KR20110121916A - 이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비하는 이차전지 - Google Patents

이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비하는 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관한 이차전지 보호용 회로모듈은, 회로 지지부와 회로 지지부로부터 연장하는 배선 지지부를 구비하며 유연성을 갖는 전기 절연 소재의 기판과, 회로 지지부에 형성되는 전기 전도성 소재의 회로 패턴부와, 회로 패턴부에 전기적으로 연결되어 배선 지지부를 따라 연장하도록 배선 지지부에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부와, 회로 패턴부에 전기적으로 연결되며 회로 지지부의 일측 면에 배치된 회로소자와, 회로 지지부를 지지하도록 회로 지지부의 타측 면에 형성되는 강화부를 구비한다.

Description

이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비하는 이차전지{Protection circuit module and rechargeable battery with the same}
본 발명의 실시예는 이차전지 보호용 회로모듈 및 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유연성 기판의 일부분에 강화부가 형성되어 제조가 용이하며 제품 불량 발생율이 최소화된 이차전지 보호용 회로모듈과 이를 구비한 이차전지를 제공한다.
배터리에는 과충전이나 과방전 등을 방지하도록 보호회로가 장착된다. 배터리의 보호회로는 일반적으로 경질의 인쇄회로기판으로 구현된다. 보호회로를 구비하는 경질의 인쇄회로기판은 배선에 의해 외부의 제어회로 모듈과 연결되거나 전지모듈의 단자와 연결된다. 배선이나 단자는 납땜 방식에 의해 경질의 인쇄회로기판에 연결되는데, 납땜 작업 중에 전달되는 열로 인해 경질의 인쇄회로기판에 배치된 회로소자에 열적 손상이 가해지는 문제점이 있었다. 또한 경질의 인쇄회로기판과 배선을 납땜으로 연결하는 공정이 어려워 제품의 불량이 많이 발생하는 문제점도 있었다.
본 발명의 목적은 제조가 용이하며 제품 제작 중 불량 발생율이 최소화된 이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비한 이차전지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 보호회로를 구성하는 소자들과 기판 등의 구성 요소들이 열적 손상으로부터 보호되는 이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비한 이차전지를 제공하는 데 있다.
본 발명은 유연성 기판의 일부분에 강화부가 형성된 이차전지 보호용 회로모듈과 이를 구비한 이차전지를 제공한다.
본 발명에 관한 이차전지 보호용 회로모듈은, 회로 지지부와 회로 지지부로부터 연장하는 배선 지지부를 구비하며 유연성을 갖는 전기 절연 소재의 기판과, 회로 지지부에 형성되는 전기 전도성 소재의 회로 패턴부와, 회로 패턴부에 전기적으로 연결되어 배선 지지부를 따라 연장하도록 배선 지지부에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부와, 회로 패턴부에 전기적으로 연결되며 회로 지지부의 일측 면에 배치된 회로소자와, 회로 지지부를 지지하도록 회로 지지부의 타측 면에 형성되는 강화부를 구비한다.
본 발명에 있어서, 강화부는 절연성 경질 기판으로 제조될 수 있으며, 접착제를 개재하여 회로 지지부의 타측 면에 부착될 수 있다.
본 발명에 있어서, 강화부는 회로 지지부의 타측 면에 수지를 몰딩하여 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 이차전지 보호용 회로모듈은, 회로 패턴부와 배선부를 덮도록 기판의 일측 면에 형성되는 보호층을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 이차전지 보호용 회로모듈은 일단이 회로 패턴부에 연결되고 타단이 회로 지지부의 가장자리에 배치된 전도성 금속 소재의 단자 연결부를 더 구비할 수 있고, 보호층과 회로 지지부와 강화부는 단자 연결부가 노출되도록 단자 연결부에 대응되는 부분이 개방된 개구부들을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 단자 연결부는 복수 개의 전극층들로 이루어질 수 있고, 단자 연결부의 타단에서 전극층들은 서로 분리 가능하다.
본 발명에 있어서, 배선 지지부의 단부에는 배선부에 전기적으로 연결되며 외부 기기와 전기적 접속을 위해 외부로 노출된 외부 단자가 구비될 수 있다.
