KR20110109806A - 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈 - Google Patents

이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차전지 팩은, 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 전극 조립체와 전기적으로 연결된 제1 전극 탭과, 제2 전극 탭을 포함하는 전지 셀과, 전지 셀과 결합된 보호회로모듈을 포함하고, 보호회로모듈은, 인쇄회로기판과 인쇄회로기판에 내장된 온도안전소자를 포함한다.

Description

이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈{Secondary battery pack and protection circuit module for the same}
본 발명은 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈에 관한 것이다.
통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차전지는 노트북이나, 휴대폰과 같은 모바일 기기나, 전기 자동차나, 하이브리드 전기 자동차나, 전기 자전거나, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용된다.
한편, 이차전지 팩은 전지의 안전성을 확보하기 위하여 안전 소자 어셈블리를 구비한다. 안전 소자 어셈블리는 온도안전소자, 안전 벤트(saety vent), 전류 차단 디바이스(current interrupt device), 셧-다운 세퍼레이터 등을 포함한다.
이중에서, 온도안전소자는 이차전지가 일정 온도 이상으로 상승하면, 온도안전소자의 저항치가 증가되는 것에 의하여 전류를 차단하게 된다. 이에 따라, 이차전지를 보호할 수 있다.
본 발명은 전지 셀의 전극 탭에 대한 온도안전소자의 전기적 접속 구조를 개선하여 전지 셀의 열전달 효율을 향상시킨 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이차전지 팩은,
전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 제1 전극 탭과, 제2 전극 탭을 포함하는 전지 셀; 및
상기 전지 셀과 결합된 보호회로모듈;을 포함하고,
상기 보호회로모듈은,
인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판에 내장된 온도안전소자;를 포함한다.
예를 들어, 상기 온도안전소자는 상기 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭과 열적으로 결합된다.
예를 들어, 상기 이차전지 팩은 상기 인쇄회로기판상의 플레이트를 더 포함하고, 상기 온도안전소자는 상기 플레이트를 통하여 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭과 전기적으로 결합된다.
예를 들어, 상기 인쇄회로기판은 상기 플레이트와 온도안전소자 간에 적어도 하나의 오프닝을 포함하고, 상기 오프닝은 도전성 물질을 수용한다.
예를 들어, 상기 도전성 물질은 크림 솔더일 수 있다.
예를 들어, 상기 플레이트는 금속일 수 있다.
예를 들어, 상기 금속은 니켈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 플레이트의 위치는 상기 온도안전소자의 위치에 대응될 수 있다.
예를 들어, 상기 플레이트는 상기 온도안전소자와 직접 접촉할 수 있다.
예를 들어, 상기 플레이트는 상기 온도안전소자로부터 오프셋 되어 있고, 상기 온도안전소자는 회로 연결부를 통하여 상기 플레이트에 전기적으로 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 회로 연결부는 상기 인쇄회로기판에 내장될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭은 용접에 의해 상기 플레이트에 접촉될 수 있다.
예를 들어, 상기 온도안전소자는 폴리머계 도전성 복합체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복합체는 폴리머와 도전성 필러를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복합체는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP), 또는 에틸렌/폴리프로필렌 중합체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 도전성 필러는 카본 블랙, 카본 파이버, 금속, 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 온도안전소자의 일면은 상기 인쇄회로기판의 일면과 실질적으로 동일한 면을 이룰 수 있다.
예를 들어, 상기 온도안전소자와 인쇄회로기판 사이에 공간이 개재될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지 팩 용 보호회로모듈은,
인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판 내에 내장된 온도안전소자;를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이차전지 팩 용 보호회로모듈은, 상기 온도안전소자와 전기적으로 연결되는 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈은, 전지 셀의 탭에 대하여 전기적으로 접속되는 인쇄회로기판 내에 온도안전소자가 삽입되어 있으므로, 전지 셀의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 온도안전소자가 외부로 노출되어 있는 경우 전달받은 열이 외부로 발산할 수 있으므로, 온도안전소자를 인쇄회로기판 내에 매립시켜 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀을 도시한 분리 사시도,
도 2는 도 1의 전지 셀과 보호회로모듈이 연결되는 상태를 도시한 분리 사시도,
도 3은 도 2의 온도안전소자가 인쇄회로기판에 임베딩된 것을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도안전소자가 인쇄회로기판에 임베딩된 것을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 셀과 보호회로모듈이 연결되는 상태를 도시한 분리 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도안전소자가 인쇄회로기판에 임베딩된 것을 도시한 단면도로서, 도 1의 변형된 실시예를 보여주는 단면도,
도 7은 종래의 온도안전소자의 과충전 테스트 결과를 도시한 그래프,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도안전소자의 과충전 테스트 결과를 도시한 그래프.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여, 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지 셀(100)를 도시한 것이다. 상기 폴리머 전지 셀은 리튬 폴리머 전지 셀일 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 폴리머 전지 셀(100)은 전극 어셈블리(110)와, 상기 전극 어셈블리(110)를 수용하는 케이스(120)를 포함한다. 상기 전극 어셈블리(110)는 양극판(111)과 음극판(112), 상기 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(113)를 포함한다.
