수 있다.
상기 도전 패드(230)는 제 1 도전 패드(231)와 제 2 도전 패드(232)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 도전 패드(231)는 안착 기판(300)의 제 1 도전 단자(331)와 접촉되어 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 1 도전 패드(231)는 제 1 도전 단자(331)와 솔더링되어 결합될 수 있다. 따라서, 제 1 도전 패드(231)는 베어셀(100)의 양극(110)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 도전 패드(231)는 인쇄회로 패턴(220)과 전기적으로 접속되어 충/방전 단자(240)의 양극 단자(241)와 전기적으로 연결된다.
상기 제 2 도전 패드(232)는 안착 기판(300)의 제 2 도전 단자(332)와 접촉되어 전기적으로 연결된다. 따라서, 제 2 도전 패드(232)는 베어셀(100)의 음극(120)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제 2 도전 패드(232)는 인쇄회로 패턴(220)과 접속되어 충전 스위칭 소자(251a1) 및 방전 스위칭 소자(251a2)에 전기적으로 연결된다.
상기한 도전 패드(230)는 다른 금속부재와 용접 또는 솔더링되어 결합되기 위하여 인쇄회로 패턴(220)보다 두꺼운 두께를 가지고 형성될 수 있다. 이 경우, 도전 패드(230)는 전도성 향상을 위해 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 충/방전 단자(240)는 양극 단자(241)와, 음극단자(242) 및, 보조 단자(243)를 포함하여 형성된다. 충/방전 단자(240)는 인쇄회로 패턴(220)과 전기적으로 연결되며 절연 기판(210)의 일 면에 형성된다. 충/방전 단자(240)는 휴대용 전자 제품(미도시)의 배터리 접촉부와 전기적으로 연결되어 베어셀(100)의 전력을 휴대용 전자 제품에 공급되게 하는 전기적인 통로 역할을 한다. 또한, 충/방전 단자(240)의 폭은 베어셀(100)의 측면 폭보다 작은 폭으로 형성되어 베어셀(100)의 측면에 배치된다. 따라서, 배터리 팩(10)은 얇은 두께로 형성되어 슬림한 형태를 이루게 된다.
상기 양극 단자(241)는 보조 단자(243)와 동일한 이격거리를 두고 보조 단자(243)의 일 측에 배치된다. 양극 단자(241)는 제 1 도전 패드(231)와 전기적으로 연결된다.
상기 음극 단자(242)는 보조 단자(243)와 동일한 이격거리를 두고 보조 단자(243)의 타 측에 배치된다. 음극 단자(242)는 충전 스위칭 소자(251a1)와 방전 스위칭 소자(251a2)에 전기적으로 연결된다.
상기 보조 단자(243)는 양극 단자(241)와 음극 단자(242)의 중앙에 형성된다. 또한, 보조 단자(243)는 절연 기판(210)의 중앙에 위치한다. 보조 단자(243)는 제어회로(251a3)와 전기적으로 연결되어 베어셀(100)이 충전 상태 또는 방전 상태인지를 알 수 있도록 하는 역할을 한다.
여기서, 상기 충/방전 단자(240)의 보조 단자(243)는 COB 모듈(200)의 공용화를 위해 절연 기판(210)의 중앙에 배치되는데, 중앙에 배치된 보조 단자(243)는 양극 단자(241)와 음극 단자(242)가 배치되는 기준이 된다. 즉, 양극 단자(241)와 음극단자(242)는 보조 단자(243)를 기준으로 공차를 관리하여 COB 모듈(200)을 양산시 충/방전 단자(240)가 허용 공차의 범위내에서 제조되었는지를 쉽게 판별하게 한다. 즉, COB 모듈(200)의 충/방전 단자(240)는 그 구조가 간결하게 제작되어, 제조 비용 뿐만 아니라 관리 비용도 절감되게 한다.
상기 COB(Chip On Board, 250)는 전기소자(251)와 절연체(252)를 포함하여 형성된다.
상기 전기소자(251)는 능동소자(251a)와 수동소자(251b)를 포함하여 형성된다. 이 경우, 전기소자(251)는 각각에 개별적으로 절연 피복이 형성되지 않은 상태이다.
상기 능동소자(251a)는 충전스위칭 소자(251a1), 방전스위칭 소자(251a2) 및, 제어회로(251a3)를 포함하여 형성된다.
상기 충전스위칭 소자(251a1)는 인쇄회로 패턴(220)과 전기적으로 연결되며, 절연 기판(210)에 안착된다. 충전스위칭 소자(251a1)는 전계 효과 트랜지스터와 같은 스위칭 기능이 있는 소자로서, 베어셀(100)의 충전시 턴 온(Turn On) 되어 베어셀(100)이 충전되도록 한다. 이 경우, 방전 스위칭 소자(251a2)는 턴 오프(Turn Off) 되어 충전 전류만이 흐르도록 한다.
