KR20100064666A - 이차전지 - Google Patents

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KR20100064666A
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Abstract

본 발명은 보호회로 모듈의 기판으로 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit board)을 적용 시 보호회로 모듈에 형성된 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉할 때 발생되는 보호회로 모듈 충방전단자의 밀림현상을 방지할 수 있도록 한 이차전지에 관한 것으로서, 이를 위하여 베어셀과 보호회모듈 사이에 홀더를 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.

Description

이차전지{Secondary battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보호회로 모듈의 기판으로 연성인쇄회로기판(Flexible printed circuit board)을 적용 시 보호회로 모듈에 형성된 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉할 때 발생되는 보호회로 모듈 충방전단자의 밀림현상을 방지할 수 있도록 한 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 일반적으로 베어셀, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 모듈(protective circuit module) 및 상기 보호회로 모듈 상부에 결합되는 상부케이스를 포함하여 이루어진다. 여기서, 보호회로 모듈은 직접회로, 충방전단자, 충?방전 스위치 및 수동소자 등의 전기적 부품이 실장되는 절연기판을 포함하며, 베어셀을 제어하면서 과충전, 과방전 및 과전류로부터 베어셀을 보호하며, 이차전지의 성능 저하를 방지하는 역할을 한다.
보호회로 모듈에 사용되는 절연기판은 일반적으로 경질의 재질로서 0.4mm 이상의 두께를 가지고 있는데, 최근에는 전자기기의 소형화와 경량화 추세에 부합되 도록 인쇄회로기판의 두께를 줄여 이차전지의 전장길이를 줄이고자 하는 시도가 있었다.
그러나 인쇄회로기판의 두께를 줄일 경우 보호회로 모듈의 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉하게 되면 인쇄회로기판의 두께가 얇아 연성 특성에 의하여 보호회로 모듈 충방전단자가 뒤로 밀리는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 이차전지와 외부기기와의 전기적 단락을 일으켜 외부기기의 구동을 원활하지 않게 하거나 이차전지의 충방전이 원활하게 이루어지지 않게 만드는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보호회로 모듈의 기판으로 연성인쇄회로기판을 적용하면서도 보호회로 모듈에 형성된 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉시 보호회로 모듈의 충방전단자가 뒤로 밀리는 현상을 방지하여 외부기기와의 전기적 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베어셀과, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 모듈을 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 보호회로 모듈은 연성인쇄회로기판과, 상기 연성인쇄회로 기판의 상하면에 각각 형성된 충방전단자와 보호회로부를 포함하며, 상기 충방전단자가 형성된 부분의 연성인쇄회로 기판 배면에는 홀더가 구비됨을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 홀더는 판상의 몸체와, 상기 판상의 몸체 내측에 형성된 보호회로부의 전기적 부품을 수용하는 수용부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 홀더는 판상의 몸체와, 상기 판상의 몸체 내측에 형성된 보호회로부의 전기적 부품을 수용하는 수용부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 홀더는 상기 수용부에 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입한 후 경화시켜 형성된 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 몰딩부는 실리콘 또는 에폭시 수지를 주입한 후 경화시켜 형성된 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 수용부는 상기 몸체의 상부와 하부를 관통하여 적어도 하나의 수용공간을 갖도록 하는 홀 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 홀더는 상기 수용부가 적어도 두개 이상의 수용공간을 갖도록 상기 수용부의 전후 또는 좌우 측면을 상호 연결하는 적어도 하나의 보강프레임을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 홀더는 상기 몸체의 일측면에 연장되게 형성되어 상기 보호회로 모듈의 단부에 형성된 양극리드탭의 일부가 안착되는 단차 진 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 고정부는 내측 상하면을 관통하는 관통홀을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 수용부는 적어도 하나의 수용공간이 구비된 바닥면을 갖는 홈 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 상기 몸체는 수용부에 수지를 주입하기 위한 적어도 하나의 수지주입공을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 상기 홀더의 하부와 베어셀의 사이에는 절연부재가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 상기 절연부재는 접착제를 경화시켜 형성된 것 또는 절연테이프인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이차전지는 인쇄회로 모듈에서 연성인쇄회로기판을 적용함과 아울러 인쇄회로 모듈과 베에셀 사이, 특히 충방전단자가 형성된 부위의 연성인쇄회로 기판의 배면에 홀더를 형성함으로서 보호회로 모듈에 형성된 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉 시 상기 홀더가 보호회로 모듈의 충방전단자가 뒤로 밀리는 현상을 방지하여 줌으로서 이차전지와 외부기기의 전기적 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 상기 홀더의 수용부에 보호회로부의 전기적 부품들이 수용됨에 따라 비교적 약한 전기적 부품들의 보호가 가능해지는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지는 보호회로 모듈의 기판으로 연성인쇄회로기판이 적용되므로 기판의 두께가 작아 이차전지의 전장길이를 줄일 수 있어 이차전지의 소형화 및 경량화를 가능하게 하는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하 며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기로 한다. 이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 분해사시도 이고, 도 1b는 도 1a에 나타낸 이차전지의 결합사시도이며, 도 1c는 도 1a에 도시된 보호회로 모듈의 배면도이고, 도 1d는 도 1a에 도시된 보호회로 모듈의 A-A선 단면도이다.
