KR20110037378A - 보호회로〔ｂｍｓ〕를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단 - Google Patents

보호회로〔ｂｍｓ〕를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬이온이차전지팩의 보다 안전한 안전성을 확보하기 위하여 전자회로를 사용한 보호회로의 안전장치는 물론 별도로 스웰링발생여부를 탐지하는 기구적인 안전장치를 추가한 보호회로(BMS)를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단에 관한 것이다.
본 발명에서는 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩에 있어서, 리튬이온이차전지; 상기 리튬이온이차전지의 전기적인 안전장치인 보호회로; 및 스웰링 발생여부를 탐지하는 기구적 안전장치인 스웰링검출수단;을 포함하고, 상기 리튬이온이차전지와 상기 보호회로 사이에 스웰링검출수단이 연결되고, 스웰링발생시 상기 스웰링검출수단이 끊어져 스웰링검출수단에 흐르는 전류가 차단되는 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩이 제시된다.
또한, 리튬이온이차전지팩에 설치되는 스웰링검출수단에 있어서, 상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 리튬이온이차전지를 감싸고, 리튬이온이차전지와 보호회로 사이를 연결하여 스웰링발생시 상기 얇은 시트가 끊어져 전류의 흐름이 차단되는 스웰링검출수단이 제시된다.
리튬이온이차전지, 보호회로, 스웰링검출수단, 스웰링, 리튬이온이차전지팩

Description

보호회로〔ＢＭＳ〕를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단{ rechargeable lithium ion battery pack using battery management system and swelling detecting apparatus}
본 발명은 보호회로(BMS)를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 리튬이온이차전지팩의 보다 안전한 안전성을 확보하기 위하여 전자회로를 사용한 보호회로의 안전장치는 물론 별도로 스웰링발생여부를 탐지하는 기구적인 안전장치를 추가한 보호회로(BMS)를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단에 관한 것이다.
일반적으로 전지는 충전 , 방전을 반복 할 수 있는 전지와 1회 사용만 하는 전지로 구분이 되며, 전자를 2차 전지라고 한다. 이에 통상의 2차 전지로는 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 니켈아연전지, 리튬이온이차전지 등이 있으며, 대부분 전자제품의 전원으로 사용되고 있다. 이중 수명과 용량 (사용시간)측면에서 유리한 리튬이차전지가 범용화 되고 있고, 리튬이차전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬금속전지, 리튬이온전지 및 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 구분된다. 리튬폴리머진지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 전혀 함유되지 않은 완전고체형 리튬폴리머전지, 유기 전해액을 함유하는 겔(Gel)형 고분자 전해질을 사용하는 리튬이온폴리머전지로 구분된다. 또한 리튬이온이차전지는 단위 리튬이온이차전지를 수용하고 있는 외장재의 종류에 따라 원통형전지, 각형전지, 파우치형전지로 구분할 수 있다.
이러한 리튬이차전지는 최근 정보통신산업 및 전지의 힘으로 구동이 가능한 운송수단(HEV, EV LEV등) 대한 수요가 점점 증가하고 있으며, 이러한 수요 및 다양한 요구에 대응 할 수 있는 리튬이차전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 리튬 2차 전지가 보완해야 될 주요한 과제 중 하나는 전지의 안전성이다.
리튬이온이차전지[Rechargeable Lithium Ion Battery(cell)]를 1개 또는 그 이상의 리튬이온이차전지를 사용하여 리튬이온이차전지팩(Battery Pack)을 제조하여 완제품을 만들게 되는데, 이런 리튬이온이차전지를 사용하여 만들어진 리튬이온이차전지팩은 리튬이온이차전지 자체가 안전성에 취약한 문제가 있기 때문에 전자부품을 사용하여 만든 보호회로(Protection Circuit Module)라는 안전장치를 반드시 리튬이온이차전지팩에 포함하여야만 한다.
이러한 전자부품을 사용한 안전장치(보호회로)를 포함하여 리튬이온이차전지팩(Battery Pack)을 구성하였더라도 리튬이온이차전지 자체의 문제 때문에 발화, 발연, 폭발 등에 의한 안전사고가 발생되고 있는 실정이다. 따라서 보호회로를 포함하여 만들어진 리튬이온이차전지팩이라도 안전한 상태가 될 수 없으며 발화, 발연, 폭발 등에 의한 안전사고는 예방할 수 없는 현실이였다.