상기 방전 스위칭 소자(251a2)는 인쇄회로 패턴(220)과 전기적으로 연결되며, 절연 기판(210)에 안착된다. 방전 스위칭 소자(251a2)는 전계 효과 트랜지스터와 같은 스위칭 기능이 있는 소자로서, 베어셀(100)의 방전시 턴 온(Turn On) 되어 베어셀(100)이 방전되도록 한다. 이 경우, 충전 스위칭 소자(251a1)는 턴 오프(Turn Off) 되어 방전 전류만이 흐르도록 한다.
상기 제어회로(251a3)는 고집적된 반도체 소자로서, 충전 스위칭 소 자(251a1)와 방전 스위칭 소자(251a2)와 전기적으로 연결되어 충전 스위칭 소자(251a1)와 방전 스위칭 소자(251a2)의 스위칭 기능을 제어한다. 여기서 , 제어회로(251a3)는 인쇄회로 패턴(220)에 의해 충전 스위칭 소자(251a1)와 방전 스위칭 소자(251a2)와 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제어회로(251a3)는 충전 스위칭 소자(251a1)을 턴 온 시켜, 베어셀(100)을 충전시킨다. 또한, 제어회로(251a3)는 방전 스위칭 소자(251a2)를 턴 온시켜 베어셀(100)을 방전시킨다. 또한, 제어회로(251a3)는 베어셀(100)의 전압을 측정하여 베어셀(100)의 과충전에 해당하는 전압이 검출되는 경우, 충전 스위칭 소자(251a1)를 턴 오프 시켜 베어셀(100)의 과충전을 방지한다. 또한, 제어회로(251a3)는 베어셀(100)의 전압을 측정하여 베어셀(100)의 과방전에 해당하는 전압이 검출되는 경우, 방전 스위칭 소자(251a2)를 턴 오프 시켜 베어셀(100)의 과방전을 방지한다. 한편, 제어회로(251a3)는 충전 또는 방전시에 과전류가 흐를 경우, 충전 스위칭 소자(251a1)과 방전 스위칭 소자(251a2)를 모두 턴 오프시켜 베어셀(100)의 과열을 방지한다. 또한, 제어 회로(251a3)는 온도 센싱 기능이 내장되어 어느 특정한 임계 온도가 검출될 경우, 충전 스위칭 소자(251a1)와 방전 스위칭 소자(251a2)를 모두 턴 오프시켜 베어셀(100)의 전기적인 연결을 차단 할 수 있다. 본 실시예의 경우, 제어 회로(251a3)는 베어셀(100)의 음극(120) 대전류 경로를 연결하거나 차단하여 베어셀(100)의 전기적인 연결을 관리한다.
상기 수동소자(251b)는 저항, 캐패시터 및, 인턱터와 같은 전기소자일 수 있다. 수동소자(251b)는 인쇄회로 패턴(220)과 전기적으로 연결되며, 절연 기판(210) 에 상면에 안착된다. 수동소자(251b)는 능동소자(251a)와 전기적으로 연결되어 능동소자(251a)들에 인가되는 전압 및 전류를 설정하여 능동소자(251a)들이 서로간에 균형적으로 동작되게 한다.
상기 절연체(252)는 전기소자(251)를 감싸며, 전기소자(251)가 이물질과 접촉되어 쇼트가 발생하는 것을 방지한다. 절연체(252)는 에폭시 수지 또는 에폭시 수지를 포함하는 고분자 수지로 형성되는 사출형 프레임이다. 절연체(252)는 전기소자(251)를 절연하기 위하여 전기소자(251)를 감싸며 형성되지만, 전기소자(251)의 동작시 전기소자(251)에서 발생하는 열의 전달을 보다 효율적으로 배출하기 위하여 에폭시 수지와 같은 고분자 수지로 형성된다.
이 경우, 절연체(252)는 전기소자(251)가 외부에 노출되지 않도록 전기소자(251)를 감싼 상태에서 절연기판(210)과 결합된다. 여기서, 절연체(252)와 절연기판(210)의 결합은 절연체(250)가 절연기판(210)에 접착되어 이루어 질 수 있다. 즉, 절연체(252)는 전기소자(251)를 절연시키는 기능과 전기소자(251)를 절연기판(210)에 고정시키는 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 전기소자(251)는 충/방전 단자(240) 및 도전 패드(230)와 함께 절연기판(210)에 일체형으로 형성되므로, 구조가 간단한 공용 COB 모듈(200)을 이루게 된다.
여기서, COB(250)는 절연 기판(210) 상에 전기소자(251)가 실장된 상태에서 절연체(252)로 몰딩되어 형성된다. 즉, COB(250)는 각각의 전기소자들이 개별적으로 반도체 칩 패키기 되어 PCB에 마운팅되는 형태의 종래의 기판과는 달리 그 구조가 간결하게 되어 향상된 실장성을 갖는다.
