KR20120013122A - 외부단자 결합체 및 이를 이용한 전지 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조가 단순하고 제작이 용이한 외부단자 결합체 및 전지 팩을 제공한다. 이를 위해, 외부 기기와 전기적으로 연결되는 외부 단자와, 보호회로기판 상에 배치되며 외부 단자를 고정시키는 단자 홀더, 및 보호회로기판과 단자 홀더를 덮으면서 외부 단자만 외부로 노출시키는 상부 케이스를 포함하는 외부단자 결합체 및 이를 이용한 전지 팩을 제공한다.

Description

외부단자 결합체 및 이를 이용한 전지 팩{External terminal assembly and battery pack using the same}
본 발명은 전지 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부단자 결합체 및 이를 이용한 전지 팩에 관한 것이다.
최근 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 대표적인 이차전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
이차 전지는 전자제품에 실장되기 위하여 충격에 따른 안정성 여부 등을 평가하는 신뢰성 테스트를 진행하게 된다. 이차 전지가 외부의 전자 기기에 전원을 공급하기 위해서는 외부 단자가 포함되어야 한다. 만약, 전지에 낙하 등의 외부 충격이 이차 전지의 외부 단자와 외부 기기 간의 면접촉이 외부 충격에 의해 끊어질 수 있고, 이에 따라 이차 전지와 외부 기기 간 전기적 연결이 불안정해질 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 구조가 단순하고 제작이 용이한 외부단자 결합체 및 이를 이용한 전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는, 외부 기기와 전기적으로 연결되는 외부 단자와, 보호회로기판 상에 배치되며 외부 단자를 고정시키는 단자 홀더, 및 보호회로기판과 단자 홀더를 덮으면서 외부 단자만 외부로 노출시키는 상부 케이스를 포함하는 외부단자 결합체에 의하여 달성 가능하다.
본 발명의 일면에 따르면, 단자 홀더는 보호회로기판과 기계적으로 결합된다.
본 발명의 일면에 따르면, 상부 케이스의 내측에는, 보호회로기판의 위치를 고정하는 리브가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 상부 케이스의 내측에는 단자 홀더의 양단 중 적어도 일단을 가이드하는 홀더 가이드부가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 외부 단자는 외부 기기에 형성된 전기적 연결부가 삽입될 수 있도록 함몰된 형상이다.
본 발명의 일면에 따르면, 외부 단자는 복수개로서, 복수개의 외부 연결 단자는 이격되어 배치되며, 단자 홀더는 어느 하나의 외부 단자와 다른 하나의 외부 단자 사이에 배치되는 격벽을 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면, 단자 홀더는 외부 단자가 고정되는 끼움턱을 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면, 단자 홀더는 보호회로기판 상에 형성된 요홈과 결합되는 돌출부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 과제는, 베어 셀과, 베어 셀의 충방전을 제어하는 보호소자가 실장된 보호회로기판과, 외부 기기와 전기적으로 연결되는 외부 단자와, 보호회로기판 상에 배치되며 외부 단자를 고정시키는 단자 홀더 및 보호회로기판 및 단자 홀더를 덮으면서 상기 외부 단자만 외부로 노출시키는 상부 케이스를 포함하는 전지 팩에 의하여 달성 가능하다.
본 발명의 일면에 따르면, 상부 케이스의 내측에는 단자 홀더의 양단 중 적어도 일단을 가이드하는 홀더 가이드부가 포함된다.
본 발명의 일면에 따르면, 외부 단자는 외부 기기에 형성된 전기적 연결부가 삽입될 수 있도록 함몰된 형상이다.
본 발명의 일면에 따르면, 외부 단자는 복수개로서, 복수개의 외부 연결 단자는 이격되어 배치되며, 단자 홀더는 어느 하나의 외부 단자와 다른 하나의 외부 단자 사이에 배치되는 격벽을 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면, 상부 케이스의 내측에는 보호회로기판의 위치를 고정하는 리브를 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면, 단자 홀더는 외부 단자가 고정되는 끼움턱을 포함한다.
본 발명의 일면에 따르면, 단자 홀더는 보호회로기판 상에 형성된 요홈과 결합되는 돌출부를 포함한다.