이러한 리튬이온이차전지를 사용하는 기기들은 사용환경 및 최종사용자의 행 동에 의하여 충격, 열, 과충전, 과방전, 단락, 관통, 압착 등에 노출될 수 있으며, 이러한 환경에서는 리튬이차전지의 안전성에 문제가 발생하여 리륨이온 이차전지가 발화되거나 폭발할 수 있다. 대부분의 리륨이온이차전지들은 안전성을 고려하여 만들어 지고 있으나, 사용자의 요구에 따라 리륨이온 이차전지의 용량이 증가할수록 저장할 수 있는 에너지도 증가하는 반면에, 에너지밀도의 증가에 따라서 리륨이차전지의 안전성이 취약해 지는 경우가 발생한다. 특히 관통 및 충격 압착의 경우 물리적인 힘에 의하여 단위 리튬이온이차전지내부의 분리막을 손상시켜 전지내부에서 음극전극과 양극전극에 강제로 쇼트를 일으키게 된다. 내부의 쇼트 발생시 전지내부의 전류와 전극활물질들이 반응하여 열에너지로 변환 되어 발열이 발생하여 온도가 급격히 상승하게 되어, 리륨이온 이차전지가 발화나 폭발 등의 반응을 일으키는 문제가 발생한다.
이러한 리튬이온이차전지의 특성 때문에 리튬이온이차전지팩을 만들기 위해서는 사용자가 잘못된 방법으로 사용하더라도 안전성을 확보하기 위해 보호회로라는 전자회로를 사용하여 리튬이온이차전지팩의 안전성을 확보하도록 구성하는 것이 통상적인 기술이다. 그러나 보호회로를 적용한 리튬이온이차전지팩은 위에서 설명한 리튬이온이차전지 자체의 문제점을 모두 보호할 수 없는 문제가 있어 현재도 안전사고가 간헐적으로 발생하고 있는 현실이다. 대부분의 리튬이온이차전지는 안전사고가 발생하기 이전 단계에 리튬이온이차전지의 외형이 변화한 후에 발화나 폭발이 발생하는 특징이 있다.
도 1과 같이 리튬이온이차전지의 외형적인 변화는 리튬이온이차전지가 부풀 려지게 되는데 이를 스웰링(Swelling)이라고 하며, 각형 리튬이온이차전지나, 파우치형 폴리머 리튬이온이차전지의 경우에는 외형의 변화가 크게 발생한다. 리튬이온이차전지는 밀폐된 상태로 제조되며, 만일 외부의 충격으로 밀폐된 상태가 해제(공기유입)되거나 규격 이상의 전압으로 과충전을 할 경우에 리튬이온이차전지 자체가 화학적 반응을 하여 부풀게 되는 현상이 발생한다.
대부분의 리튬이온이차전지팩은 전자기기에 리튬이온이차전지팩이 연결된 상태(리튬이온이차전지팩에서 전원이 출력되거나, 충전기에 장착된 상태)에서 발생된다. 따라서 안전사고가 발생하기 이전에 리튬이온이차전지팩의 전원을 차단하면 안전사고를 예방할 수 있게 된다. 이 현상을 활용한 기술이 보호회로이고 보호회로는 전자회로로 구성하여 전기적인 특성을 이용하여 보호기능을 실현하나, 리튬이온이차전지 자체의 문제가 발생되었을 때는 보호가 되지 못하는 문제가 존재하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 리튬이온이차전지의 안전사고 발생 이전 단계의 외형변화가 발생되는 시점을 기계적인 장치에서 검출하여, 이 검출된 신호로 리튬이온이차전지팩의 출력을 차단할 수 있도록 보호회로를 새롭게 구성하여 리튬이온이차전지팩에서 전압이 출력되지 않도록 구성함으로써 안전사고를 사전에 차단할 수 있는 스웰링검출수단을 포함하는 보호회로(BMS)를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명에서는 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩에 있어서, 리튬이온이차전지; 상기 리튬이온이차전지의 전기적인 안전장치인 보호회로; 및 스웰링 발생여부를 탐지하는 기구적 안전장치인 스웰링검출수단;을 포함하고, 상기 리튬이온이차전지와 상기 보호회로 사이에 스웰링검출수단이 연결되고, 스웰링발생시 상기 스웰링검출수단이 끊어져 스웰링검출수단에 흐르는 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩이 제시된다.
또한 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩에 있어서, 리튬이온이차전지; 상기 리튬이온이차전지의 전기적인 안전장치인 보호회로; 및 스웰링 발생여부를 탐지하는 기구적 안전장치인 스웰링검출수단;을 포함하고, 상기 보호회로 내부에 스웰링검출수단이 연결되고, 스웰링발생시 상기 스웰링검출수단이 끊어져 스웰링검출 수단에 흐르는 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩이 제시된다.