한편, COB(250)는 절연 기판(210)의 중앙에 형성되고, 도전 패드(230)는 제 1 도전 패드(231)와 제 2 도전 패드(232)로 이루어져 COB(250)의 양 측부에 각각 배치된다. 즉, 도전 패드(230)는 COB(250)의 양 측부에 배치되므로, 양극(110)과 음극(120)의 전류 경로를 일정거리 이격시키게 된다. 따라서, COB 모듈(200)의 양극(110)과 음극(120)은 서로 간에 떨어져 있게 때문에 쇼트의 발생 확률을 현저히 낮추게 한다. 이 경우, COB 모듈(200)은 구조적으로도 매우 단순화 되므로, COB 모듈(200)의 제조 비용을 절감시킨다.
여기서, COB(250)는 절연 기판(210)의 하부면에 형성되고, 충/방전 단자(240)는 절연 기판(210)의 상면에 형성된다. 따라서, 충/방전 단자(240)는 휴대용 전자기기에 충분한 전류를 흘릴 수 있도록 하는 면적을 확보하게 된다. 또한, COB(250)와 충/방전 단자(240)는 서로 간에 대응하게 배치된다. 이로 인해, COB(250)와 충/방전 단자(240)를 전기적으로 연결시키는 인쇄회로 패턴(220)의 구조는 간결화되고, 절연 기판(210)의 적층 층수는 2층 구조로 된다. 따라서, COB 모듈(200)은 구조가 매우 간단해져 제조 비용이 절감된다.
한편, 상기 충/방전 단자(240)가 형성되는 절연 기판(210)의 일 면은 그 면적이 충/방전 단자(240)의 면적보다 120% 내지 400% 크게 형성된다. COB 모듈(200)은 공용화 되기 위하여 가능한 그 구조가 간결하고 부피가 작아야 한다. 하지만, COB 모듈(200)은 도전 패드(230)와 COB(250)를 함께 실장해야 하므로, 그 사이즈가 줄어드는 데에는 한계가 있다. 그래서, 충/방전 단자(240)가 형성되는 절연 기판(210)의 일 면은 그 면적을 충/방전 단자(240)의 면적보다 120%보다 크게 형성하 여 COB(250) 및 도전 패드(230)의 실장영역을 확보한다. 그리고, 충/방전 단자(240)가 형성되는 절연 기판(210)의 일 면은 그 면적을 충/방전 단자(240)의 면적보다 400% 이내로 형성하여 구조가 간결하고 부피가 작은 COB 모듈(200)을 형성한다.
상기한 COB 모듈(200)은 배터리 팩(10)의 구조가 달라져도 이용가능 하도록 그 구조가 매우 간결화 되어 제작되므로 생산 비용이 절감 된다. 물론, COB 모듈(200)은 베어셀(100)의 충/방전시 전기적인 연결을 관리하는 역할을 수행한다.
또한, 상기한 COB 모듈(200)은 배터리 팩(10)의 두께가 증가되지 않도록 베어셀(100)의 측면에 배치되어 슬림(Slim)한 배터리 팩(10)을 이루게 된다. 또한, COB 모듈(200)은 도전 패드(230), 충/방전 단자(240) 및, COB(250)의 배치를 최적화하여 그 구조가 매우 간결해지므로, 원가가 적게 들게 되고, 제조 비용도 절감된다.
상기 안착 기판(300)은 절연 기판(310), 인쇄회로 패턴(320) 및, 도전 단자(330)를 포함하여 형성된다.
상기 절연 기판(310)은 COB 모듈(200)의 절연 기판(210)과 동일한 재질로 형성된다. 또한, 절연 기판은 COB 모듈(200)의 절연 기판(210)보다 큰 길이를 가지고 형성되어 COB 모듈(200)이 안착될 수 있게 한다.
상기 인쇄회로 패턴(320)은 절연 기판(310)에 형성되는 비아홀(Via hole)에 형성된다. 또한, 인쇄회로 패턴(320)은 절연 기판(310)의 상부 및 하부에 형성되어 도전 단자(330)가 전기적으로 연결될 수 있는 영역을 마련한다. 인쇄회로 패 턴(320)은 구리와 같은 도전성 재질의 금속으로 형성될 수 있다.
상기 도전 단자(330)는 절연 기판(310)에 안착된다. 또한, 도전 단자(330)는 도전 패드(230)와 접촉되어 전기적으로 연결된다.
이 경우, 도전 단자(330)는 제 1 도전 단자(331), 제 2 도전 단자(332), 제 3 도전 단자(333) 및, 제 4 도전 단자(334)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 도전 단자(331)는 절연 기판(310)의 상부면에 안착되며, 제 1 도전 패드(231)와 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 1 도전 단자(331)와 제 1 도전 패드(231)의 결합은 솔더링에 의해 이루어 질 수 있다.
상기 제 2 도전 단자(332)는 절연 기판(310)의 상부면에 안착되며, 제 2 도전 패드(231)와 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 2 도전 단자(332)와 제 2 도전 패드(231)의 결합은 솔더링에 의해 이루어 질 수 있다.