상기 도 1a 내지 도 1d에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 이차전지(100)는 베어셀(110), 홀더(120), 보호회로 모듈(130) 및 상부케이스(140)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면 상기 베어셀(110)과 보호회로 모듈(130) 사이에 홀더(120)가 형성된다. 상기 홀더(120)는 보호회로 모듈의 충방전단자(134)에 외부기기의 단자가 접촉 시 보호회로 모듈(130)의 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상을 방지하기 위하여 형성된 것이다. 이 경우 이차전지는(100)는 보호회로모듈(130)의 기판 두께를 얇게 하여도 상기 홀더(120)가 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상을 방지하여 줌으로서 이차전지(100)와 외부기기의 전기적 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 도와준다.
상기 베어셀(110)은 전극조립체(미도시), 금속재질로 이루어지며 전극조립체 및 전해액(미도시)을 수용하는 캔(111), 및 상기 캔(111)의 개구부를 밀봉하는 캡조립체(112)를 포함하여 이루어진다.
상기 전극조립체는 음극과 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하여 이루어지며 전기에너지를 공급한다.　
상기 캔(111)은 통상적으로 각형 리튬 이온 전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로는 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 상기 캔(111)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 전극조립체와 전해액이 삽입된 뒤 캔(111)의 상단개구부는 캡조립체(112)에 의해 봉해진다.
여기서, 상기 캡조립체(112)는 금속 재질로 형성되는 캡플레이트(113)와, 상기 캡플레이트(113) 상에 돌출된 형태로 형성된 전극단자(114) 및 캡플레이트(113)와 전극단자(114) 사이에 개재되어 전극단자(114)를 캡플레이트(113)로부터 절연시키는 가스켓(115)을 포함하여 이루어진다.
캔(111) 및 캡플레이트(113) 자체는 단자 역할을 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 양극으로 작용하는 것으로 설명하기로 한다. 이에 따라 전극단자(114)는 음극으로서 작용하는 것으로 설명하기로 한다. 물론 캔(111), 캡플레이트(113) 및 전극단자(114)는 극성을 달리하여 형성할 수 있다.
상기 캡플레이트(113)는 캔(111)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형으로 형성되며, 일측에는 전해액주입구(116)가 형성될 수 있다. 상기 전해액주입구(116)는 캡조립체(112)에 의하여 밀봉되는 캔(111) 내부로 전해액을 주입하는데 사용되며, 전해액이 주입된 후에는 전해액주입구(116)에 용접되는 마개에 의하여 밀봉된다. 캡플레이트(113)는 캔(111)과의 용접성 향상을 위해 캔(111)과 동일한 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.
상기 베어셀(110)의 캡플레이트(113) 상면에는 보호회로 모듈(130)과의 절연 을 위하여 절연부재(117)가 형성될 수 있다. 상기 절연부재(117)는 접착제를 경화시켜 형성된 것이거나 절연테이프를 부착시켜서 형성된 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 베어셀(110)과 보호회로 모듈(130) 사이에 홀더(120)가 형성된다. 이때 홀더(120)는 충방전단자(134)가 형성된 부분의 연성인쇄회로 기판(131) 배면에 위치하게 된다. 따라서 충방전단자(134)에 외부기기의 단자가 접촉하는 경우에도 홀더(120)가 연성인쇄회로 기판(131)을 지지하여 주어 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상을 방지하게 된다.
본 발명에 따른 홀더(120)는 판상의 몸체(121) 및 상기 몸체(121) 내부에 형성되며, 보호회로 모듈(130)의 전기적 부품을 수용하는 수용부(122)을 포함한다.