상기 양극판(111)에는 양극 탭(114)이 전기적으로 연결되어 있다. 상기 양극 탭(114)에는 양극용 절연 테이프(116)가 감겨져 있다. 상기 음극판(112)에는 음극 탭(115)이 전기적으로 연결되어 있다. 상기 음극 탭(115)에는 음극용 절연 테이프(117)가 감겨져 있다.
상기 케이스(120)는 금속 호일(120a)과, 상기 금속 호일(120a)의 양면에 적층된 절연성 필름(120b)(120c)을 포함하는 것으로서, 유연성을 가지는 파우치형(pouched-type) 케이스이다. 상기 케이스(120)는 상부 케이스(121)와, 상기 상부 케이스(121)와 결합되는 하부 케이스(122)를 포함한다. 상기 상부 케이스(121) 및 하부 케이스(122)는 적어도 일면이 일체로 접합되어 힌지 구조를 가질 수 있다.
상기 전극 어셈블리(110)는 케이스(120) 내에 형성된 공간부(123)에 위치한다. 상기 양극용 절연 테이프(116)와, 음극용 절연 테이프(117)는 케이스(120)의 밀폐면(124)과 함께 열융착 된다. 상기 양극 탭(114)의 단부와, 음극 탭(115)의 단부는 밀폐되는 케이스(120)의 외부로 노출된다.
도 2는 도 1의 폴리머 전지 셀(100)과, 보호회로모듈(Protection circuit module, PCM, 210)이 결합된 이차전지 팩(200)을 분리 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 온도안전소자(213)가 설치된 부분을 절개 도시한 것이다. 예를 들어, 상기 온도안전소자(213)는 PTC 소자(Positive temperature coefficient device) 또는 써멀 퓨즈(thermal fuse)일 수 있다.
이하, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다. 또한, 본 실시예에 따른 이차전지는 파우치형 이차전지뿐만 아니라, 후막형의 금속재로 된 각형 이차전지나, 후막형의 금속재로 된 원통형 이차전지를 포함한다.
도면을 참조하면, 상기 보호회로모듈(210)은 인쇄회로기판(Printed circuit substrate, 211)과, 상기 인쇄회로기판(211) 상에 실장된 복수의 전자 소자(212)와, 안전 소자 역할을 하는 온도안전소자(213)를 포함한다.
상기 인쇄회로기판(211)은 적어도 1층 이상의 회로 패턴층이 적층된 회로 기판이다. 상기 전자 소자(212)는 IC 칩(Integrated circuit chip), FET, 저항기(Resistor), 커패시터(Capacitor) 등을 포함한다.
상기 온도안전소자(213)는 폴리머에 도전성 입자를 포함한 소자를 포함한다.
폴리머계 도전성 복합체는 폴리머, 도전성 필러, 산화 방지제, 및 과산화물가교제의 혼합물로 구성될 수 있다. 폴리머에는 용융 지수 1 내지 10인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP) 또는 에틸렌/폴리프로필렌 중합체 등의 고분자 화합물이 사용될 수 있다.
도전성 필러는 카본 블랙이나, 카본 파이버나, 또는 니켈 등의 금속재나, 금속 산화물이 사용될 수 있다.
폴리머는 일반적으로 절연재지만, 도전성 필러로 인하여 온도안전소자(213)가 상온이나 저온에서 도전성 입자들이 상호 연결되어 도전 경로를 제공하므로, 우수한 도전성을 가진다.
만약, 전지 셀(100)이 특정한 온도 이상으로 상승하거나, 과전류가 흐르게 되면, 상기 온도안전소자(213) 내의 폴리머가 팽창함에 따라 도전성 입자간의 간격이 넓어져서 도전 경로가 차단된다. 여기서, 상기 온도안전소자(213) 내의 폴리머가 팽창됨에 따라 온도안전소자(213)가 매립되거나 내장되는 인쇄회로기판(211)에는 소정의 여유 공간을 확보하여 팽창되는 온도안전소자(213)가 제대로 작동할 수 있도록 할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(211) 내에 매립되거나 내장된 온도안전소자(213)는 모든 면에서 인쇄회로기판(211)과 접촉하거나 또는 적어도 하나 이상의 면에서 인쇄회로기판(211)으로부터 이격될 수 있다.
