KR20100072918A - 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 베어셀, 제 1 단변측의 일부가 개방된 제 1 홀이 형성된 기판을 포함하고 베어셀의 상부에 위치하는 보호회로모듈 및 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이에 위치하고 제 1 홀을 중심으로 제 1 홀의 양측에 위치하는 기판의 일부를 지지하는 제 1 리드플레이트를 포함한다.
베어셀, 보호회로모듈, 리드플레이트
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
리튬이온 이차전지는 베어셀 및 보호회로모듈로 구성되는 코어팩을 포함한다.
베어셀은 양극판, 음극판, 전해질 및 세퍼레이터로 구성되어 외부 전자기기에 전원을 공급하며, 충방전을 거듭하여 사용된다. 보호회로모듈은 과충전 및 과전류로부터 이차전지를 보호하고 과방전으로 인한 성능저하를 방지한다.
보호회로모듈은 베어셀의 상부에 위치하여 리드플레이트에 의해 결합된다. 보호회로모듈, 베어셀 및 리드플레이트가 상호 결합될 때, 코어팩의 체적에너지밀도를 증가시키면서, 결합되는 소자 사이의 결합 강도를 높이기 위한 구조는 중요한 이슈의 하나이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보호회로모듈의 기판 상에 소자의 실장 공간을 늘리고, 보호회로모듈과 베어셀 사이에 발생할 수 있는 용접불량을 방지하며, 베어셀과 보호회로모듈 사이의 결합력을 향상시킬 수 있는 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 베어셀, 제 1 단변측의 일부가 개방된 제 1 홀이 형성된 기판을 포함하고 베어셀의 상부에 위치하는 보호회로모듈 및 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이에 위치하고 제 1 홀을 중심으로 제 1 홀의 양측에 위치하는 기판의 일부를 지지하는 제 1 리드플레이트를 포함한다.
기판의 제 1 단변측 하면에는 제 1 홀을 사이에 두고 대응되어 위치하는 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자를 포함하는 제 1 단자부가 위치할 수 있다. 제 1 리드플레이트는 베어셀의 상면에 위치하고 베어셀과 전기적으로 연결되는 제 1 플레이트, 제 1 서브단자의 하면에 위치하여 제 1 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 2 플레이트, 제 2 서브단자의 하면에 위치하여 제 2 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 3 플레이트, 제 1 플레이트에서 각각 베어셀의 제 1 장변측과 제 2 장변측에 대응되어 위치하여 각각 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트와 전기적으로 연결되고 베어셀과 보호회로모듈 사이의 간격을 유지하는 제 4 플레이트 및 제 5 플레이트를 포함할 수 있다.
제 1 플레이트에서 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 일측은 베어셀의 제 1 단변측과 동일한 형상을 가지도록 형성되고 제 1 플레이트의 타측은 직선 형상을 가지도록 형성된다. 제 2 플레이트 내지 제 5 플레이트는 각각 평판 형상을 가질 수 있다. 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 각각 제 4 플레이트 및 제 5 플레이트와 수직으로 연결되고, 제 4 플레이트 및 제 5 플레이트는 제 1 플레이트와 수직으로 연결될 수 있다. 제 1 플레이트는 베어셀의 상면과 저항용접 또는 레이저 용접될 수 있고, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 각각 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자와 저항용접 또는 레이저 용접될 수 있다.
제 1 플레이트에서 베어셀의 제 2 단변측을 향하는 일측부는 연장 플레이트가 더 형성될 수 있다.
제 4 플레이트 및 제 5 플레이트에서 각각 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 변은 아래로 갈수록 길어지는 경사를 가질 수 있다.
제 4 플레이트 및 제 5 플레이트는 각각 절곡될 수 있다.
제 2 플레이트 및 제 3 플레이트에는 각각 용접홀이 형성되고, 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트는 상기 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자와 수납땜 용접될 수 있다.
기판에는 제 2 단변측의 일부가 개방된 제 2 홀이 형성될 수 있다. 기판의 상기 제 2 단변측 하면에는 상기 제 2 홀을 사이에 두고 대응되어 위치하는 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자를 포함하는 제 2 단자부가 위치할 수 있다.