이 경우, 단자 홀더의 일면은 보호회로기판을 지나 상기 베어 셀이 구비된 방향으로 연장될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 보호회로기판과 외부단자모듈의 결합이 용이하다. 또한 상부 케이스가 외부단자모듈을 전체적으로 덮는 구조로 외부단자모듈이 전지 팩에서 이탈하거나 분리될 염려가 없어 전지 팩의 불량율을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 상부 케이스를 절단한 상태에서 전지 팩의 상부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 전지 팩의 상부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 단자 홀더를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 단자 홀더와 보호회로기판의 결합을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 팩의 제작 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 7에서 보호회로기판에 외부단자모듈을 결합하는 과정(S720)을 보다 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 전지 팩의 조립 상태를 나타낸다. 도면을 참고하면, 전지 팩(100)은 베어 셀(110), 보호소자(142)가 실장된 보호회로기판(140), 외부단자모듈(150), 상부 케이스(160) 등을 포함한다. 본 명세서에서 외부단자 결합체(200)은, 보호회로기판(140), 보호회로기판(140)에 결합된 외부단자모듈(150) 및 상부 케이스(160)를 포함하는 구조를 나타낸다.
베어 셀(110)은 전극 조립체(미도시)와 전극 조립체를 내부에 수납하는 밀봉부(111)를 포함한다. 전극 조립체는 양극판(미도시)과 음극판(미도시) 사이에 세퍼레이터(미도시)를 개재하여 적층체를 형성한 후 권취하여 젤리롤 형태로 제작할 수 있다.
밀봉부(111)는 캡 플레이트(111a)와 캔(111b)을 포함한다. 캔(111b)은 일단이 개방된 형상이고, 캡 플레이트(111a)는 캔(111b)의 개방된 일단을 마감하도록 캔(111b)의 일단에 배치된다. 밀봉부(111)는 알루미늄과 같은 도전성 부재일 수 있다.
캡 플레이트(111a) 상에는 전극 단자가 배치될 수 있다. 전극 단자(114)와 캡 플레이트(111a) 사이에는 절연체(114a)가 배치된다. 한편, 캡 플레이트(111a) 상에는 접속 단자(113)가 배치될 수 있다. 전극 조립체의 음극판은 전극 단자(114)와 전기적으로 연결될 수 있고, 전극 조립체의 양극판은 접속 단자(113)를 통해 밀봉부(111)와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 전극 단자(114)가 베어 셀(110)의 음극과 연결되고, 밀봉부(111)가 베어 셀(110)의 양극과 연결된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 필요에 따라 전극 단자(114)가 베어 셀(110)의 양극과 연결되고, 밀봉부(111)가 베어 셀(110)의 음극과 전기적으로 연결될 수 있다.
보호회로기판(140)의 일면에는 보호소자(142)들이 실장된다. 보호소자(142)는 베어 셀(110)의 과충전 및 과방전을 제어한다. 보호소자(142)는 저항과 콘덴서 등의 수동소자와, 전계효과 트랜지스터와 같은 능동소자와 같은 안전 소자 및 집적회로들이 선택적으로 형성될 수 있다.
보호회로기판(140)은 베어 셀(110)과 전기적으로 연결된다. 보호회로기판(140)의 음극은 전극 단자(114)를 통해 베어 셀(110)의 음극과 연결될 수 있고, 보호회로기판(140)의 양극은 접속 단자(113)를 통해 베어 셀(110)의 양극과 연결될 수 있다. 이 때, 보호회로기판(140)의 음극과 전극 단자 사이에는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자(130)가 전기적으로 연결된다. PTC 소자(130)는 전류 제어수단으로서, 과도한 전류가 흐르거나 과도한 온도 상승시 보호회로기판(140)의 음극과 전극 단자(114) 간 전기적 연결을 차단한다. 따라서, 전지의 발화 또는 폭발을 방지할 수 있다.
한편, 캡 플레이트(111a) 상에는 PTC 소자(130)와 베어 셀(110) 간의 불필요한 접속에 따른 단락을 방지하기 위해, 절연 테이프(120)가 배치된다.
외부단자모듈(150)은 외부 단자(151)와 외부 단자(151)를 고정시키는 단자 홀더(152)를 포함한다. 외부단자모듈(150)은 보호회로기판(140)과 결합된다. 외부 단자(151)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 복수개의 외부 단자들(151)은 서로 소정의 간격 이격되어 배치된다.