본 발명에 관한 이차전지는, 외부로 인출된 한 쌍의 단자 전극들을 갖는 전지 모듈과, 회로 지지부와 회로 지지부로부터 연장하는 배선 지지부를 구비하며 유연성을 갖는 전기 절연 소재의 기판과 회로 지지부에 형성되며 단자 전극들에 전기적으로 연결된 전기 전도성 소재의 회로 패턴부와 회로 패턴부에 전기적으로 연결되어 배선 지지부를 따라 연장하도록 배선 지지부에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부와, 회로 패턴부에 전기적으로 연결되며 회로 지지부의 일측 면에 배치된 회로소자와 회로 지지부를 지지하도록 회로 지지부의 타측 면에 형성되는 강화부를 구비하는 보호용 회로모듈을 구비한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 이차전지 보호용 회로모듈은, 유연성 기판의 일부분에 강화부가 형성되어 회로들이 안정적으로 지지될 수 있다. 또한 단자 연결부들이 복수 개의 전극층들로 이루어질 수 있으므로 전지모듈의 단자 전극들과 단자 연결부들을 연결하기 위한 용접 작업이 용이하게 실시될 수 있다. 또한 강화부와 기판에 단자 연결부들을 노출시키는 개구부가 형성될 수 있어 보호회로를 구성하는 소자들과 기판 등의 구성 요소들에 열적 손상이 잘 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈을 구비한 이차전지의 결합 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차전지 보호용 회로모듈의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 보호용 회로모듈이 결합된 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 이차전지에서 Ⅳ-Ⅳ의 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈의 제작 공정의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 이차전지 보호용 회로모듈의 제작이 완료된 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 본 발명에 관한 이차전지 보호용 회로모듈 및 이를 구비한 이차전지의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈을 구비한 이차전지의 결합 구조를 나타낸 사시도이다.
도 1에 나타난 실시예에 관한 이차전지는 전지모듈(200)과, 전지모듈(200)에 연결되는 이차전지 보호용 회로모듈(5)을 구비한다. 이차전지 보호용 회로모듈(5)은 기판(10)과 회로 패턴부(20)와 배선부(30)와 회로소자(40)와 강화부(50)를 구비한다. 이차전지 보호용 회로모듈(5)은 단자 연결부들(60, 70)에 의해 전지모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상부 외장재(110) 및 하부 외장재(120)로 이루어지는 외장재(100)에 전지모듈(200)을 수용한 후 밀봉하면 베어 셀의 조립이 완성된다.
상부 외장재(110) 및 하부 외장재(120)는 일의 가장자리가 일체로 접합되어 있으며, 나머지 세 개의 가장자리들은 개방되므로, 외장재(100)의 내부에 전지모듈(200)을 수용할 수 있다. 하부 외장재(120)에는 전지모듈(200)을 수용할 수 있는 수용부(121)가 프레스(press) 가공 등의 방법으로 형성된다.
열융착하여 밀봉될 수 있는 하부 실링부(122)가 하부 외장재(120)의 가장자리에 형성되며, 상부 외장재(110)는 하부 실링부(122)에 대응되는 상부 실링부(112)를 구비한다.
전지모듈(200)은 양극 활물질이 첨가된 양극용 슬러리가 도포된 양극판(210)과, 음극 활물질이 첨가된 음극용 슬러리가 도포된 음극판(220)과, 양극판(210)과 음극판(220)의 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터(230)를 적층하여 적층체를 형성한 후, 적층체를 권취하여 제조된다.
양극판(210)은 알루미늄 등의 재질로 이루어지는 양극 집전체에 양극용 슬러리가 도포되는 양극 활물질층과 양극용 슬러리가 도포되지 않은 양극 무지부를 구비할 수 있다. 양극 무지부에는 일정 길이의 양극 탭(240)이 접합되며, 양극 탭(240)은 밀봉되는 외장재(100)의 일측으로 돌출될 수 있다.