기판의 제 2 단변측과 상기 베어셀 사이에는 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 연결하는 제 2 리드플레이트가 위치할 수 있고, 제 2 리드플레이트는 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결할 수 있다.
제 2 리드플레이트는 베어셀의 상면에 위치하고 베어셀과 전기적으로 연결되는 제 1 플레이트, 제 1 서브단자의 하면에 위치하여 제 1 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 2 플레이트, 제 2 서브단자의 하면에 위치하여 제 2 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 3 플레이트, 제 1 플레이트에서 각각 베어셀의 제 1 장변측과 제 2 장변측에 대응되어 위치하여 각각 제 2 플레이트 및 제 3 플레이트와 전기적으로 연결되고 베어셀과 보호회로모듈 사이의 간격을 유지하는 제 4 플레이트 및 제 5 플레이트를 포함할 수 있다.
보호회로모듈의 상부에 위치하며 하부에 제 1 홀과 억지끼워맞춤되는 돌기를 포함하는 상부케이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 보호회로모듈의 기판의 길이를 늘림으로써 기판 상에 소자 실장 공간을 늘릴 수 있고, 기판 자체의 두께를 줄일 수 있 는 효과가 있다.
또한, 리드플레이트와 베어셀을 용접하기 위하여 가압지그가 보호회로모듈을 누를 때, 리드플레이트의 들림을 방지하여 용접으로 인한 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 리드플레이트에서 보호회로모듈을 지지하는 플레이트가 복수이므로, 베어셀과 보호회로모듈 사이의 결합력을 향상시킬 수 있으며, 외부충격으로부터의 변형을 방지하는 효과가 있다.
후술하는 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차전지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)의 분해 사시도 및 정면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈(200)의 평면도 및 저면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(300) 의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈(200)과 제 1 리드플레이트(300)의 결합도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 베어셀(100), 보호회로모듈(200), 제 1 리드플레이트(300) 및 제 2 리드플레이트(400)를 포함할 수 있다.
상기 베어셀(100)은 캔(110), 전극조립체(미도시), 캡조립체(미도시) 및 PTC부(130)가 결합되어 구성될 수 있다. 캔(110)의 일측에 형성된 개구부를 통해 전극조립체가 수용되며, 상기 개구부는 캡조립체에 의해 밀봉될 수 있다. 베어셀(100)은 전기적으로 양극과 음극을 가지며, 충방전을 수행할 수 있는 이차전지(10)의 최소단위가 될 수 있다.
상기 캔(110)은 대략 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 캔(110)의 상부는 개방되어 있으며, 측부는 곡률을 가질 수 있다. 캔(110)은 알루미늄(Al) 등의 경량의 금속재료로 이루어질 수 있고, 그 자체가 단자 역할을 수행할 수 있다. 상기 캔(110)에는 개구된 상부를 통해 전극조립체가 수용될 수 있다.
상기 전극조립체는 양극판, 음극판, 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 또한, 전극조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 위치하여, 젤리롤(Jelly-Roll) 형태로 권취될 수 있다. 전극조립체는 캔(110)의 상부를 통해 캔(110) 내부로 삽입될 수 있다.
상기 캡조립체는 캡플레이트(121), 전극단자(122), 가스켓(123), 절연플레이트(미도시) 및 터미널플레이트(미도시)를 포함할 수 있다. 캡조립체는 별도의 절연 케이스와 함께 캔(110)의 개구부에서 전극조립체와 결합되어 캔(110)을 밀봉할 수 있다. 전극단자(122)는 음극단자가 될 수 있다.
상기 PTC부(130)는 상기 캡조립체의 상면에 위치할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, PTC부(130)는 캡플레이트(121) 상에 위치하고, 전극단자(122)와 전기적으로 연결되며, 절곡 형상을 가진 제 1 탭(131), 제 1 탭(131) 상에 위치하며 제 1 탭(131)과 전기적으로 연결되는 PTC 소자(132), 제 1 탭(131) 상에 위치하며 보호회로모듈(200)의 하면에 위치하는 제 3 단자부(260)와 전기적으로 연결되는 제 2 탭(133)을 포함할 수 있다. 제 1 탭(131)은 저항용접 또는 레이저 용접에 의해 전극단자(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. PTC 소자(132)는 온도가 올라가면 저항도 함께 올라가는 디바이스로서, 이차전지(10)가 이상고온으로 될 때 충방전 전류를 차단시킬 수 있다. 제 1 탭(131)과 캡플레이트(121) 사이에는 제 1 탭(131)과 캡플레이트(121)를 절연시키는 절연테이프(140)가 위치할 수 있다.