상기 홀더(120)는 수지 사출물을 적용하거나 금속재질을 이용하여 제조된 것을 적용할 수 있다. 이때 금속재질로 된 홀더(120)를 사용하는 경우에는 보호회로모듈(130) 또는 베어셀(110)과의 절연을 위해 상기 홀더(120)의 상부 또는 하부 부착면에 절연부재(도면에 도시하지 않음)를 형성하는 것이 바람직하다. 절연부재는 접착제나 접착테이프를 이용하여 형성할 수 있다. 하지만, 본 발명이 홀더(120)의 재질을 한정하는 것은 아니다.　
여기서 몸체(121)는 보호회로 모듈(130)의 연성인쇄회로기판(131)을 지지하여 연성인쇄회로기판(131)의 휨을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 몸체(120)의 상부는 보호회로 모듈(130)의 충방전단자(134)가 형성된 위치의 연성인쇄회로기판(131)의 배면에 밀착되고 상기 몸체(120)의 하부는 베어셀(110)과 연결되어 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상을 방지하게 된다.
상기 몸체(121)는 다양한 구조와 형상으로 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 몸체(121)는 도면에 도시된 바와 같이 보호회로 모듈(130)에 부착되는 상부와 베어셀(110)에 연결되는 하부를 포함하는 판상이 적용될 수 있다.
상기 수용부(122)은 보호회로 모듈(130)의 후면에 형성된 전기적 부품을 수용하는 곳으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 몸체(121)의 상부와 하부를 관통하여 적어도 하나의 수용공간을 형성하는 홀 형상으로 형성된다. 홀의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 수용부(122)가 전체적으로 하나의 공간으로 되는 사각형상이 적용될 수 있으나, 필요에 따라서는 원형을 포함하여 다양한 형상의 적용이 가능하다. 여기서 상기 수용부(122)에 수용되는 전기적 부품이라 함은 연성인쇄회로기판(131)의 후면에 선택적으로 형성되는 저항과 콘덴서 등의 수동소자와 전계효과 트랜지스터와 같은 능동소자, PTC소자 및 집적회로들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 수용부(122)에는 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입시킨 후 경화시켜 형성된 몰딩부를 더 포함할 수 있다. 상기 몰딩부는 수용부(122)에 수용된 전기적 부품을 견고하게 고정시켜 줌에 따라 충방전단자(134)에 외부기기의 단자가 접촉시 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상을 좀더 효과적으로 방지하여 준다. 또한 상대적으로 약한 전기적 부품을 보호하는 역할을 병행한다. 상기 몰딩부는 다양한 종류의 수지를 주입한 후 경화시켜 현성될 수 있으며, 예를 들어 실리콘 또는 에폭시 수지를 주입한 후 경화시켜 형성된 것일 수 있다. 그러나 본 발명이 상기 몰딩부의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 홀더(120)의 상부에 놓여지는 상기 보호회로 모듈(130)은 베어셀(110) 과 전기적으로 연결되는 것으로서 연성인쇄회로기판(131)과, 상기 연성인쇄회로기판(131)에 형성되는 PTC소자(132), 보호회로부(133) 및 충방전단자(134)를 포함하여 형성된다.
상기 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110)의 전기적인 연결은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 연성인쇄회로기판(131)의 음극리드탭(135)이 베어셀(110)의 음극 전극단자(114)와 연결되고, 연성인쇄회로기판(131)의 양단부에 형성된 양극리드탭(136)이 베어셀(110)의 양극인 캡플레이트(113)와 연결됨에 의해 상기 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110)은 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 양극리드탭(136)과 캡플레이트(113)의 연결은 레이저용접이나 저항용접과 같은 용접방법 또는 나사를 이용한 나사결합방법을 통해 이루어질 수 있다. 여기서 음극리드탭(135)과 양극리드탭(136)은 니켈이나 니켈을 포함하는 합금 등으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 보호회로 모듈(130)의 기판은 연성인쇄회로기판(131)으로 형성된다. 이와 같이 기판이 연성인쇄회로기판(131)으로 될 경우 기판의 두께를 줄일 수 있어 이차전지의 전장을 줄일 수 있어 소형화와 경량화가 가능하게 된다.