음극판(220)은 니켈 등의 재질로 이루어지는 음극 집전체에 음극용 슬러리가 도포되는 음극 활물질층과 음극용 슬러리가 도포되지 않은 음극 무지부를 구비할 수 있다. 음극 무지부에는 일정 길이의 음극 탭(250)이 접합되며, 음극 탭(250)은 밀봉되는 외장재(100)의 일측으로 돌출될 수 있다. 전지모듈(200)의 양극 탭(240)과 음극 탭(250)은 본 발명의 단자 전극들에 해당하며, 이차전지 보호용 회로모듈(5)에 전기적으로 연결되는 부분이다.
외장재(100)의 밀봉성을 향상시키기 위해 실링부(112, 122)와 겹쳐지는 부분에서 양극 탭(240) 및 음극 탭(250)의 외측을 감싸도록 접착성 탭 테이프(260, 270)를 배치할 수 있다.
전지모듈(200)이 외장재(100)에 수용된 후 외장재(100)가 밀봉되면 전지모듈(200)은 충전과 방전 및 오작동을 제어하기 위한 이차전지 보호용 회로모듈(5)과 연결될 수 있다.
도 2는 도 1의 이차전지 보호용 회로모듈의 구조를 나타낸 사시도이다.
이차전지 보호용 회로모듈(5)은 일측 면에 회로 패턴부(20)와 배선부(30)가 형성되며 회로소자(40)가 실장된 전기 절연 소재의 기판(10)과, 기판(10)에 결합된 강화부(50)를 구비한다.
기판(10)은 전기 절연성을 가지며 유연성을 갖는 소재로 제조될 수 있다. 기판(10)은 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET; ploy ethylene terephthalate), 폴리 이미드(PI; polyimide) 등의 전기 절연성을 갖는 유연성 시트로 제작될 수 있다.
기판(10)은 회로 지지부(11)와 회로 지지부(11)로부터 연장하는 배선 지지부(12)를 구비한다. 회로 지지부(11)의 표면에는 전기 전도성 소재로 이루어지는 회로 패턴부(20)가 형성된다. 배선부(30)에는 회로 패턴부(20)에 전기적으로 연결되어 배선 지지부(12)를 따라 연장하며 배선 지지부(12)의 표면에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부(30)가 형성된다. 회로 패턴부(20)와 배선부(30)는 구리나 니켈 등과 같은 전기 전도성 금속 소재를 기판(10)의 표면에 패터닝하여 형성될 수 있다.
배선 지지부(12)의 단부에는 배선부(30)에 전기적으로 연결되며 외부 기기와 전기적 접속을 위해 외부로 노출된 외부 단자(85)가 형성될 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 형태의 외부 단자(85)의 구조에 한정되는 것은 아니며, 이를 변형하여 배선부(30)와 전기적으로 연결된 외부 단자를 구비하는 별도의 커넥터 조립체를 배선 지지부(12)의 단부에 결합할 수 있다.
회로 패턴부(20)와 배선부(30)를 갖는 기판(10)의 표면에 회로보호를 위해 절연 필름을 사용하여 보호층(15)을 형성하면, 이른바 유연성 기판 인쇄회로기판(FPCB; Flexible printed circuit board)이 완성된다.
기판(10)의 일측 면에는 복수 개의 회로소자(40)가 실장될 수 있다. 회로소자(40)는 보호회로모듈(41)과, PTC(42)와, 수동소자(43) 등을 포함할 수 있다.
보호회로모듈(41)은 충전과 방전을 제어하기 위한 다양한 보호회로 및 전기 소자들로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 충방전 FET 소자, 퓨즈, 온도 센서, 제어부, 센서 저항 등을 포함할 수 있다.
PTC(42)는 온도가 특정 임계치를 넘으면 전기 저항이 거의 무한대로 상승하는 소자로, 전지가 이상 고온이 이를 때 충방전 전류의 흐름을 차단한다. PTC(42)는 가역적인 동작을 하기 때문에, PTC(42)가 작동하여 전류가 정지한 후 전지의 온도가 내려가면 PTC(42)의 저항은 다시 작아져서 전지가 정상적으로 작동할 수 있다.
수동소자(43)는, 예를 들어 정전기 억제용 저항이나, 전원 변동 억제용 커패시터나, 인덕터나, 다이오드 등일 수 있다.