상기 케이스(120)로부터 인출된 양극 탭(114)은 상기 인쇄회로기판(211)에 형성된 제 1 단자(214)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 케이스(120)로부터 인출된 음극 탭(115)은 상기 인쇄회로기판(211)에 형성된 온도안전소자(213)에 전기적으로 연결되어 있다.
여기서, 상기 온도안전소자(213)는 상기 음극 탭(115)과 대향되는 상기 인쇄회로기판(211)의 일면(211a)에 내장(embedded)되어 있다.
보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 온도안전소자(213)는 상기 인쇄회로기판(211) 내에 삽입(embedded)되어 있다. 상기 온도안전소자(213)는 상기 음극 탭(115)과 대향되는 인쇄회로기판(211)의 일면(211a)으로부터 소정 깊이 삽입되어 있다. 상기 온도안전소자(213)는 상기 음극 탭(115)과 대체로 정렬되도록 배치되어 있다.
이때, 상기 온도안전소자(213)와 음극 탭(115) 사이에는 플레이트, 예를 들어, 금속 플레이트(215)가 설치되어 있다. 즉, 상기 인쇄회로기판(211)의 일면(211a)에는 금속 플레이트(215)가 부착되어 있다. 상기 금속 플레이트(215)는 상기 온도안전소자(213)와 대체로 정렬되도록 상기 인쇄회로기판(211)의 일면(211a)에 부착되어 있다. 상기 금속 플레이트(215)의 윗면에는 음극 탭(115)이 스폿 용접 또는 다른 방식으로 고정된다. 상기 금속 플레이트(215)는 도전성이 우수한 금속재, 예컨대, 니켈 플레이트가 바람직하다.
상기 금속 플레이트(215)는 상기 온도안전소자(213)에 대하여 오프닝(211b)을 통하여 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 상기 인쇄회로기판(211)의 일면(211a)으로부터 상기 온도안전소자 (213)의 표면까지 오프닝(211b)이 형성되어 있다. 상기 오프닝(211b)에는 크림 솔더(cream solder)와 같은 도전재(311)가 충진되어 있다.
이에 따라, 상기 금속 플레이트(215)의 일 표면은 상기 도전재(311)에 의하여 상기 온도안전소자(213)에 전기적으로 연결되어 있다. 한편, 상기 금속 플레이트(215)의 다른 표면은 상기 음극 탭(115)에 전기적으로 연결되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 이차전지 팩(200)은 구동중 전지 셀(100) 내부의 전극 어셈블리(110)의 온도가 상승하게 되면, 전지 셀(100) -> 음극 탭(115) -> 금속 플레이트(215) -> 도전재(311) -> 온도안전소자(213) 순으로 열이 전달하게 된다.
이때, 전지 셀(100) 내부의 온도가 기준 온도, 예컨대, 80℃ 이상으로 상승하면 상기 온도안전소자(213)의 저항치가 증가되어서 전류를 차단시키게 된다. 이에 따라, 전지 셀(100)의 파손을 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도안전소자(413)가 설치된 부분을 절개 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 온도안전소자(413)는 인쇄회로기판(411) 내에 삽입되어 있다. 이때, 도 3의 실시예처럼, 상기 온도안전소자(413)는 상기 인쇄회로기판(411) 내에 완전히 매립되지 않고, 상기 온도안전소자(413)의 일면(413a)이 외부로 노출되어 있다. 상기 온도안전소자(413)의 일면(413a)이 노출된 면은 실질적으로 상기 인쇄회로기판(411)의 일면(411a)과 동일한 면을 이룰 수 있다.
상기 온도안전소자(413)의 일면(413a)과 음극 탭(115) 사이에는 금속 플레이트(415)가 설치되어 있다. 상기 금속 플레이트(415)의 일 표면은 상기 온도안전소자(413)의 일면(413a)에 직접적으로 전기적으로 연결되어 있다. 한편, 상기 금속 플레이트(415)의 다른 표면은 상기 음극 탭(115)에 스폿 용접되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 온도안전소자(413)는 음극 탭(115)과, 금속 플레이트(415)를 경유하여 전달되는 전지 셀(도 1의 100)의 온도를 검출하여 전류 흐름을 선택적으로 차단하게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 팩(500)을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 보호회로모듈(510)은 인쇄회로기판(511)과, 상기 인쇄회로기판(511) 상에 실장된 복수의 전자 소자(512)와, 온도안전소자(513)를 포함한다.