연성인쇄회로기판(131)의 음극리드탭(135)과 베어셀(110)의 음극 전극단자(114) 사이에는 도면에 도시된 바와 같이 PTC소자(Positive Temperature Coefficient thermistor)(132)가 전기적으로 연결되어 과도한 온도 상승이나 과도한 전류가 흐를 경우 보호회로 모듈(130)의 음극리드탭(135)과 음극 전극단자(114) 의 전기적인 연결을 차단할 수 있다. 그러나 PTC소자(132)는 필요에 따라 다양한 위치에 형성할 수 있는 것으로 본 발명에서는 PTC소자의 위치를 한정하는 것은 아니다.
보호회로부(133)는 저항과 콘덴서 등의 수동소자와 전계효과 트랜지스터와 같은 능동소자 및 집적회로들이 선택적으로 형성될 수 있다. 또한 보호회로부(133)는 베어셀(110)을 충전 또는 방전시키고, 베어셀(110)의 과열이나 과전류 등의 상황에서 베어셀(110)의 충방전 경로를 차단하여 베어셀(110)의 수명 열화, 과열 및, 폭발 등을 예방할 수 있다.
충방전단자(134)는 외부기기의 단자와 접촉하는 부위로서 외부기기를 통하여 충전 또는 방전이 이루어지게 된다. 즉, 상기 충방전단자(134)에 충전기가 접속되어 충전을 시행하거나 또는 충방전단자(134)에 부하가 접속되어 방전을 시행할 수도 있다.
상기 충방전단자(134)는 연성인쇄회로기판(131)의 상면에 형성되는데, 연성인쇄회로기판(131)에는 상기 충방전단자(134)이외에도 PTC소자(132)와 보호회로부(133)등이 형성된다. 그에 따라 이들의 무게에 의해 연성인쇄회로기판(131)이 휘어져 보호회로 모듈(130)을 베어셀(110)에 고정시키는 것이 어렵다. 뿐만 아니라 이차전지의 보호회로 모듈(130)의 충방전단자(134)에 외부기기의 단자가 접촉할 경우 연성인쇄회로기판(131)이 휘어져 보호회로 모듈(130)의 충방전단자(134)가 뒤로 밀리는 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 상술한 바와 같이 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110) 사이에 형성되는 홀더(120)에 의해 효과적으로 해소될 수 있다. 미설명부호 137은 PTC소자를 연성인쇄회로기판(131)에 고정하기 위한 고정수단을 나타내는 것으로서, 접착제나 접착테이프를 포함하여 다양한 고정수단이 적용될 수 있다.
상기 상부케이스(140)는 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110) 중 적어도 어느 하나와 결합하여 보호회로 모듈(130)을 절연시키며, 보호회로 모듈(130)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 또한, 상부케이스(140)는 보호회로 모듈(130)에 형성된 충방전단자(134)의 단자면을 노출시키는 충방전단자 홀(141)이 형성될 수 있다. 또한, 상부케이스(140)는 측벽(142)이 형성되어 상기 보호회로 모듈(130)의 측면까지 감쌀 수도 있다. 아울러 상기 상부케이스(140)는 열가소성 수지의 재질로 사출된 사출물일 수 있다. 하지만, 본 발명에서 상부케이스(140)의 재질과 형상을 한정하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도이다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 홀더(220)는 판상의 몸체(221)와, 상기 몸체(221) 내부에 형성됨과 아울러 보호회로 모듈의 전기적 부품을 수용하는 홀 형상의 수용부(222) 및 상기 수용부(222)가 적어도 두개 이상의 수용공간을 갖도록 상기 수용부(222)의 전후 또는 좌우 측면을 상호 연결하는 적어도 하나의 보강프레임(223)을 구비한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 수용부(222)에는 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입시킨 후 경화시켜 형성된 몰딩부가 더 포함될 수 있다. 여기서 몸체(221)와 수용부(222) 및 몰딩부는 앞에서 설명한 바와 동일하므로, 본 실시예에서는 보강프레임(223)에 대하여 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
상기 보강프레임(223)은 상기 수용부(222)가 적어도 두개 이상의 수용공간을 갖도록 수용부(222)의 전후 또는 좌우 측면을 상호 연결한다. 이때 보강프레임(223)은 도면에 도시된 바와 같이 육면체 형상의 바 타입이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이때 상기 보강프레임은(223)은 수용부(222)에 수용되는 전기적 부품의 모양과 형상에 맞게 적절한 개수의 수용공간이 형성되도록 함과 아울러 상기 수용공간들이 적절한 폭을 갖도록 할 수 있다. 이와 같이 보강프레임(223)이 구비될 경우 보강프레임(223)이 견고하게 몸체(221)를 지지해줌에 따라 보호회로 모듈의 충방전단자에 외부기기의 단자가 접촉시 충방전단자가 뒤로 밀리는 것으로 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도이고, 도 3b는 도 3에 도시된 홀더의 고정부에 보호회로 모듈의 단부에 형성된 양극리드탭가 안착된 상태를 나타내는 단면도이다.