회로 지지부(11)의 타측 면에는 회로 지지부(11)를 지지하는 강화부(50)가 형성된다. 도 1 및 도 2에 나타난 실시예에서는 강화부(50)가 절연성 경질의 소재를 이용하여 기판으로 제조될 수 있고, 강화부(50)는 접착제(55)를 개재하여 회로 지지부(11)의 타측 면에 부착된다. 예를 들어 강화부(50)는 경질의 인쇄회로기판 제작에 사용되는 소재로 이루어질 수 있으며, 접착제(55)로는 탄소 섬유, 유리 섬유의 직물 혹은 일 방향으로 정돈된 섬유에 각종 수지를 함침하여 제조된 시트 형상의 프리프레그를 이용할 수 있다.
이차전지 보호용 회로모듈(5)은 단자 연결부들(60, 70)을 더 구비할 수 있다. 단자 연결부들(60, 70)의 일단은 회로 패턴부(20)에 연결되고, 타단은 회로 지지부(11)의 가장자리를 향해 연장한다. 단자 연결부들(60, 70)은 니켈 등과 같은 전기 전도성 금속 소재를 기판(10)의 표면에 박막 코팅하여 형성될 수 있다. 단자 연결부들(60, 70)은 각각 두 개의 전극층들(61, 62, 71, 72)로 이루어질 수 있다.
전극층들(61, 62, 71, 72)의 일단은 회로 패턴부(20)에 연결되며 보호층(15)에 덮이므로, 전극층들(61, 62, 71, 72)의 타단은 회로 지지부(11)의 가장자리를 향하여 연장하며 서로 분리될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 상측의 전극층들(62, 72)을 하측의 전극층들(61, 71)로부터 벌려서 상측을 향해 구부린 후에, 전극층들(61, 62, 71, 72)의 사이에 양극 탭(240)과 음극 탭(250)을 삽입하고 다시 상측의 전극층들(62, 72)을 하측을 향해 구부려 용접 작업을 실시할 수 있다.
전지모듈(200)에는 예를 들어 리튬 이차 전지가 이용될 수 있는데, 전기 화학적 작용을 위해 리튬 이차 전지의 양극 탭(240)에는 알루미늄(Al)이 이용되고 음극 탭(250)에는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)과 같은 금속이 이용될 수 있다. 이와 같이 양극 탭(240)과 음극 탭(250)이 서로 상이한 소재로 제조되므로 단자 연결부들(60, 70)과 용접 작업을 실시할 때에 단자 연결부(60)와 양극 탭(240)의 용접 작업이 어려울 수 있다. 그러나 본 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈(5)에서는 단자 연결부들(60, 70)이 분리 가능한 두 개의 전극층들(61, 62, 71, 72)로 이루어져 양측 면에서 양극 탭(240)과 음극 탭(250)을 지지하므로 용접 작업이 용이하며 제품의 불량 발생율이 최소화될 수 있다.
도 3은 도 1의 보호용 회로모듈이 결합된 이차전지를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 이차전지에서 Ⅳ-Ⅳ의 선을 따라 취한 단면도이다.
회로 지지부(11)는 단자 연결부(60, 70)가 노출되도록 단자 연결부(60, 70)에 대응되는 부분이 개방된 개구부(14)를 구비한다. 또한 강화부(50)도 회로 지지부(11)의 개구부(14)에 대응되는 위치에 개방되도록 형성된 개구부(54)를 구비한다. 따라서 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 용접봉(80)을 이용하여 용접 작업을 실시할 때에는 회로 지지부(11)의 개구부(14)를 통해 단자 연결부(60, 70)와 양극 탭(240)과 음극 탭(250)의 연결 부분에 접근할 수 있다. 단자 연결부(60, 70)의 하측 부분에 해당하는 강화부(50)에 개구부(54)가 형성되어 있으므로 용접이 진행되는 동안 전달되는 열에 의해 강화부(50)나 회로 지지부(11)가 변형되는 등의 현상이 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈의 제작 공정의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 이차전지 보호용 회로모듈의 제작이 완료된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6에 나타난 실시예에 관한 이차전지 보호용 회로모듈에 있어서, 이차전지 보호용 회로모듈은 전체적인 구성에 있어서 도 1 내지 도 4에 나타난 실시예에 관한 회로모듈과 유사하며 강화부의 형태가 변형되었다. 동일한 구성 요소들에 대해서는 상술한 실시예와 동일한 도면 부호를 이용하였다.