상기 제 3 도전 단자(333)는 절연 기판(310)의 하부면에 안착되며, PTC소자(400)와 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 3 도전 단자(333)와 PTC소자(400)의 결합은 솔더링에 의해 이루어 질 수 있다.
상기 제 4 도전 단자(334)는 절연 기판(310)의 하부에 단착되며, 제 2 리드탭(520)과 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 4 도전 단자(334)와 제 2 리드탭(520)의 결합은 솔더링에 의해 이루어 질 수 있다.
여기서, 제 1 도전 단자(331)와 제 3 도전 단자(333)는 절연기판(310)을 기준으로 대응하게 배치된다. 더불어, 제 2 단자(332)와 제 4 도전 단자(334)는 인쇄회로 패턴(320)이 비아홀에만 형성되도록 간결하게 형성되기 위하여 절연기판(310) 을 기준으로 대응하게 배치된다. 즉, 도전 단자(330)는 절연기판(310)을 기준으로 대응하게 배치되어 인쇄회로 패턴(320)을 비아홀에만 형성할 수 있도록 한다. 따라서, 상기한 도전 단자(330)의 배치는 전기 배선의 구조를 간결하게 하므로, 안착 기판(300)의 제조 비용을 절감시킬 수 있게 한다.
상기 도전 단자(330)는 전도성 및 솔더링을 향상시키기 위해 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성된다.
상기 안착 기판(300)은 베어셀(100)과 COB 모듈(200) 사이를 전기적으로 연결시킨다. 또한, 안착 기판(300)은 공용화된 COB 모듈(200)을 안착시키므로, COB 모듈(200)의 충/방전 단자(240)가 커버 케이스(700)의 충/방전 단자홀(711)과 대응하게 일치되도록 한다. 이 경우, 안착 기판(300)은 COB 모듈(200)과 함께 베어셀(100)의 측면에 배치되어 배터리 팩(10)의 두께가 증가되지 않도록 한다. 즉, 안착 기판(300)은 공용화된 COB 모듈(200)이 베어셀(100)과 전기적 및 구조적으로 연결될 수 있도록 하여 COB 모듈(200)을 보다 효율적으로 이용되도록 한다.
상기 PTC소자(400)는 안착 기판(300)과 베어셀(100) 사이에 전기적으로 연결된다. 본 실시예의 경우, PTC소자(400)는 제 1 리드탭(510)과 제 3 도전 단자(333)에 전기적으로 연결되어 안착 기판(300)과 베어셀(100)를 전기적으로 연결시킨다. 또한, PTC소자(400)는 배터리 팩(10)의 두께가 증가되지 않도록 베어셀(100)의 측면에 배치된다. PTC소자(400)는 베어셀(100)의 온도가 임계 온도값 이상으로 상승할 경우, 내부 저항이 급격히 증가되어 전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다.
상기 리드탭(500)은 제 1 리드탭(510)과 제 2 리드탭(520)을 포함하여 형성 된다.
상기 제 1 리드탭(510)은 일 측이 베어셀(100)의 양극(110)과 전기적으로 연결되고, 타측이 PTC소자(400)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 리드탭(510)은 중앙 지점 근처가 절곡된다. 이 경우, 제 1 리드탭(510)은 배터리 팩(10)의 두께가 증가되지 않도록 배터리 팩(10)의 측면에 배치된다.
상기 제 2 리드탭(520)은 일 측이 베어셀(100)의 음극(120)과 전기적으로 연결되고, 타측이 제 4 도전 단자(334)와 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제 2 리드탭(520)은 중앙 지점 근처가 절곡된다.
여기서, 상기 제 1 리드탭(510)과 제 2 리드탭(520)은 절곡되어 안착 기판(300)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 리드탭(510)과 제 2 리드탭(520)은 COB 모듈(200)과도 전기적으로 연결된다. 이 경우, 절곡된 제 1 리드탭(510), 절곡된 제 2 리드탭(520), 안착 기판(300) 및 COB 모듈(200)이 이루는 형상은 배터리 팩(10)의 세 측면을 감싸도록 'ㄷ'형상으로 형성된다. 따라서, 배터리 팩(10)은 두께가 증가되지 않아 슬림(Slim)한 형태를 이루게 된다.
여기서, 리드탭과 베어셀(100) 사이에는 절연 테이프(600)가 형성된다. 절연테이프(600)는 접착제에 의해 베어셀(100)에 부착된 상태를 이루게 된다. 절연테이프(600)는 음극과 전기적으로 연결된 제 2 리드탭(520)이 베어셀(100)의 양극(110)과 전기적으로 접속되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 커버케이스(700)는 상부 커버(710)와 제 1 측면 커버(720) 및 제 2 측면 커버(730)를 포함하여 형성된다.
상기 상부 커버(710)는 COB 모듈(200)을 감싼다. 또한, 상부 커버(710)는 충/방전 단자홀(711)이 형성된다. 충/방전 단자홀(711)은 충/방전 단자(240)의 형상과 대응하게 세 개의 홀을 형성한다.