상기 보호회로모듈(200)은 기판(210), 보호회로부(220), 충방전단자(230), 제 1 단자부(240), 제 2 단자부(250) 및 제 3 단자부(260)를 포함할 수 있다.
상기 기판(210)은 상기 베어셀(100)의 상부에 베어셀(100)과 이격되어 위치하며, 대략 직사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게 기판(210)의 제 1 단변측(211) 및 제 2 단변측(222)에는 각각 일측이 개구된 사각 형상의 제 1 홀(210a) 및 제 2 홀(210b)이 형성될 수 있다. 기판(210)의 내부에는 도전성 금속패턴(미도시)이 형성되어 있으며, 보호회로부(220), 충방전단자(230), 제 1 단자부(240), 제 2 단자부(250) 및 제 3 단자부(260)와 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(210)은 인쇄회로기판(PCB, 210)일 수 있다.
상기 보호회로부(220)는 기판(210)의 하면에 위치하며 전지의 충방전 상태, 및 전지의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 점검하여 전지를 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 충방전단자(230)는 기판(210)의 상면에 위치하며, 외부 전자기기와 연결되는 전기적 통로 역할을 할 수 있다.
상기 제 1 단자부(240)는 기판(210)의 하면 제 1 단변측에 위치할 수 있다. 제 1 단자부(240)는 제 1 홀(210a)을 사이에 두고 상호 대응되어 위치하는 직사각 형상의 제 1 서브단자(241)와 제 2 서브단자(242)로 이루어질 수 있다. 제 1 단자부(240)는 후술하는 제 1 리드플레이트(300)의 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 단자부(240)는 금속으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 구리로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 단자부(250)는 보호회로모듈(200)의 하면 제 2 단변측에 위치할 수 있다. 제 2 단자부(250)는 제 2 홀(210b)을 사이에 두고 상호 대응되어 위치하는 직사각 형상의 제 1 서브단자(251)와 제 2 서브단자(252)로 이루어질 수 있다. 제 2 단자부(250)는 후술하는 제 2 리드플레이트(400)의 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 단자부(250)는 금속으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 구리로 이루어질 수 있다. 이 때, 제 2 리드플레이트(400)가 제 1 리드플레이트(300)와의 균형을 맞추기 위한 더미 리드플레이트인 경우 제 2 단자부(250)는 기판(210) 내부의 도전성 금속패턴과 연결되어 있지 않는다.
상기 제 3 단자부(260)는 기판(210)의 하면에 위치하여 PTC부(130)의 제 2 탭(133)과 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 리드플레이트(300) 및 제 2 리드플레이트(400)는 각각 보호회로모듈(200)과 베어셀(100) 사이에 위치하여 기판(210)의 제 1 단변측(211) 및 제 2 단변측(212)에 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 제 1 리드플레이트(300) 및 제 2 리드플레이트(400)는 각각 기판(210)의 제 1 단변측(211) 및 제 2 단변측(212)에 위치하여 각각 보호회로모듈(200)의 제 1 단자부(240) 및 제 2 단자부(250)와 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때 제 2 리드플레이트(400)는 제 1 리드플레이트(300)와 균형을 맞추기 위한 더미 리드플레이트일 수 있으며, 이 경우 제 2 리드플레이트(400)는 보호회로모듈(200)과 베어셀(100)을 상호 결합시키는 기계적 연결수단일 뿐이며, 위에서 언급한대로 제 2 단자부(250)는 기판(210) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되어 있지 않다. 제 1 리드플레이트(300)의 구조 및 제 1 리드플레이트(300)와 보호회로모듈(200)과의 결합 구조는 각각 제 2 리드플레이트(400)의 구조 및 제 2 리드플레이트(400)와 보호회로모듈(200)과의 결합구조와 동일하다. 따라서, 이하에서는 제 1 리드플레이트(300) 및 제 1 리드플레이트(300)와 보호회로모듈(200) 사이의 결합구조에 대하여 설명하기로 한다.