이차전지 보호용 회로모듈(505)은 회로 패턴부(20)와 배선부(30)가 형성되며 회로소자(40)가 실장된 전기 절연 소재의 기판(10)과, 기판(10)에 결합된 강화부(550)를 구비한다. 기판(10)은 회로 지지부(11)와 회로 지지부(11)로부터 연장하는 배선 지지부(12)를 구비한다. 도면에 도시하지는 않았지만 기판(10)의 강화부(550)가 형성되는 면의 반대측 면에는 복수 개의 회로소자가 실장될 수 있다.
강화부(550)는 회로 지지부(11)의 표면에 수지를 몰딩하여 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 것과 같이 수지 몰딩용 노즐(90)이 회로 지지부(11)의 표면에 수지를 도포함으로써 강화부(550)가 형성될 수 있다. 강화부(550)는 회로 지지부(11)의 가장자리에 형성된 개구부(554)를 피하여 도포되므로, 강화부(550)가 형성된 이후에도 개구부(554)를 통해 단자 연결부(60, 70)가 외부로 노출될 수 있다. 이와 같이 강화부(550)가 수지를 몰딩하여 형성됨으로써 회로 지지부(11)를 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 이차전지 보호용 회로모듈(505)이 노이즈에 강해지는 장점도 갖는다.
도 5 및 도 6을 참조하면 단자 연결부들(60, 70)의 일단은 회로 패턴부(20)에 연결되고, 타단은 회로 지지부(11)의 가장자리를 향해 연장한다. 단자 연결부들(60, 70)은 니켈 등과 같은 전기 전도성 금속 소재를 기판(10)의 표면에 박막 코팅하여 형성될 수 있다. 단자 연결부들(60, 70)은 각각 두 개의 전극층들(61, 62, 71, 72)로 이루어질 수 있다.
전극층들(61, 62, 71, 72)의 일단은 회로 패턴부(20)에 연결되며 보호층(15)에 덮이므로, 전극층들(61, 62, 71, 72)의 타단은 회로 지지부(11)의 가장자리를 향하여 연장하며 서로 분리될 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이 상측의 전극층(72)을 하측의 전극층(71)으로부터 벌려서 상측을 향해 구부린 후에, 전극층들(71, 72)의 사이에 전지모듈의 탭을 삽입하고 다시 상측의 전극층(72)을 하측을 향해 구부려 용접 작업을 실시할 수 있다.
단자 연결부들(60, 70)에 대한 용접이 이루어지는 부분에는 개구부(554)가 형성되어 있으므로, 용접이 진행되는 동안 전달되는 열에 의해 강화부(550)나 회로 지지부(11)가 변형되는 등의 현상이 발생하지 않는다.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
5: 이차전지 보호용 회로모듈 85: 외부 단자
10: 기판 90: 몰딩용 노즐
11: 회로 지지부 100: 외장재
12: 배선 지지부 110: 상부 외장재
14: 개구부 112: 상부 실링부
15: 보호층 120: 하부 외장재
20: 회로 패턴부 121: 수용부
30: 배선부 122: 하부 실링부
40: 회로소자 200: 전지모듈
41: 보호회로모듈 210: 양극판
42: PTC 220: 음극판
43: 수동소자 230: 세퍼레이터
50: 강화부 240: 양극 탭
54: 개구부 250: 음극 탭
55: 접착제 260, 270: 접착성 탭 테이프
60, 70: 단자 연결부 550: 강화부
61, 62, 71, 72: 전극층들 505: 이차전지 보호용 회로모듈
80: 용접봉 554: 개구부

Claims (14)

  1. 회로 지지부와 상기 회로 지지부로부터 연장하는 배선 지지부를 구비하며, 유연성을 갖는 전기 절연 소재의 기판;
    상기 회로 지지부에 형성되는 전기 전도성 소재의 회로 패턴부;
    상기 회로 패턴부에 전기적으로 연결되어 상기 배선 지지부를 따라 연장하도록 상기 배선 지지부에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부;
    상기 회로 패턴부에 전기적으로 연결되며 상기 회로 지지부의 일측 면에 배치된 회로소자; 및
    상기 회로 지지부를 지지하도록 상기 회로 지지부의 타측 면에 형성되는 강화부;를 구비하는, 이차전지 보호용 회로모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강화부는 절연성 경질 기판으로 제조되어, 접착제를 개재하여 상기 회로 지지부의 상기 타측 면에 부착되는, 이차전지 보호용 회로모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 강화부는 상기 회로 지지부의 상기 타측 면에 수지를 몰딩하여 형성되는, 이차전지 보호용 회로모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회로 패턴부와 상기 배선부를 덮도록 상기 기판의 일측 면에 형성되는 보호층을 더 구비하는, 이차전지 보호용 회로모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    일단은 상기 회로 패턴부에 연결되고, 타단은 상기 회로 지지부의 가장자리에 배치된 전도성 금속 소재의 단자 연결부를 더 구비하고,