상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 상기 리튬이온이차전지를 감싸는 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 스웰링검출수단은 얇은 시트형태의 양측에 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 스웰링검출수단은 니켈, 구리, 동으로 이루어진 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 리튬이온이차전지팩은 원통형, 각형, 파우치형의 군중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 리튬이온이차전지팩에 설치되는 스웰링검출수단에 있어서, 상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 리튬이온이차전지를 감싸고, 리튬이온이차전지와 보호회로 사이를 연결하여 스웰링발생시 상기 얇은 시트가 끊어져 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 스웰링검출수단이 제시된다.
마지막으로, 리튬이온이차전지팩에 설치되는 스웰링검출수단에 있어서, 상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 리튬이온이차전지를 감싸고, 상기 스웰링검출수단은 보호회로 내부를 연결하여 스웰링발생시 얇은 시트가 끊어져 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 스웰링검출수단이 제시된다.
상기 스웰링검출수단은 니켈, 구리, 동으로 이루어진 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 스웰링검출수단은 상기 얇은 시트형태의 양측에 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기구적 안전장치인 스웰링감지수단을 통해서 리튬이온이차전지의 물리적, 전기적 충격과 사용자의 오사용에 의한 리튬이온이차전지팩의 발화, 폭발 등의 위험을 사전에 차단하여 위험성을 줄이는 효과가 있다.
또한 스웰링감지수단과 보호회로(BMS)의 개선을 통하여 리튬이온이차전지 자체의 위험요소를 리튬이온이차전지팩에서 기구적인 장치인 스웰링감지수단과 보호회로의 안전기능을 개선하여 리튬이온이차전지팩개선의 안전성을 향상시킬수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2a와 도 2b는 기본적인 리튬이온이차전지팩(100)의 구성와 구성 계통도를 도시하고 있다. 도 2a는 기본적인 리튬이온이차전지팩의 구성도이고, 도 2b는 기본적인 리튬이온이차전지팩의 구성 계통도이다. 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 리튬이온이차전지팩은 리튬이온이차전지(120)와 전자부품으로 구성된 전기적 안전장치인 보호회로(110), 리튬이온이차전지와 보호회로를 연결하는 금속도전체(130) 들로 구성된다.
본 발명은 상기의 기본적인 리튬이온이차전지팩(100)의 구조에 리튬이온이차전지(120)의 외형변화를 검출할 수 있는 금속도전체로 구성된 스웰링검출수단(140)을 리튬이온이차전지(120)의 외형에 부착하고, 보호회로(110)에 연결하여 전류가 통하도록 구성하여 스웰링(리튬이온이차전지의 부풀음)이 발생하였을 때 리튬이온이차전지(120)에서 보호회로(110)로 공급되는 전원을 차단하는 기구적 안정장치를 추가한다.
도 3은 스웰링검출수단(140)을 기본적인 리튬이온이차전지팩(100)의 구성 계통도에 연결하는 예를 도시하고 있다. 스웰링검출수단(140)은 단독적으로 적용하여서는 보호기능을 할 수가 없으며, 반드시 전자회로인 보호회로(PCM 또는 BMS,110)를 함께 동시에 적용하여야 그 효과가 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 스웰링검출수단을 ① 또는 ②와 같이 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110)사이의 전류흐름통로인 금속도전체에 연결할 수도 있다. 또한 스웰링검출수단을 ③ 또는 ④와 같이 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결할 수도 있다.
이하에서 본 발명의 스웰링검출수단(140)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4a와 도 4b는 스웰링검출수단(140)의 구조 및 형태를 도시하고 있다. 도 4a는 일반적인 스웰링검출수단의 구조예를 도시하고 있다. 도 4b는 쉽게 끊어지는 스웰링검출수단의 구조예를 도시하고 있다. 또한 스웰링검출수단의 부착위치는 리튬이온 이차전지의 어느 부분이라도 가능하나 가장 외형변화가 많은 리튬이온이차전지의 중앙부분에 설치하는 것이 바람직하다. 스웰링검출수단(140)의 시작부분과 끝부분에 는 리튬이온이차전지(120) 또는 보호회로(110)에 연결하기 위해서 금속전도체로 이루어진 도선(141)이 형성된다.
도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 스웰링검출수단(140)은 일측이 개방되어 있고 사각형 형태의 얇은 시트이고 리튬이온이차전지(120)를 감싸기 위한 형태로 구성된다. 구조는 종이처럼 시트형태로 제작하고 재질자체가 쉽게 끊어질 수 있는 폭으로 구성하는 것이 바람직하다. 그렇지 못한 재질은 도 4B와 같이 쉽게 끊어 질 수 있는 구조로 만들어 주는 것이 바람직하다. 스웰링검출수단(140)의 재질은 전류의 흐름이 좋아 전도도가 높은 재질을 사용해야한다. 바람직하게는 니켈, 구리, 동의 재질을 사용한다.