케이스(120)로부터 인출된 양극 탭(114)은 상기 인쇄회로기판(511)에 형성된 제 1 단자(514)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 케이스(120)로부터 인출된 음극 탭(115)은 상기 인쇄회로기판(511)에 형성된 온도안전소자(513)에 전기적으로 연결되어 있다.
상기 온도안전소자(513)는 상기 인쇄회로기판(511)에 내장되어 있다. 상기 온도안전소자(513)는 음극 탭(115)과 대향되는 인쇄회로기판(511)의 일면(511a)으로부터 소정 깊이 삽입되어 있다. 상기 온도안전소자(513)는 상기 음극 탭(115)과 대응되지 않는 위치에 배열되어 있다. 즉, 도 3 또는 도 4의 실시예에서는 음극 탭과 온도안전소자가 서로 대향하는 구조로 형성되나, 도 5의 실시예에서는 음극 탭(115)과 온도안전소자(513)가 서로 대향하지 않는다. 즉, 온도안전소자(513)가 음극 탭(115)과 정렬되지 않는다.
이때, 상기 음극 탭(115)은 상기 인쇄회로기판(511)에 형성된 제 2 단자(515)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 온도안전소자(513)는 회로 연결부, 예를 들어, 회로 배선(516)에 의하여 상기 제 2 단자(515)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 회로 배선(516)은 상기 인쇄회로기판(511) 내에 매립되어 있으며, 상기 회로 배선(516)의 일단은 온도안전소자(513)에 접속되어 있고, 타단은 제 2 단자(515)에 접속되어 있다.
대안으로는, 상기 온도안전소자(513)는 상기 제 2 단자(515) 없이 인쇄회로기판(511)에 패턴화된 회로 배선(516)에 의하여 상기 음극 탭(115)에 연결될 수 있는 등 금속 플레이트 없이 상기 온도안전소자(513)가 음극 탭(115)에 전기적으로 접속되는 구조라면 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 구성을 가지는 온도안전소자(513)는 제 2 단자(515)와, 회로 배선(516)을 경유하여 전달되는 전지 셀(100)의 온도를 검출하여 전류 흐름을 선택적으로 차단하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도안전소자(213)가 설치된 부분을 절개 도시한 것으로, 도 1의 변형된 실시예를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 인쇄회로기판(511)과 온도안전소자(213) 사이에는 소정의 여유공간(S)이 확보된다. 인쇄회로기판(511) 내에 매립된 온도안전소자(213)는 내부 폴리머의 팽창에 따른 부피팽창을 경험할 수 있고, 상기 여유공간(S)은 온도안전소자(213)의 팽창을 수용함으로써 온도안전소자(213)의 정상적인 작동을 보장한다.
이상에서 설명된 실시예들은 온도안전소자가 음극 탭에 대하여 전기적으로 연결되는 구성에 대한 것들이나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 온도안전소자 소자가 양극 탭과 연결되는 구성도 본 발명의 범주에 포함된다.
일 실시형태로서, 양극 탭 및 음극 탭은 충방전 동작을 선택하기 위한 스위치 소자(미도시) 및 전지 셀(100)의 충방전 상태를 모니터링하고 제어하기 위한 BMS(Battery Management System, 미도시)를 통하여 외부 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 외부 단자란 외부 전원공급장치의 단자 또는 외부 부하의 전원단자가 전기적으로 연결될 수 있는 단자이며 인쇄회로기판에 형성될 수 있다.
상기 스위치 소자는 전지 셀(100)의 충방전 동작을 선택적으로 턴-온/턴-오프 시키기 위한 절환 기능을 수행하며, 전계 효과 트랜지스터(FET)로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 다른 종류의 스위치 가능을 수행하는 전기 소자로 구성될 수도 있다.
상기 BMS는 전지 셀(100)을 보호하기 위하여, 충방전 전압이나 전류와 같은 상태정보를 입수하고 전지 셀(100)이 이상 현상(과충전, 과방전 등)을 나타낼 경우 충방전 스위치 소자를 턴-오프 시켜 전지 셀(100)을 보호할 수 있다. 한편, 상기 스위치 소자 및 BMS는 인쇄회로기판에 장착되거나 인쇄회로기판과 별도로 구성될 수도 있다.
이하, 본 출원인의 실험에 따른 과충전 테스트 결과를 설명하면 다음과 같다.
도 7은 종래의 온도안전소자를 가지는 이차전지 팩의 과충전 테스트 결과를 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도안전소자를 가지는 이차전지 팩의 과충전 테스트 결과를 도시한 그래프이다.