    상기 보호층과 상기 회로 지지부와 상기 강화부는 상기 단자 연결부가 노출되도록 상기 단자 연결부에 대응되는 부분이 개방된 개구부들을 구비하는, 이차전지 보호용 회로모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단자 연결부는 복수 개의 전극층들로 이루어지고, 상기 단자 연결부의 타단에서 상기 전극층들은 서로 분리 가능한, 이차전지 보호용 회로모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배선 지지부의 단부에는 상기 배선부에 전기적으로 연결되며 외부 기기와 전기적 접속을 위해 외부로 노출된 외부 단자가 구비된, 이차전지 보호용 회로모듈.
  8. 외부로 인출된 한 쌍의 단자 전극들을 갖는 전지 모듈; 및
    회로 지지부와 상기 회로 지지부로부터 연장하는 배선 지지부를 구비하며 유연성을 갖는 전기 절연 소재의 기판과, 상기 회로 지지부에 형성되며 상기 단자 전극들에 전기적으로 연결된 전기 전도성 소재의 회로 패턴부와, 상기 회로 패턴부에 전기적으로 연결되어 상기 배선 지지부를 따라 연장하도록 상기 배선 지지부에 형성된 전기 전도성 소재의 배선부와, 상기 회로 패턴부에 전기적으로 연결되며 상기 회로 지지부의 일측 면에 배치된 회로소자와, 상기 회로 지지부를 지지하도록 상기 회로 지지부의 타측 면에 형성되는 강화부를 구비하는, 보호용 회로모듈;을 구비하는, 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강화부는 경질의 절연성 기판으로 제조되며, 접착제를 개재하여 상기 회로 지지부의 상기 타측 면에 부착되는, 이차전지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 강화부는 상기 회로 지지부의 상기 타측 면에 수지를 몰딩하여 형성되는, 이차전지.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 보호용 회로모듈은, 상기 회로 패턴부와 상기 배선부를 덮도록 상기 기판의 일측 면에 형성되는 보호층을 더 구비하는, 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보호용 회로모듈은, 일단은 상기 회로 패턴부에 연결되고 타단은 상기 회로 지지부의 가장자리에 배치된 전도성 금속 소재의 단자 연결부를 더 구비하고, 상기 회로 패턴부는 상기 단자 연결부를 통해 상기 단자 전극들에 연결되며,
    상기 보호층과 상기 회로 지지부와 상기 강화부는 상기 단자 연결부가 노출되도록 상기 단자 연결부에 대응되는 부분이 개방된 개구부들을 구비하는, 이차전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단자 연결부는 복수 개의 전극층들로 이루어지고, 상기 단자 연결부의 타단에서 상기 전극층들은 서로 분리 가능한, 이차전지.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 배선 지지부의 단부에는 상기 배선부에 전기적으로 연결되며 외부 기기와 전기적 접속을 위해 외부로 노출된 외부 단자가 구비된, 이차전지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140022236A (ko) * 2012-08-13 2014-02-24 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 전지 모듈
WO2023132663A1 (en) * 2022-01-05 2023-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140002846A (ko) * 2012-06-26 2014-01-09 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈 및 전지 모듈의 검사 방법
KR102052062B1 (ko) * 2012-07-25 2019-12-04 삼성에스디아이 주식회사 땜납부재의 수용을 위한 연결부재를 포함하는 배터리팩
US9553342B2 (en) * 2013-05-16 2017-01-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US20150092360A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Nike, Inc. Battery overmolding
KR102130828B1 (ko) * 2014-02-17 2020-07-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102161628B1 (ko) 2014-03-14 2020-10-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리팩
US11458851B2 (en) 2014-07-03 2022-10-04 The Noco Company Jump starting apparatus
US11788500B2 (en) * 2016-02-11 2023-10-17 The Noco Company Battery device for a battery jump starting device
US9007015B1 (en) 2014-07-03 2015-04-14 The Noco Company Portable vehicle battery jump start apparatus with safety protection
KR102320437B1 (ko) * 2015-03-03 2021-11-01 삼성에스디아이 주식회사 플렉서블 이차 전지
CN106887562B (zh) * 2015-12-15 2020-12-04 小米科技有限责任公司 电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法