상기 제 1 리드플레이트(300)는 베어셀(100)의 상면에 위치하고 베어셀(100) 과 전기적으로 연결되는 제 1 플레이트(310), 제 1 서브단자(241)의 하면에 위치하여 제 1 서브단자(241)와 전기적으로 연결되는 제 2 플레이트(320), 제 2 서브단자(242)의 하면에 위치하여 제 2 서브단자(242)와 전기적으로 연결되는 제 3 플레이트(330), 제 1 플레이트(310)에서 각각 베어셀(100)의 제 1 장변측(103)과 제 2 장변측(104)에 대응되게 위치하여 각각 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)와 전기적으로 연결되며 베어셀(100)과 보호회로모듈(200) 사이의 간격을 유지하는 제 4 플레이트(340) 및 제 5 플레이트(350)를 포함할 수 있다.
상기, 제 1 플레이트(310)에서 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)을 향하는 일측(311)은 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)과 동일한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 제 1 플레이트(310)에서 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)을 향하는 일측(311)은 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)과 동일한 곡률 형상을 가지도록 형성되고, 제 1 플레이트(310)의 타측들(312, 313, 314)은 직선 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제 1 플레이트(310)에서 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)을 향하는 일측(311)은 제 4 플레이트(340) 및 제 5 플레이트(350)에서 베어셀(100)의 제 1 단변측(311)을 향하는 일측보다 돌출되어 형성될 수 있다. 제 1 플레이트(310)는 베어셀(100)의 상면, 보다 상세하게는 캡플레이트(121)의 상면과 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 용접의 방식은 저항용접 또는 레이저용접이 될 수 있다.
상기 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)는 각각 제 1 서브단자(241) 및 제 2 서브단자(242)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있으며, 보다 상세하게는 사각 평판 형상을 가질 수 있다. 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)는 제 1 플레이트(310)와 평행하게 배치되며, 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)는 각각 제 1 서브단자(241) 및 제 2 서브단자(242)와 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 용접의 방식은 저항용접 또는 레이저 용접이 될 수 있다.
상기 제 4 플레이트(340) 및 제 5 플레이트(350)는 각각 사각 평판 형상을 가질 수 있고, 각각 제 1 플레이트(310)와 제 2 플레이트(320), 제 1 플레이트(310)와 제 3 플레이트(330)를 연결할 수 있다. 제 4 플레이트(340) 및 제 5 플레이트(350)는 제 1 플레이트(310)와 수직으로 형성될 수 있고, 제 2 플레이트(320) 및 제 3 플레이트(330)와도 수직으로 형성될 수 있다.
기존의 리드플레이트는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(300)가 기판(210)과 용접되는 위치보다 더 내측에서 기판과 용접되어 전기적으로 연결된다. 그리고 기존 이차전지에서 리드플레이트가 캡플레이트와 용접되는 곳의 상부에는, 리드플레이트와 캡플레이트의 용접을 위해 보호회로모듈의 기판이 형성되어 있지 않다. 왜냐하면 리드플레이트와 캡플레이트는 저항용접 또는 레이저 용접으로 연결되는데, 레이저용접을 하기 위해서 또는 저항용접, 보다 상세하게 스팟 용접을 하기 위해서는 용접하고자 하는 위치의 상부가 개방되어 있어야 하기 때문이다. 즉, 기존 보호회로모듈의 기판은 리드플레이트가 기판과 용접되는 곳의 외측으로는 리드플레이트와 캡플레이트와의 저항용접 또는 레이저 용접을 위하여 형성되어 있지 않다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)에서, 기존에 리드플레이트와 캡플레이트(121)의 용접을 위해 기판(210)이 형성되어 있지 않았던 부분에 제 1 단자부(240)가 형성된다. 