도 5a와 도 5b는 각각 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110) 사이의 전류흐름통로에 연결한 구성도와 구성계통도이다. 리튬이온이차전지(120)의 중앙부분에 띠 형태의 스웰링검출수단(140)를 한 바퀴 감아서 시작부분의 끝 한쪽은 리튬이온이차전지(120)의 (+)극에 연결하고 반대편 쪽의 끝은 보호회로에 연결한다. 이 상태에서 리튬이온이차전지(120)에 스웰링이 발생하면 리튬이온이차전지(120)의 외형이 부풀어서 변형이 된다. 이때 부풀어 오르는 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 리튬이온이차전지(120) 외곽표면에 설치된 스웰링검출수단(140)이 끊어지게 된다.
스웰링검출수단(140)이 끊어지면 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110)의 전류흐름통로가 끊어지게 되어 리튬이온이차전지의 전압과 전류가 보호회로(110) 측으로 전달되지 않고 분리가 된다. 이 결과로 보호회로(110)의 출력단자에 연결 된 전자기기 또는 충전기에 전원이 공급되지 않아서 안전한 상태를 유지하게된다. 이로써 리튬이온이차전지(120)의 안전사고 발생 직전에 모든 부하(연결상태)를 제거하여 안전성을 확보하는 것이 가능하게 된다.
도 6a와 도 6b는 각각 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단되었을 때의 구성도와 구성 계통도이다. 도 6B에 도시된 바와 같이 구성계통도에서 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110)의 전류흐름통로가 끊어지게 되어 리튬이온이차전지(120)의 전압과 전류가 보호회로(110)측으로 전달되지 않고 차단된 상태를 확인할 수 있다.
도 7a와 도 7b는 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성도와 구성계통도이다. 리튬이온이차전지(120)의 중앙부분에 띠 형태의 스웰링검출수단(140)을 한 바퀴 감아서 시작부분과 끝부분을 보호회로(110)에 연결한다. 보호회로(110)에서 스웰링 검출수단(140) 자체를 스위치 기능으로 사용하게 된다. 도 6B의 상태와 동일하게 리튬이온이차전지(120) 외곽표면에 설치된 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되면 보호회로(110)내에서 전류흐름 통로가 끊어지게 되어 리튬이온이차전지(120)의 전압과 전류가 부하측인 전자기기 또는 충전기로 전달되지 않고 분리가 된다. 이 결과로 보호회로(120)의 출력단자에 연결된 전자기기 또는 충전기에 전원이 공급되지 않아서 안전한 상태를 유지하게 된다.
도 8a와 8b는 각각 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 리튬이온이차전 지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성도와 구성계통도이다. 도 8a와 8b에 도시된 바와 같이, 구조계통도에서 보호회로(110) 내에서 전류흐름통로가 끊어지게 되면 리튬이온이차전지(120)의 전압과 전류가 부하측인 전자기기 또는 충전기로 전달되지 않고 차단된 상태를 확인할 수 있다.
도 9a와 도 9b는 각각 스웰링검출수단(140)을 파우치형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성도와 구성계통도이다. 리튬이온이차전지(120)의 중앙부분에 띠 형태의 스웰링검출수단(140)을 한 바퀴 감아서 시작부분과 끝부분을 보호회로(110)에 연결한다. 보호회로(110)에서 스웰링 검출수단(140) 자체를 스위치 기능으로 사용하게 된다.
도 6a의 상태와 동일하게 리튬이온이차전지(120) 외곽 표면에 설치된 스웰링 검출수단(120)이 부풀어 오르는 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되면 보호회로(110) 내에서 전류흐름통로가 끊어지게 되어 리튬이온이차전지(120)의 전압과 전류가 부하측인 전자기기 또는 충전기로 전달되지 않고 분리된다. 이 결과로 보호회로(110)의 출력단자에 연결된 전자기기 또는 충전기에 전원이 공급되지 않아서 안전한 상태를 유지한다.
도 10a와 도 10b는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성도와 구성계통도이다. 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 구성계통도에서 보호회로(110) 내에서 전류흐름통로가 끊어지게 되어 리튬이온이차전지(120)의 전압과 전류가 부하측인 전자기기 또는 충전기로 전달되지 않고 차단 된 상태를 확인할 수 있다.