상기 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 홀더(320)는 몸체(321)와, 상기 몸체(321) 내부에 형성됨과 아울러 보호회로 모듈(130)의 전기적 부품을 수용하는 수용부(322) 및 상기 몸체(321)의 일측면에 연장되게 형성되어 상기 보호회로 모듈(130)의 단부에 형성된 양극리드탭(136)의 일부가 안착되는 단차 진 고정부(324)를 더 포함한다. 이때 상기 고정부(324)는 내측에 상하를 관통하는 관통홀(325)을 구비할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 수용부(322)은 몸체(321)의 상부와 하부를 관통하여 적어도 하나의 수용공간을 형성하는 홀 형상일 수 있으며, 이때 두개 이상의 수용공간을 갖도록 상기 수용부(322)의 전후 또는 좌우 측면을 연결하는 적어도 하나의 보강프레임(323)이 구비될 수도 있다. 또한 상기 수용부(122)에는 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입시킨 후 경화시켜 형성된 몰딩부가 더 포함될 수 있다.　 본 실시예에서는 중복되는 설명을 피하기 위하여 고정부(324)에 대해서만 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
상기 고정부(324)는 보호회로 모듈(130)의 단부에 형성된 양극리드탭(136)이 안착되는 곳으로서 양극리드탭(136)에 대응되는 높이만큼 단차를 갖는다. 이 경우 도3b에서 보는 바와 같이 홀더(320)의 부착위치를 용이하게 확인할 수 있어 작업성의 향상을 도모할 수 있게 된다. 또한 보호회로 모듈(130)의 단부에 고정된 양극리드탭(136)에 의해 홀더(320)의 좌우 움직임을 억제하는 부수적인 효과를 얻을 수 있다. 아울러 상기 고정부(324)는 필요에 따라 내측에 상하면을 관통하는 관통홀(325)을 구비할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도 이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 홀더의 단면도이다.
상기 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 홀더(420)는 판상의 몸체(421)와, 상기 몸체(421)의 내측에 형성됨과 아울러 보호회로 모듈의 전기적 부품을 수용하는 곳으로 적어도 하나의 수용공간이 구비된 바닥면을 갖는 홈 형상의 수용부(422) 를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 수용부(122)에는 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입시킨 후 경화시켜 형성된 몰딩부가 더 포함될 수 있다. 또한 상기 몸체(421)는 수용부(422)로 수지를 주입하기 위해 형성된 적어도 하나의 수지주입공(423)을 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 수용부(422)의 전후 또는 좌우 측면를 연결하는 적어도 하나의 보강프레임이 구비될 수 있으며, 또한 상기 몸체(421)의 일측면에 연장되게 형성되어 상기 보호회로 모듈의 단부에 형성된 양극리드탭의 일부가 안착되는 단차 진 고정부를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 중복되는 설명을 피하기 위하여 홈 형상의 수용부(422)와 수지주입공(423)에 대하여 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
상기 수용부(422)는 바닥면(424)을 갖는 홈 형상으로 이루어지며, 상기 홈 형상의 수용부(422)에는 보호회로 모듈의 전기적 부품이 수용된다. 이때 홈의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 수용부(422)가 전체적으로 하나의 공간으로 되는 사각형상이 적용될 수 있으나, 필요에 따라서는 원형을 포함하여 다양한 형상의 적용이 가능하다. 상기 수용부(422)는 바닥면(424)을 가지고 있으므로 몰딩부재를 생략하여도 충분한 지지력을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
그러나 바닥면(424)이 형성되는 경우에도 전기적 부품의 고정과 비교적 약한 전기적 부품들의 보호를 위하여 내부로 수지를 주입하여 경화시킨 몰딩부를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 몰딩부를 형성하는 경우 상기 몸체(421) 내부의 수용부(422)로 수지를 주입하기 위한 적어도 하나의 수지주입공(423)이 형성될 수 있다. 이때 수지주입공(423)은 도면에 도시된 바와 같이 몸체(421)의 측면을 관통시 켜 형성할 수 있으며, 필요에 따라서는 바닥면(424)을 관통시켜 형성할 수도 있다. 아울러 수지주입공(423)은 원통형을 포함한 다각형의 형상으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 이차전지의 결합관계에 대하여 설명한다. 이하의 결합관계 설명에서 홀더는 도 3에 도시된 홀더를 이용하여 설명한다.