제 1 단자부(240)는 기판(210)의 제 1 단변측(211)의 중앙에 일측이 개구된 제 1 홀(210a)을 포함하고 있으며 제 1 홀(210a)의 주위로 제 1 서브단자(241)와 제 2 서브단자(242)가 형성된다. 제 1 리드플레이트(300)는 제 1 서브단자(241)와 제 2 서브단자(242)를 통해서 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제 1 홀(210a)을 통해서 제 1 리드플레이트(300)와 캡플레이트(121)를 전기적으로 연결하기 위한 용접이 가능하다. 따라서, 제 1 서브단자(241) 및 제 2 서브단자(242)가 형성되는 만큼 기판(210)도 외측으로 더 길어지게 되며, 이에 따라 제 1 리드플레이트(300)와 보호회로모듈(200)이 용접되는 위치가 제 1 단자부(240)가 됨으로써, 리드플레이트와 보호회로모듈(200)이 용접되는 위치가 외측으로 확장될 수 있다. 즉, 제 1 단자부(240)의 길이만큼 보호회로기판(210)이 길어지게 되고, 제 1 리드플레이트(300)와 보호회로모듈(200)이 용접되는 위치가 제 1 단자부(240)로 옮겨짐에 따라 기판(210)의 상하면에 형성되어야 하는 다른 소자들의 실장 공간을 더 확보할 수 있다. 또한, 도전성 금속패턴을 형성하기 위한 공간을 위하여 기판(210)을 두껍게 제작해야했던 기존의 제조공정에 비하여, 도전성 금속패턴을 형성할 수 있는 공간을 기판(210)이 길어진만큼 더 확보할 수 있으므로, 기판(210)의 두께도 더 얇게 할 수 있다.
또한, 제 1 리드플레이트(300)는 제 4 플레이트(340)와 제 5 플레이트(350)가 기판(210)의 제 1 장변측(213)과 제 2 장변측(214)에서 보호회로모듈(200)의 길이방향으로 보호회로모듈(200)을 지지할 수 있다. 이는 기존 리드플레이트가 하나의 플레이트로 보호회로모듈의 폭 방향에서 보호회로모듈을 지지하는 것에 비하여, 보호회로모듈(200)을 베어셀(100) 상에 더 견고하게 지지할 수 있다. 따라서 이차전지(10)가 외부로부터 충격 또는 압력을 받을 때, 제 1 리드플레이트(300)의 변형을 방지하고 상기 변형에 의하여 보호회로모듈(200)이 제 1 리드플레이트(300)로부터 이탈되는 일을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 리드플레이트(300)와 캡플레이트(121)를 용접할 때, 제 1 플레이트(310)를 캡플레이트(121)와 빈틈없이 밀착시키기 위하여, 가압지그가 보호회로모듈(200)의 상면을 압착하게 된다. 이 때 기존의 리드플레이트는 하나의 플레이트가 보호회로모듈의 폭 방향에서 보호회로모듈을 지지하게 되는데, 상기 플레이트가 가압지그의 압착력에 의해 변형되는 일이 발생하고, 상기 압착력에 의해 리드플레이트에서 캡플레이트와 용접되는 부분이 들리게 되어, 용접시 불량이 발생할 수 있다. 보다 상세하게, 리드플레이트에서 캡플레이트와 용접되는 부분이 들리게 되어 용접을 위한 전극단자또는 레이저 등의 조준이 어렵게 된다. 이에 따라 용접단자나 레이저가 리드플레이트와 직접 닿지 않고 캡플레이트에 직접 닿게 되어 캡플레이트가 뚫리는 현상 등이 발생할 수 있으며, 리드플레이트가 캡플레이트 상에 닿아있지 않으므로 리드플레이트와 캡플레이트가 상호 용접되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(300)는 제 4 플레이트(340)와 제 5 플레이트(350)가 기판(210)의 제 1 장변측(213)과 제 2 장변측(214)에서 보호회로모듈(200)의 길이방향으로 보호회로모듈(200)을 지지하게 된다. 따라서, 가압지그가 보호회로모듈(200)에 압착력을 가하더라도 압력을 쉽게 분산시키는 구조를 가지므로 제 4 플레이트(340)와 제 5 플레이트(350)가 쉽게 변형되지 않으며, 제 1 플레 이트(310)의 들림 현상도 효과적으로 방지가 가능하다. 또한, 제 1 플레이트(310)에서 베어셀의 제 1 단변측(101)을 향하는 일측(311)을 베어셀(100)의 제 1 단변측(101)과 동일한 형상을 가지게 하여, 제 1 플레이트(310)를 베어셀(100)의 제 1 단변측(101) 끝까지 늘려 제 1 플레이트(310)가 캡플레이트(121)와 접촉하는 면적을 더 넓힘으로써 가압지그의 압착력에 의해 제 1 플레이트(310)가 들리는 경우를 효과적으로 방지할 수 있다. 상술한 제 1 리드플레이트(300)의 구조는 가압지그의 압력을 효과적으로 분산시킴으로써 제 4 플레이트(340)와 제 5 플레이트(350)의 변형을 막고 제 1 플레이트(310)의 들림 현상을 방지하여 용접불량을 줄일 수 있다.