상기 제 1 측면 커버(720)는 상부 커버(710)의 일측과 이어지며 제 1 리드탭(510)이 부착되어 있는 베어셀(100)의 일 측면을 감싼다. 이 경우, 제 1 측면 커버(720)은 제 1 리드탭(510)을 감싸 외부와 쑈트(Short) 되지 않도록 졀연하는 역할을 한다.
상기 제 2 측면 커버(730)는 상부 커버(710)의 타측과 이어지며 제 2 리드탭(520)이 부착되어 있는 베어셀(100)의 일 측면을 감싼다. 이 경우, 제 2 측면 커버(730)는 제 2 리드탭(520)을 감사 외부와 쑈트되지 않도록 절연하는 역할을 한다.
또한, 제 1 측면 커버(720) 및 제 2 측면 커버(730)은 베어셀(100)의 일 측면을 감싸도록 날개부가 형성되어 베어셀(100)의 측면 모서리 부분이 외부 충격에 의해 찌끄러지는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 커버케이스(700)는 COB 모듈(200)을 감싸 COB 모듈(200)을 보호하는 역할을 한다. 이 경우, 커버케이스(700)는 충/방전 단자(240)와 대응하는 충/방전 단자 홀(711)이 형성되어 충/방전 단자(240)의 표면이 외부로 노출되도록 한다.
여기서, 커버케이스(700)는 COB 모듈(200)과 일체형으로 결합되어 형성될 수 있다. 커버케이스(700)와 COB 모듈(200)의 결합은 접착이나 체결에 의해 이루어 질 수 있다. 본 실시예의 경우, 커버케이스(700)의 내측에는 도 1h에서 보는 바와 같 이, 양면 접착 테이프(712)가 형성되고, 양면 접착 테이프(712)는 COB 모듈(200)의 절연기판(210)과 결합한다. 따라서, COB 모듈(200)은 커버케이스(700)와 일체형으로 형성되어 충/방전 단자(240)의 위치가 충/방전 단자홀(711)과 틀어지지 않게 된다.
상기 라벨(800)은 베어셀(100)과 커버케이스(700)를 감싼다. 이 경우, 라벨(800)은 제 1 측면 커버(720)와 제 2 측면 커버(730) 및, 베어셀(100)을 함께 감싸므로, 커버케이스(700)와 베어셀(100)을 서로 간에 결합시키는 역할을 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 베어셀(10)의 충/방전에 관한 전기적인 제어를 수행하며, 배터리의 기종에 관계없이 이용할 수 있는 공용 COB 모듈(200)에 의해 제조 비용이 절감된다.
더불어, 상기한 배터리 팩(10)에 이용되는 COB 모듈(200)은 공차 관리가 매우 쉬운 구조로 되어 있어, COB 모듈(200)을 관리하는 노력이 줄어 들게 되므로 관리 비용이 절감된다.
또한, 배터리 팩(10)은 공용화된 COB 모듈(200)이 적용될 수 있는 안착 기판(300), PTC 소자(400), 리드탭(500) 및, 커버케이스(600)와 일체형으로 제작되어 그 구조가 매우 간결한 형태를 이루게 된다. 물론, COB 모듈(200)은 베어셀(100)의 충전 및 방전에 따른 전기적인 연결을 제어하여 베어셀(100)의 수명 연장, 과열 방지 및, 열화 방지를 방지하게 되므로, 배터리 팩(10)의 안정성을 향상시킨다.
또한, 상기 배터리 팩(10)에 이용되는 COB 모듈(200)은 COB(250)와, 충/방전 단자(240) 및, 도전패드(230)의 배치를 최적화 하여 종래의 기판에 비해 실장 면적 이 줄어 들게 되므로, 공용화에 따른 응용의 폭이 더욱 넓어진다.
또한, 배터리 팩(10)은 COB 모듈(200), 안착 기판(300) 및, 리드탭(500) 및, PTC소자가 베어셀(100)의 측면에 배치되므로, 배터리 팩(10)의 두께가 증가되는 것이 방지된다.
다음으로, 상기한 배터리 팩의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법에 관한 순서도이다. 도 3a 내지 도 3d는 배터리 팩의 제조 방법에 따른 공정도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법은 베어셀 준비 단계(S10) 및, 팩 형성단계(S20)를 포함하여 형성된다.
상기 베어셀 준비 단계(S10)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 양극(110)과 음극(120)을 가지는 베어셀(100)을 준비한다.
이 경우, 베어셀 준비 단계(S10)에서는 베어셀(100)의 양극(110)과 음극(120)에 리드 탭(500)을 전기적으로 연결시키고, 리드탭(500)과 안착 기판(300)을 전기적으로 연결시키는 공정을 진행할 수 있다.