여기서, 종래의 경우는 인쇄회로기판 상에 온도안전소자와 전극 단자가 각각 실장되어 노출되어 있으며, 온도안전소자와 전극 단자는 회로 배선에 의하여 연결되며, 전지 셀의 전극 탭은 전극 단자에 연결된 구조이다. 따라서, 전지 셀의 열 전달 경로는 전지 셀의 전극 탭 -> 인쇄회로기판의 전극 단자 -> 회로 배선 -> 온도안전소자 이다.
본 실시예의 경우, 인쇄회로기판(211) 내에 온도안전소자(213)가 매립되고, 온도안전소자(213)는 오프닝(211b)에 충진된 도전재(311)에 의하여 금속 플레이트(215)에 전기적으로 연결되고, 전지 셀의 음극 탭(115)은 금속 플레이트(215)에 연결된 구조이다. 따라서, 전지 셀의 열 전달 경로는 음극 탭(115) -> 금속 플레이트(215) -> 도전재(311) -> 온도안전소자(213) 순으로 열이 전달되게 된다.
도 7을 참조하면, 종래의 이차전지 팩은 구동중 상승하는 전지 셀의 온도를 감지하는 온도안전소자가 제대로 작동하지 않아서, 소망하는 온도인 80℃에서 전류를 차단시키지 못하고 200℃까지 올라간다. 예를 들어, 전지 셀은 대략 120 ℃에서 부풀어올라 터지게 된다.
반면에, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩은 상승하는 전지 셀의 온도를 감지하는 온도안전소자(213)가 작동하여서, 소망하는 온도인 80℃에서 전류의 흐름을 차단시킨다. 이에 따라, 전지 셀은 터지지 않게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 이차전지 팩 및 이차전지 팩 용 보호회로모듈은 전지 셀의 음극 탭에 대하여 전기적으로 접속되는 인쇄회로기판 내에 온도안전소자가 삽입되어 있으므로, 전지 셀의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 온도안전소자가 정상적으로 작동되기 위해서는 전지 셀에서 발생된 열을 100% 가깝게 전달받아야 하고, 이를 위해서 온도안전소자가 음극 탭과 정렬되도록 위치되고 상대적으로 가깝게 위치될 수 있다. 또한, 온도안전소자가 외부로 노출되어 있는 경우 전달받은 열이 외부로 발산할 수 있으므로, 온도안전소자를 인쇄회로기판 내에 매립시켜 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 전지 셀 115: 플레이트
112: 음극 탭 114: 양극 탭
120: 케이스 210: 보호회로모듈
211,411,511: 인쇄회로기판 211b: 오프닝
213,413,513: 온도안전소자 소자 214,514: 제1 단자
215,415: 금속 플레이트 311: 도전재
515: 제2 단자 516: 회로 배선
S: 여유공간

Claims (20)

  1. 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 제1 전극 탭과, 제2 전극 탭을 포함하는 전지 셀; 및
    상기 전지 셀과 결합된 보호회로모듈;을 포함하고,
    상기 보호회로모듈은,
    인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판에 내장된 온도안전소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도안전소자는 상기 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭과 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판상의 플레이트를 더 포함하고, 상기 온도안전소자는 상기 플레이트를 통하여 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭과 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 플레이트와 온도안전소자 간에 적어도 하나의 오프닝을 포함하고, 상기 오프닝은 도전성 물질을 수용하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 크림 솔더인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트는 금속인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속은 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트의 위치는 상기 온도안전소자의 위치에 대응되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 온도안전소자와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 온도안전소자로부터 오프셋 되어 있고, 상기 온도안전소자는 회로 연결부를 통하여 상기 플레이트에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회로 연결부는 상기 인쇄회로기판에 내장되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극 탭 또는 제2 전극 탭은 용접에 의해 상기 플레이트에 접촉되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 온도안전소자는 폴리머계 도전성 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복합체는 폴리머와 도전성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복합체는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP), 또는 에틸렌/폴리프로필렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 도전성 필러는 카본 블랙, 카본 파이버, 금속, 또는 금속 산화물 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 온도안전소자의 일면은 상기 인쇄회로기판의 일면과 실질적으로 동일한 면을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 온도안전소자와 인쇄회로기판 사이에 공간이 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  19. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판 내에 내장된 온도안전소자;를 포함하는 이차전지 팩 용 보호회로모듈
  20. 제19항에 있어서,
    상기 온도안전소자와 전기적으로 연결되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩 용 보호회로모듈.
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