상기 보호회로모듈(200)의 상부에는 상부케이스(미도시)가 더 위치하여 보호회로모듈(200) 및 베어셀(100)의 상부를 감싸도록 형성될 수 있다. 상부케이스에서 기판의 제 1 홀(210a) 및 제 2 홀(210b)과 대응하는 곳에는 제 1 홀(210a) 및 제 2 홀(210b)과 억지끼워맞춤될 수 있는 돌기(미도시)가 형성되어, 상기 제 1 홀(210a) 및 상기 제 2 홀(210b)과 결합되어 보호회로모듈(200)과 상부케이스를 견고히 결합시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(500)의 사시도이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예들에 따른 제 1 리드플레이트(600, 700, 800)의 사시도이다.
이하에서 설명하는 다른 실시예들의 제 1 리드플레이트는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트와 비교하여 일부 구성에 차이가 있다. 따라서, 이하 에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트와 비교하여 구성의 차이점과 그 차이점으로 인한 기능을 위주로 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의상 제 1 리드플레이트에 대해서 설명하지만, 제 2 리드플레이트도 제 1 리드플레이트와 동일한 구조 및 기능을 가진다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(500)에서 베어셀의 제 2 단변측을 향하는 제 1 플레이트(510)의 일측(512)에는 연장 플레이트(560)가 더 형성될 수 있다. 연장 플레이트(560)는 제 1 플레이트(510)에서 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 일측(511)과 대응되는 형상을 가지도록 곡률이 형성된 평판이 될 수 있지만, 사각 평판 형상을 가질 수도 있다.
상기 연장 플레이트(560)는 제 1 플레이트(510)에서 캡플레이트의 내측으로 더 연장되어 형성된다. 이는 제 1 리드플레이트(500)가 베어셀 상에 접촉되는 면적을 더 넓힘으로써, 가압지그의 압착력에 의해 제 1 플레이트(510)의 들림 현상을 효과적으로 방지하여 제 1 플레이트(510)와 캡플레이트 사이의 용접불량을 줄일 수 있다.
다음은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트를 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(600)에서 제 4 플레이트(640) 및 제 5 플레이트(650)는 각각 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 변(641, 642)이 아래로 갈수록 길어지는 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 제 4 플레이트(640) 및 제 5 플레이트(650)에서 각각 제 2 플레이 트(620) 및 제 3 플레이트(630)와 연결되는 변의 길이는 본 발명의 일 실시예와 동일함에 반하여, 각각 제 1 플레이트(610)와 연결되는 변의 길이는 제 1 플레이트(610)에서 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 쪽으로 더 길게 형성될 수 있다.
상술한 구조를 가지는 제 4 플레이트(640) 및 제 5 플레이트(650)는 제 1 플레이트(610)와 접촉되는 길이가 길어짐에 따라 보호회로모듈을 베어셀 상에 더 견고하게 지지할 수 있다. 또한 가압지그가 보호회로모듈의 상면을 압착할 때에, 제 4 플레이트(640) 및 제 5 플레이트(650)와 캡플레이트가 닿는 길이가 길어지는 만큼 압력을 더 분산시키게 되므로, 제 4 플레이트(640)와 제 5 플레이트(650)의 변형을 방지하는 효과가 크다. 또한, 제 4 플레이트(640) 및 제 5 플레이트(650)의 하변이 제 1 플레이트(610) 쪽으로 연장되는 만큼 가압지그가 보호회로모듈을 압착할 때 제 1 플레이트(610)가 들리는 현상을 방지하여 제 1 플레이트(610)와 캡플레이트와의 용접불량을 줄일 수 있다.