상기 팩 형성단계(S20)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 베어셀(100)의 양극(110)과 음극(120)에 COB 모듈(200)을 전기적으로 연결시킨다. 이 경우, COB 모듈(200)은 안착기판(300)과 전기적으로 연결되어 베어셀(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 동시에 팩 형성단계(S20)에서는 COB 모듈(200)을 안착 기판(300)에 안착시킨다. 이 후, 팩 형성단계에서(S20)는 도 3c에 도시된 바와 같이 베어 셀(100)을 커버 케이스(700)로 감싼다. 이 경우, COB 모듈(200)은 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 COB(250)와 도전 패드(231, 232)를 실장하여 일체형으로 형성된 상태이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법은 공용 COB 모듈(200)과 안착 기판(300)을 결합한 후, 커버 케이스(700)로 덮기만 하면 되므로, 공정이 간단해져 제조 비용이 감소 된다. 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법은 COB(250)와 충/방전 단자(240) 및 도전 패드(231, 232)가 일체형으로 형성된 공용 COB 모듈(200)을 이용하므로, 배터리 팩의 생산 시간이 단축되어 제조 비용이 절감된다.
또한, 팩 형성단계(S20)에서는 도 1h에 도시된 바와 같이, COB 모듈(200)과 커버 케이스(700)를 결합시켜 일체형으로 형성한 상태에서, 베어셀(100)과 COB 모듈(200)을 전기적으로 연결시키고 베어셀(100)을 커버케이스(700)로 감싸는 공정을 진행할 수 있다. 따라서, COB 모듈(200)은 커버 케이스(700)와 결합되어 공정이 간단해 지므로, 생산시간이 단축되어 제조 비용이 절감된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도.
도 1b는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 일부만이 결합된 배터리 팩의 분해 사시도.
도 1c는 도 1a에 도시된 배터리 팩이 결합된 사시도.
도 1d는 도 1a에 도시된 COB 모듈의 저면도.
도 1e는 도 1d에 도시된 COB 모듈의 I-I선을 절개하여 본 단면도.
도 1f는 도 1a에 도시된 안착 기판의 평면도.
도 1g는 도 1f에 도시된 안착 기판의 II-II선을 절개하여 본 단면도.
도 1h는 도 1c에 도시된 배터리 팩의 III-III선을 절개하여 본 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 제조 방법에 관한 순서도이다.
도 3a 내지 도 3d는 배터리 팩의 제조 방법에 따른 공정도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 배터리 팩 100 ; 베어셀
200 ; COB 모듈 210 ; 절연 기판
220 ; 인쇄회로 패턴 230 ; 도전 패드
240 ; 충/방전 단자 250 ; COB(Chip On Board)
300 ; 안착 기판 310 ; 절연 기판
320 ; 인쇄회로 패턴 330 ; 도전 단자
400 ; PTC소자 500 ; 리드탭
600 ; 절연 테이프 700 ; 커버케이스
800 ; 라벨

Claims (21)

  1. 양극과 음극을 가지는 베어셀; 및
    상기 베어셀의 양극과 음극에 전기적으로 연결되어 상기 베어셀의 충/방전의 전기적인 연결을 관리하는 COB 모듈을 포함하여 형성하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 COB 모듈은 절연 기판, 상기 절연 기판과 결합하는 인쇄회로 패턴, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 결합하는 도전 패드, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 충/방전 단자, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 COB를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충/방전 단자는 양극 단자와, 음극단자 및, 상기 양극단자와 상기 음극단자 사이에 형성되며 상기 절연 기판의 중앙에 형성되는 보조 단자를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 COB는 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되는 전기소자 및, 상기 전기소자를 감싸는 절연체를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기소자는 능등소자와 수동소자를 포함하여 형성되고,
    상기 능동소자는 상기 베에셀의 충전시 턴 온 되는 충전 스위칭 소자, 상기 베어셀의 방전시 턴 온 되는 방전 스위칭 소자 및, 상기 충전 스위칭 소자와 상기 방전 스위칭 소자의 스위칭 기능을 제어하는 제어회로를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연체는 에폭시 수지 또는 에폭시 수지를 포함하는 고분자 수지의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연체는 상기 절연 기판과 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 COB는 상기 절연 기판의 중앙에 형성되고, 상기 도전 패드는 상기 COB의 양 측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 COB는 상기 절연 기판의 하부면에 형성되고, 상기 충/방전 단자는 상기 절연 기판의 상면에 형성되며, 상기 충/방전 단자와 상기 COB는 서로 간에 대응하게 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 충/방전 단자가 형성되는 상기 절연 기판의 일 면은 그 면적이 상기 충/방전 단자의 면적보다 120% 내지 400% 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 COB 모듈을 안착시키는 안착 기판을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 안착 기판은 상기 베어셀과 상기 COB 모듈 사이를 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 안착 기판은 절연 기판, 상기 베이스 절연 기판의 상부에 형성되는 인 쇄회로 패턴 및, 상기 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 절연 기판에 안착되는 도전 단자를 포함하여 형성되고,
    상기 도전 단자는 상기 도전 패드와 접촉하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 안착 기판과 상기 베어셀 사이에 전기적으로 연결되는 PTC소자를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 베어셀과 상기 안착 기판을 전기적으로 연결시키는 리드탭을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리드탭은 상기 베어셀의 양극과 전기적으로 연결되는 제 1 리드탭과 상기 베어셀의 음극과 전기적으로 연결되는 제 2 리드탭을 포함하여 형성되고, 상기 제 1 리드탭은 상기 COB 모듈의 일 측부에 연결되며 상기 제 2 리드탭은 상기 COB 모듈의 타 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 리드탭과 상기 제 2 리드탭은 절곡되어 상기 COB 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 절곡된 제 1 리드탭과 상기 절곡된 제 2 리드탭 및 상기 COB 모듈이 이루는 형상은 'ㄷ'형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 리드탭과 상기 베어셀 사이에 형성되는 절연 테이프를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제 2 항에 있어서,