도 5a는 홀더의 일 형성예에 따른 보호회로 모듈과 홀더의 개략적인 분해사시도이고, 도 5b는 도 5a의 홀더가 보호회로 모듈에 장착된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5c는 도 5b의 홀더의 수용부에 수지를 주입한 후 경화시켜 몰딩부를 형성한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5d는 도 5c의 홀더가 부착된 보호회로 모듈을 베어셀에 부착한 상태를 나타낸 개략도이다.
상기 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 베어셀(110)과 보호회로 모듈(130) 사이에 홀더(320)를 형성하기 위한 일 예에 따르면 홀더(320)는 먼저 보호회로 모듈(130)에 부착된 후 베어셀(110)과 결합된다.
좀더 상세하게 설명하면 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 보호회로 모듈(130)의 배면에 홀더(320)가 결합된다. 이때 홀더(320)의 수용부에는 보호회로 모듈(130)의 배면에 형성된 전기적 부품들이 수용된다. 보호회로 모듈(130)과 홀더(320)의 결합은 접착제나 접착테이프 등 일반적인 결합기술이 적용될 수 있다.
보호회로 모듈(130)의 배면에 홀더(320)가 결합되면 도 5c에 도시된 바와 같이 홀더(320)의 수용부(322)로 수지를 주입하여 경화시켜 몰딩부(138)를 형성하게 된다. 수지는 에폭시수지나 실리콘 수지 등이 적용될 수 있으며, 필요에 따라서는 다양한 수지의 적용이 가능하다.
몰딩부(138)의 형성이 완료되면 홀더(320)가 부착된 보호회로 모듈(130)을 도 5d에 도시된 바와 같이 베어셀(110)에 부착하게 된다. 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110)은 전기적으로 연결되게 결합되는데, 예를 들어 보호회로 모듈(130)의 양단부에 형성된 양극리드탭(136)을 캡플레이트(113)에 용접하여 이루어질 수 있다. 베어셀(110)의 상면에는 보호회로 모듈(130)과의 절연을 위해 절연부재(117)가 형성될 수 있으며, 상기 절연부재(117)는 접착제를 경화시켜 형성된 것이거나 절연테이프를 부착시켜서 형성된 것일 수 있다.
도 6a는 홀더의 다른 형성예에 따른 베어셀과 홀더의 개략적인 분해사시도이고, 도 6b는 도 6a의 홀더가 베어셀에 장착된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 6c는 도 6b의 홀더의 수용부에 수지를 주입한 후 경화시켜 몰딩부를 형성한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6d는 도 6c의 홀더가 부착된 베어셀의 상면으로 보호회로 모듈을 부착한 상태를 나타낸 개략도이다.
상기 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 베어셀(110)과 보호회로 모듈(130) 사이에 홀더(320)를 형성하는 다른 예에 따르면 홀더(320)는 먼저 베어셀(110)에 부착된 뒤 보호회로 모듈(130)과 결합된다.
좀더 상세하게 설명하면 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 베어셀(110)의 상부 즉, 캡플레이트(113) 상면에 홀더(320)가 결합된다. 이때 홀더(320)는 수용 부(322)에 보호회로 모듈(130)의 배면에 형성된 전기적 부품들이 수용될 수 있도록 적절한 위치에 부착된다. 베어셀(110)과 홀더(320)의 결합은 접착제나 접착테이프 등 일반적인 결합기술이 적용될 수 있다.