다음은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트를 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(700)는 제 4 플레이트(740) 및 제 5 플레이트(750)가 절곡된 구조를 가질 수 있다. 절곡 구조에서 절곡 라인은 베어셀 또는 보호회로모듈의 장변측과 평행하도록 형성될 수 있다.
베어셀을 미시적으로 관찰했을 때, 캔의 개구된 상면의 높이의 불균일, 캡플레이트 높이의 불균일, 캔과 캡플레이트의 결합 오차 등으로 인하여 베어셀의 상부 면, 보다 상세하게 캡플레이트의 상부면은 캔의 하면으로부터 높이를 측정시 항상 동일하지 않을 수 있다. 즉, 베어셀의 상면의 높이는 항상 이상적으로 균일하지 않다.
따라서, 제 1 리드플레이트(700)를 캡플레이트 상에 용접하기 위하여 보호회로모듈의 상부를 가압지그로 압착할 때, 제 4 플레이트(740)와 제 5 플레이트(750)는 절곡 구조를 가짐으로써 가압지그의 압착력에 의해 제 1 플레이트(710)의 하면이 캡플레이트의 상면과 최대한 밀착될 때까지, 변형될 수 있다. 따라서 베어셀의 상면의 높이가 일정하지 않을 때 제 1 플레이트(710)와 캡플레이트의 상면을 최대한 밀착시켜, 베어셀의 불균일한 높이를 보상할 수 있으며, 캡플레이트와 제 1 플레이트(710)가 최대한 밀착된 상태에서 용접됨에 따라 제 1 리드플레이트(700)와 캡플레이트 사이의 결합을 견고히 할 수 있다.
다음은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트를 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트(800)는 제 2 플레이트(820) 및 제 3 플레이트(830)에 용접홀(820a, 830a)이 각각 형성될 수 있으며, 바람직하게는 각각 두개씩 형성될 수 있다. 본 실시예에서 용접홀(820a, 830a)은 일측이 개구된 반원 형상을 가지도록 도시하였으나, 용접홀(820a, 830a)은 다각형의 형상을 가질 수도 있으며, 일측이 개구되지 않은 완전한 구멍의 형태를 가질 수도 있다.
상기 제 2 플레이트(820) 및 제 3 플레이트(830)는 제 1 단자부의 제 1 서브 단자 및 제 2 서브단자와 각각 저항용접 또는 레이저용접을 통해 전기적으로 연결될 수도 있지만, 수납땜 용접 방식으로 상호 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 제 2 플레이트(820)와 제 3 플레이트(830)를 각각 제 1 단자부의 제 1 서브단자와 제 2 서브단자와 수납땜 방식으로 용접하는 경우, 납땜되는 면적이 커질수록 결합력이 커진다. 예를 들어 제 2 플레이트(820)와 제 1 서브단자를 수납땜할 때, 제 2 플레이트에 용접홀이 형성되어 있지 않다면, 제 2 플레이트(820)와 제 1 서브단자가 만나는 외곽부에만 수납땜이 이루어져야 할 것이다. 그러나 제 2 플레이트(820)에 형성된 반원 형상의 용접홀의 단면을 통해 제 1 서브단자와 수납땜되는 면적을 넓힘으로써, 제 2 플레이트(820)와 제 1 서브단자의 용접을 견고히 할 수 있게 된다.
상술한 다양한 일 실시예들에 따른 이차전지는 보호회로모듈의 기판의 길이를 늘림으로써 기판 상에 소자 실장 공간을 늘릴 수 있고, 기판 자체의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 리드플레이트와 베어셀을 용접하기 위하여 가압지그가 보호회로모듈을 누를 때, 리드플레이트의 들림을 방지하여 용접으로 인한 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 리드플레이트에서 보호회로모듈을 지지하는 플레이트가 복수이므로, 베어셀과 보호회로모듈 사이의 결합력을 향상시킬 수 있으며, 외부충격으로부터의 변형을 방지하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 리드플레이트의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈과 제 1 리드플레이트의 결합도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 리드플레이트의 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 제 1 리드플레이트의 사시도이다.