US10785864B2 (en) 2017-09-21 2020-09-22 Amazon Technologies, Inc. Printed circuit board with heat sink
US10264678B1 (en) * 2017-10-03 2019-04-16 Rfmicron, Inc. Integrated and flexible battery securing apparatus
US10476188B2 (en) * 2017-11-14 2019-11-12 Amazon Technologies, Inc. Printed circuit board with embedded lateral connector
GB2582520B (en) 2017-12-14 2022-08-10 Noco Co Portable vehicle battery jump starter with air pump
CN110690401B (zh) * 2018-07-05 2022-07-05 东莞新能源科技有限公司 电池结构、电池及其制备方法
US10741882B2 (en) * 2018-07-09 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Flex lead on cell container for electromagnetic shielding
CN109982515A (zh) * 2019-05-05 2019-07-05 东莞市奕东电子有限公司 一种动力电池采压线束fpc制作工艺
US20210081000A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Apple Inc. Dual board-to-board connector battery management circuit module utilizing a switch-back service loop
US20210389795A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 Apple Inc. Electronic device
CN114243230B (zh) * 2022-02-23 2022-05-31 深圳市格林晟科技有限公司 一种电芯极耳焊接汇流方法及设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3175673B2 (ja) * 1997-11-27 2001-06-11 日本電気株式会社 半導体素子を実装したフレキシブル回路基板ユニットの製造方法
KR100484420B1 (ko) * 1999-03-30 2005-04-22 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 전지보호회로를 구비한 2차 전지
JP3696559B2 (ja) * 2002-02-26 2005-09-21 京セラ株式会社 バッテリー
EP1716608B1 (en) * 2004-02-18 2014-05-14 LG Chem Ltd. Integral cap assembly containing protection circuit board and secondary battery comprising the same
JP4336628B2 (ja) * 2004-06-30 2009-09-30 アルプス電気株式会社 フレキシブル配線基板
KR100670514B1 (ko) 2005-05-18 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지
TWI295540B (en) * 2005-06-15 2008-04-01 Novatek Microelectronics Corp Motion estimation circuit and operating method thereof
JP2007266067A (ja) 2006-03-27 2007-10-11 Mitsumi Electric Co Ltd フレックス・リジット基板、二次電池保護モジュール、電池パック、およびフレックス・リジット基板の製造方法
KR100947972B1 (ko) * 2007-12-14 2010-03-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR100959871B1 (ko) * 2007-12-17 2010-05-27 삼성에스디아이 주식회사 보호회로기판 및 이를 구비하는 배터리 팩
KR100959872B1 (ko) * 2008-01-04 2010-05-27 삼성에스디아이 주식회사 보호회로기판, 배터리 팩 및 이의 제조 방법
US8547068B2 (en) 2008-09-18 2013-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Protection circuit module and secondary battery including the protection circuit module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140022236A (ko) * 2012-08-13 2014-02-24 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 전지 모듈
WO2023132663A1 (en) * 2022-01-05 2023-07-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

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