또한, 바람직하게는 파우치형구조의 리튬이온이차전지팩(100) 역시 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110) 사이의 전류흐름통로에 스웰링검출수단(120)을 설치할 수도 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
본 발명은 보호회로(BMS)를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단은 기구적 안전장치인 스웰링감지수단을 통해서 리튬이온이차전지의 물리적, 전기적 충격과 사용자의 오사용에 의한 리튬이온이차전지팩의 발화, 폭발 등의 위험을 사전에 차단하여 위험성을 줄일수 있어 산업상 이용가능하다.
도 1은 리튬이온이차전지의 정상상태와 스웰링발생상태를 도시하고 있다.
도 2a는 기본적인 리튬이온이차전지팩의 구성도이다.
도 2b는 기본적인 리튬이온이차전지팩의 구성 계통도이다.
도 3은 스웰링검출수단(140)을 기본적인 리튬이온이차전지팩(100)의 구성 계통도에 연결하는 예를 도시하고 있다.
도 4a는 스웰링검출수단의 구조예이다.
도 4b는 쉽게 끊어지는 스웰링검출수단의 제작예이다.
도 5a는 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110) 사이의 전류흐름통로에 연결한 구성도이다.
도 5b는 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 리튬이온이차전지(120)와 보호회로(110) 사이의 전류흐름통로에 연결한 구성계통도이다.
도 6a는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 각형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단되었을 때의 구성도이다.
도 6b는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 각형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단되었을 때의 구성 계통도이다.
도 7a는 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성도이다.
도 7b는 스웰링검출수단(140)을 각형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보 호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성계통도이다.
도 8a는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 각형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성도이다.
도 8b는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 각형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성계통도이다.
도 9a는 스웰링검출수단(140)을 파우치형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성도이다.
도 9b는 스웰링검출수단(140)을 파우치형구조의 리튬이온이차전지팩(100)에서 보호회로(110)내의 전류흐름통로에 연결한 구성계통도이다.
도 10a는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 파우치형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성도이다.
도 10b는 스웰링검출수단(140)이 부풀어 오르는 파우치형구조의 리튬이온이차전지(120)의 힘을 받아서 끊어지게 되어 차단 되었을 때의 구성계통도이다.
< 도면의 주요부호에 대한 설명 >
100 : 리튬이온이차전지팩
110 : 보호회로
120 : 리튬이온이차전지
130 : 금속도전체
140 : 스웰링검출수단

Claims (10)

  1. 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩에 있어서,
    리튬이온이차전지;
    상기 리튬이온이차전지의 전기적인 안전장치인 보호회로; 및
    스웰링 발생여부를 탐지하는 기구적 안전장치인 스웰링검출수단;을 포함하고,
    상기 리튬이온이차전지와 상기 보호회로 사이에 스웰링검출수단이 연결되고, 스웰링발생시 상기 스웰링검출수단이 끊어져 스웰링검출수단에 흐르는 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  2. 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩에 있어서,
    리튬이온이차전지;
    상기 리튬이온이차전지의 전기적인 안전장치인 보호회로; 및
    스웰링 발생여부를 탐지하는 기구적 안전장치인 스웰링검출수단;을 포함하고,
    상기 보호회로 내부에 스웰링검출수단이 연결되고, 스웰링발생시 상기 스웰링검출수단이 끊어져 스웰링검출수단에 흐르는 전류가 차단되는 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은,
    일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 상기 리튬이온이차전지를 감싸는 형태인 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은,
    얇은 시트형태의 양측에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  5. 제 1항 또는 제 2항, 4항의 어느 한항에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은,
    니켈, 구리, 동으로 이루어진 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  6. 제 1항 또는 제 2항, 4항의 어느 한항에 있어서,
    상기 리튬이온이차전지팩은,
    원통형, 각형, 파우치형의 군중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 보호회로를 사용한 리튬이온이차전지팩.
  7. 리튬이온이차전지팩에 설치되는 스웰링검출수단에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 리튬이온이차전지를 감싸고,
    리튬이온이차전지와 보호회로 사이를 연결하여 스웰링발생시 상기 얇은 시트가 끊어져 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 스웰링검출수단.
  8. 리튬이온이차전지팩에 설치되는 스웰링검출수단에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은 일측이 개방된 사각형 형태의 얇은 시트형태로서 리튬이온이차전지를 감싸고,
    상기 스웰링검출수단은 보호회로 내부를 연결하여 스웰링발생시 얇은 시트가 끊어져 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 스웰링검출수단.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은,
    니켈, 구리, 동으로 이루어진 군중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 스웰링검출수단.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 스웰링검출수단은,
    상기 얇은 시트형태의 양측에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 스웰링 검출수단.
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