Claims (23)
- 베어셀;제 1 단변측의 일부가 개방된 제 1 홀이 형성된 기판을 포함하고, 상기 베어셀의 상부에 위치하는 보호회로모듈; 및상기 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이에 위치하고, 상기 제 1 홀을 중심으로 상기 제 1 홀의 양측에 위치하는 기판의 일부를 지지하는 제 1 리드플레이트;를 포함하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 리드플레이트는 상기 기판의 상기 제 1 단변측에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판의 상기 제 1 단변측 하면에는 상기 제 1 홀을 사이에 두고 대응되어 위치하는 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자를 포함하는 제 1 단자부가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 리드플레이트는,상기 베어셀의 상면에 위치하고, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 제 1 플레이트;상기 제 1 서브단자의 하면에 위치하여, 상기 제 1 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 2 플레이트;상기 제 2 서브단자의 하면에 위치하여, 상기 제 2 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 3 플레이트;상기 제 1 플레이트에서 각각 상기 베어셀의 제 1 장변측과 제 2 장변측에 대응되어 위치하여 각각 상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트와 전기적으로 연결되고, 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이의 간격을 유지하는 제 4 플레이트 및 제 5 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 플레이트에서 상기 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 일측은 상기 베어셀의 제 1 단변측과 동일한 형상을 가지도록 형성되고, 상기 제 1 플레이트의 타측은 직선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 플레이트 내지 제 5 플레이트는 각각 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지,
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트는 각각 상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트와 수직으로 연결되고, 상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트는 상기 제 1 플레이트와 수직으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 플레이트는 상기 베어셀의 상면과 저항용접 또는 레이저용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트는 각각 상기 제 1 서브단자 및 상기 제 2 서브단자와 저항용접 또는 레이저용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 플레이트에서 상기 베어셀의 제 2 단변측을 향하는 일측부는 연장 플레이트가 더 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트에서 각각 상기 베어셀의 제 1 단 변측을 향하는 변은 아래로 갈수록 길어지는 경사를 가진 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트는 각각 절곡된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트에는 각각 용접홀이 형성되고, 상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트는 각각 상기 제 1 서브단자 및 상기 제 2 서브단자와 수납땜 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판에는 제 2 단변측의 일부가 개방된 제 2 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판의 제 2 단변측과 상기 베어셀 사이에는 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 연결하는 제 2 리드플레이트가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 2 리드플레이트는 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 15 항에 있어서,상기 기판의 상기 제 2 단변측 하면에는 상기 제 2 홀을 사이에 두고 대응되어 위치하는 제 1 서브단자 및 제 2 서브단자를 포함하는 제 2 단자부가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 2 리드플레이트는,상기 베어셀의 상면에 위치하고, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 제 1 플레이트;상기 제 1 서브단자의 하면에 위치하여, 상기 제 1 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 2 플레이트;상기 제 2 서브단자의 하면에 위치하여, 상기 제 2 서브단자와 전기적으로 연결되는 제 3 플레이트;상기 제 1 플레이트에서 각각 상기 베어셀의 제 1 장변측과 제 2 장변측에 대응되어 위치하여 각각 상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트와 전기적으로 연결되고, 상기 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이의 간격을 유지하는 제 4 플레이 트 및 제 5 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 1 플레이트에서 상기 베어셀의 제 2 단변측을 향하는 일측부는 연장 플레이트가 더 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트에서 각각 상기 베어셀의 제 1 단변측을 향하는 변은 아래로 갈수록 길어지는 경사를 가진 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 4 플레이트 및 상기 제 5 플레이트는 각각 절곡된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트에는 각각 용접홀이 형성되고, 상기 제 2 플레이트 및 상기 제 3 플레이트는 각각 상기 제 1 서브단자 및 상기 제 2 서브단자와 수납땜 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호회로모듈의 상부에 위치하며, 하부에 상기 제 1 홀과 억지끼워맞춤되는 돌기를 포함하는 상부케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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