    상기 COB 모듈을 감싸며, 상기 충/방전 단자와 대응하는 충/방전 단자 홀이 형성되는 커버 케이스를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 COB 모듈은 상기 커버 케이스와 서로 간에 일체형으로 결합하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  21. 제 2 항에 있어서,
    상기 COB 모듈은 상기 베어셀의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
KR1020080053204A 2008-06-05 2008-06-05 배터리 팩 KR100983144B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080053204A KR100983144B1 (ko) 2008-06-05 2008-06-05 배터리 팩
US12/399,357 US8988044B2 (en) 2008-06-05 2009-03-06 Battery pack
CN200910133374XA CN101599551B (zh) 2008-06-05 2009-04-07 电池组
EP09251453.8A EP2131412B1 (en) 2008-06-05 2009-06-01 Battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080053204A KR100983144B1 (ko) 2008-06-05 2008-06-05 배터리 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090126870A true KR20090126870A (ko) 2009-12-09
KR100983144B1 KR100983144B1 (ko) 2010-09-20

Family

ID=40984893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080053204A KR100983144B1 (ko) 2008-06-05 2008-06-05 배터리 팩

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8988044B2 (ko)
EP (1) EP2131412B1 (ko)
KR (1) KR100983144B1 (ko)
CN (1) CN101599551B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140116662A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 연결용 회로기판
KR20220055909A (ko) * 2020-10-27 2022-05-04 (주)솔라라이트 리튬이온 이차전지용 관리모듈장치

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7697281B2 (en) 2008-09-05 2010-04-13 Apple Inc. Handheld computing device
KR101075278B1 (ko) * 2009-10-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101100971B1 (ko) * 2009-11-30 2011-12-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN103238236A (zh) * 2010-05-06 2013-08-07 泰科电子日本合同会社 Ptc装置和配备有ptc装置的二次电池
US8427379B2 (en) 2010-08-19 2013-04-23 Apple Inc. Modular material antenna assembly
US8477492B2 (en) 2010-08-19 2013-07-02 Apple Inc. Formed PCB
US8634204B2 (en) 2010-08-19 2014-01-21 Apple Inc. Compact folded configuration for integrated circuit packaging
US8515113B2 (en) 2010-08-19 2013-08-20 Apple Inc. Composite microphone boot to optimize sealing and mechanical properties
US8391010B2 (en) 2010-08-19 2013-03-05 Apple Inc. Internal frame optimized for stiffness and heat transfer
US9602914B2 (en) 2010-08-27 2017-03-21 Apple Inc. Porting audio using a connector in a small form factor electronic device
US9287627B2 (en) 2011-08-31 2016-03-15 Apple Inc. Customizable antenna feed structure
US9406999B2 (en) 2011-09-23 2016-08-02 Apple Inc. Methods for manufacturing customized antenna structures
CN103138299A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 张文 蓄电池防护结构
DE102012205937A1 (de) * 2012-04-12 2013-10-17 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher, elektrochemischer Energiespeicher, Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung für einen elektrochemischen Energiespeicher und Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer Sensorvorrichtung in einem elektrochemischen Energiespeicher
US10211436B2 (en) * 2012-05-08 2019-02-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Multiple piece battery cell isolator
US9276421B2 (en) 2012-10-31 2016-03-01 Motorola Solutions, Inc. Portable rechargeable battery pack and external adapter for same
US20140178715A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US9337667B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-10 Motorola Solutions, Inc. External adapter for battery pack used to power a portable device
CN103490099B (zh) * 2013-09-23 2015-09-30 李松 采用锂离子电池构成的通用型充电电池及控制方法
KR102429307B1 (ko) * 2018-02-19 2022-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 상태 추정 장치
KR102373359B1 (ko) * 2018-02-19 2022-03-10 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 상태 추정 기능이 개선된 단자 케이스

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1093178A4 (en) 1999-03-30 2007-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd RECHARGEABLE BATTERY WITH PROTECTION CIRCUIT