홀더(320)가 베어셀(110)의 상부에 결합되면, 도 6c에 도시된 바와 같이 홀더(320)의 수용부(322)로 수지를 주입하여 경화시켜 몰딩부(138)를 형성하게 된다. 수지는 에폭시수지나 실리콘 수지 등이 적용될 수 있으며, 필요에 따라서는 다양한 수지의 적용이 가능하다. 수지가 완전 경화되기 이전에 베어셀(110)의 상부에 보호회로 모듈(130)을 놓고 결합시킨다. 이때 홀더(320)의 수용부에는 보호회로 모듈(130)의 배면에 형성된 전기적 부품들이 수용되도록 한다. 보호회로 모듈(130)과 베어셀(110)의 결합은 앞서 설명한 바와 같이 공지기술을 적용하면 용이하게 실시할 수 있다. 일 예를 들어 보호회로 모듈(130)의 양단부에 형성된 양극리드탭(136)을 캡플레이트(113)에 용접하여 이루어질 수 있다. 아울러 베어셀(110)의 상면에는 보호회로 모듈(130)과의 전기적 절연을 위해 절연부재(117)가 형성될 수 있으며, 상기 절연부재(117)는 접착제를 경화시켜 형성된 것이거나 절연테이프를 부착시켜서 형성된 것일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 분해사시도.
도 1b는 도 1a에 나타낸 이차전지의 결합사시도.
도 1c는 도 1a에 도시된 보호회로 모듈의 배면도.
도 1d는 도 1a에 도시된 보호회로 모듈의 A-A선 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도.
도 3b는 도 3에 도시된 홀더의 고정부에 보호회로 모듈의 단부에 형성된 양극리드탭가 안착된 상태를 나타내는 단면도.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더의 사시도.
도 4b는 도 4a에 도시된 홀더의 단면도.
도 5a는 홀더의 일 형성예에 따른 보호회로 모듈과 홀더의 개략적인 분해사시도.
도 5b는 도 5a의 홀더가 보호회로 모듈에 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 5c는 도 5b의 홀더의 수용부에 수지를 주입한 후 경화시켜 몰딩부를 형성한 상태를 나타내는 사시도.
도 5d는 도 5c의 홀더가 부착된 보호회로 모듈을 베어셀에 부착한 상태를 나타낸 개략도.
도 6a는 홀더의 다른 형성예에 따른 베어셀과 홀더의 개략적인 분해사시도
도 6b는 도 6a의 홀더가 베어셀에 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 6c는 도 6b의 홀더의 수용부에 수지를 주입한 후 경화시켜 몰딩부를 형성한 상태를 나타내는 사시도.
도 6d는 도 6c의 홀더가 부착된 베어셀의 상면으로 보호회로 모듈을 부착한 상태를 나타낸 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이차전지　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 110 : 베어셀
120,220,320,420 : 홀더　　　　　　　　　　　　　　 121, 221, 321, 421 : 몸체
122, 222, 322, 422 : 수용부　　　　　　　　　 130 : 보호회로 모듈
131 : 연성인쇄회로기판　　　　　　　　　　　　　　 134 : 충방전 단자
140 : 상부케이스　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 223, 323 : 보강프레임
324 : 고정부　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 325 : 관통홀
423 : 수지주입공　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 424 : 바닥면

Claims (12)

  1. 베어셀과, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로 모듈을 포함하는 이차전지에 있어서,
    상기 보호회로 모듈은 연성인쇄회로기판과 상기 연성인쇄회로 기판의 상하면에 각각 형성된 충방전단자와 보호회로부를 포함하며,
    상기 충방전단자가 형성된 부분의 연성인쇄회로 기판 배면에는 홀더가 구비됨을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는 판상의 몸체와, 상기 판상의 몸체 내측에 형성된 보호회로부의 전기적 부품을 수용하는 수용부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용부는 수용된 전기적 부품 이외의 공간에 수지를 주입한 후 경화시켜 형성된 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 몰딩부는 실리콘 또는 에폭시 수지를 주입한 후 경화시켜 형성된 것임 을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 몸체의 상부와 하부를 관통하여 적어도 하나의 수용공간을 갖도록 하는 홀 형상인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수용부는 적어도 두개 이상의 수용공간을 갖도록 상기 수용부의 전후 또는 좌우 측면을 상호 연결하는 적어도 하나의 보강프레임을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 몸체의 일측면에 연장되게 형성되어 상기 보호회로 모듈의 단부에 형성된 양극리드탭의 일부가 안착되는 단차 진 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정부는 내측 상하면을 관통하는 관통홀을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 수용부는 적어도 하나의 수용공간이 구비된 바닥면을 갖는 홈 형상인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 수용부에 수지를 주입하기 위한 적어도 하나의 수지주입공을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.　
  11. 제1항에 있어서,
    상기 홀더의 하부와 베어셀의 사이에는 절연부재가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 절연부재는 접착제를 경화시켜 형성된 것 또는 절연테이프인 것을 특징으로 하는 이차전지.
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