US6402690B1 (en) * 1999-04-23 2002-06-11 Massachusetts Institute Of Technology Isolating ring sensor design
JP3737389B2 (ja) 2001-06-19 2006-01-18 京セラ株式会社 バッテリー
US7318978B2 (en) * 2001-12-07 2008-01-15 Sony Corporation Battery pack
JP3714545B2 (ja) * 2001-12-25 2005-11-09 ローム株式会社 保護回路モジュールおよびこれを備える電池パック
JP3696559B2 (ja) 2002-02-26 2005-09-21 京セラ株式会社 バッテリー
JP2003257389A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Sony Corp 電池装置
JP4225094B2 (ja) 2003-03-31 2009-02-18 ミツミ電機株式会社 多層プリント配線回路基板の接続パターン構造及び多層プリント配線回路基板
CN2631052Y (zh) * 2003-06-13 2004-08-04 比亚迪股份有限公司 锂离子电池
JP2006004773A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Mitsumi Electric Co Ltd 電池保護回路モジュール
US7391184B2 (en) * 2005-02-16 2008-06-24 Dell Products L.P. Systems and methods for integration of charger regulation within a battery system
JP2007049098A (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Mitsumi Electric Co Ltd 回路モジュール、電池パック、及び回路モジュールの製造方法
JP5002925B2 (ja) * 2005-08-12 2012-08-15 ソニー株式会社 二次電池
KR100726590B1 (ko) * 2005-10-25 2007-06-12 엘지이노텍 주식회사 하이브리드칩형 배터리 보호회로모듈
JP4748073B2 (ja) * 2006-02-13 2011-08-17 ミツミ電機株式会社 電池パック
JP2007220576A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Hitachi Maxell Ltd 電池パック
KR100943594B1 (ko) * 2006-03-27 2010-02-24 삼성에스디아이 주식회사 보호 회로 모듈 및 이를 이용한 전지 팩
JP2007274866A (ja) 2006-03-31 2007-10-18 Mitsumi Electric Co Ltd 電池保護モジュール及び電池保護システム
JP2008010501A (ja) 2006-06-27 2008-01-17 Mitsumi Electric Co Ltd 回路基板装置
JP2008103219A (ja) 2006-10-19 2008-05-01 Mitsumi Electric Co Ltd 回路モジュール
KR100770106B1 (ko) * 2006-10-24 2007-10-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100865392B1 (ko) * 2006-11-20 2008-10-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이의 제조 방법
KR100954589B1 (ko) * 2007-02-07 2010-04-26 삼성에스디아이 주식회사 보호회로 조립체 및 이를 구비한 배터리 팩
KR100870362B1 (ko) * 2007-03-15 2008-11-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지
KR100884473B1 (ko) * 2007-03-28 2009-02-20 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 전지 팩
KR100889624B1 (ko) * 2007-05-25 2009-03-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140116662A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 연결용 회로기판
KR20220055909A (ko) * 2020-10-27 2022-05-04 (주)솔라라이트 리튬이온 이차전지용 관리모듈장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20090302804A1 (en) 2009-12-10
EP2131412B1 (en) 2018-10-17
CN101599551B (zh) 2012-02-22
EP2131412A2 (en) 2009-12-09
EP2131412A3 (en) 2009-12-16
CN101599551A (zh) 2009-12-09
KR100983144B1 (ko) 2010-09-20
US8988044B2 (en) 2015-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100983144B1 (ko) 배터리 팩
JP5123234B2 (ja) バッテリーパック
KR101075362B1 (ko) 보호회로 조립체 및 전지 조립체
KR100954037B1 (ko) 이차전지
KR101255546B1 (ko) 프레임을 포함하는 이차전지 팩
TWI482334B (zh) 輔助電池封裝和保護電路模組組件
US8668996B2 (en) Battery pack
US8228033B2 (en) Protective circuit board having groove and battery pack using the same
TW201320441A (zh) 次電池組
US20130101871A1 (en) Protective circuit module and battery pack having the same
US20110135968A1 (en) Power Control Module and Battery Pack Including the Same
KR20130018476A (ko) 콤팩트한 구조의 이차전지 팩
US9028987B2 (en) Semiconductor device for protecting battery cell, protection circuit module and battery pack having the same
KR20120047542A (ko) 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈
KR101502900B1 (ko) 전지 팩
KR20160106325A (ko) 이차 전지
EP2822063B1 (en) Protection apparatus for a battery pack and method of manufacturing the protection apparatus
KR20140131222A (ko) 배터리팩
KR20150058807A (ko) 배터리팩
KR101892164B1 (ko) 배터리팩을 위한 보호회로모듈
KR20090117361A (ko) 배터리 팩
JP2001203243A (ja) スイッチング素子のベアチップの実装構造
JP2001203220A (ja) スイッチング素子のベアチップの実装構造
KR20150027366A (ko) 배터리팩 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20130827

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140822

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150820

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160816

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170809

Year of fee payment: 8