외부 단자(151)는 전지 팩(100)과 외부 기기(미도시)를 전기적으로 연결시킨다. 외부 단자(151)는 외부 기기에 형성된 전기적 연결부(미도시)가 삽입될 수 있도록 함몰된 형상의 커넥터 타입이다. 한편, 단자 홀더(152)는 외부 단자(151)들을 고정시키는 부재로서, 외부 단자(151)들이 외부로 노출되도록 상부가 개방되어 있다. 외부단자모듈(150)의 보다 구체적 구성은 도 5 및 도 6을 참고하여 해당 부분에서 후술한다.
상부 케이스(160)의 상부면은 캡 플레이트(111a)와 대응되는 크기로서, 상부 케이스(160)는 전체적으로 육면체의 형상이다. 상부 케이스(160)의 하방은 개방되어 외부단자모듈(150)을 상부에서 덮는다. 이 때, 상부 케이스(160)에는 개구부(161)가 형성되어 외부 단자(151)가 밖으로 노출되도록 한다. 개구부(161)를 통해 노출된 외부 단자(151)에 외부 기기의 전기적 연결부가 삽입될 수 있다. 상부 케이스(160)가 외부단자모듈(150)을 전체적으로 덮는 상태이므로, 전지 팩(100)에 외부 충격이 가해지더라도 외부 단자(151) 조립체가 상부 케이스(160)에서 분리되거나 이탈될 염려가 없다. 또한, 상부 케이스(160)는 보호회로기판(140)을 외부 충격이나 오염 물질로부터 보호한다. 상부 케이스(160)는 보호회로기판(140)과 결합된 후, 베어 셀(110)과 함께 라벨(170)로 감싸질 수 있다.
베어 셀(110)은 보조 케이스(180)에 의하여 더 감싸져 보호될 수 있다. 이 때, 보조 케이스(180)와 베어 셀(110) 사이에는 양면 테이프(181)가 형성되어 보조 케이스(180)와 베어 셀(110)을 결합시킬 수 있다.
미설명 부호 200은 보호회로기판(140)에 결합된 외부단자모듈(150) 및 상부 케이스(160)를 포함하는 구조로서, 외부단자 결합체를 나타낸다.
상부 케이스(160)의 보다 구체적인 구성은 도 3 및 도 4를 참고하여 이하에서 설명한다. 도 3은 전지 팩(100)의 상부를 나타낸 사시도로서, 설명의 편의를 위하여 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 상부 케이스(160)를 절단한 상태이다. 도 4는 전지 팩(100)의 단면도로서 상부만을 발췌하여 도시하였다.
보호회로기판(140)은 베어 셀(110)의 캡 플레이트(111a)의 상부에 위치하고, 앞서 설명한 바와 같이 베어 셀(110)과 전기적으로 연결되어 있다. 보호회로기판(140)의 일면에는 외부단자모듈(150)이 위치한다. 외부단자모듈(150)을 포함하여 베어 셀(110)의 상부를 덮도록 상부 케이스(160)가 배치된다. 상부 케이스(160)의 양단에는 베어 셀(110)과의 조립을 위한 결합공이 형성되어 있다. 결합공에 스크류 볼트(162)가 삽입되고, 스크류 볼트(162)를 캡 플레이트(111a)에 조여 상부 케이스(160)와 베어 셀(110)을 결합시킨다.
본 실시예에서는 스크류 볼트(162)를 통해 상부 케이스(160)가 결합되는 것을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 후크 결합, 접착, 테이핑 등의 방법으로도 결합될 수 있다.
상부 케이스(160)는 외부단자모듈(150)을 덮는다. 다만, 외부 단자(151)가 외부로 노출되도록 외부 단자(151)의 위치와 대응되는 개구부(161)가 형성되어 있다. 상부 케이스(160)의 내측에는 홀더 가이드부(G1)가 형성된다. 홀더 가이드부(G1)는 단자 홀더(152)의 양단 중 적어도 일단을 지지한다. 홀더 가이드부(G1)는 단자 홀더(152)의 유동을 방지할 수 있고, 조립성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 2개의 홀더 가이드부(G1)가 단자 홀더(152)의 양단과 접하는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 홀더 가이드부(G1)가 한 개 구비되어 단자 홀더(152)의 일단과 접하여 단자 홀더(152)를 지지할 수 있다.
상부 케이스(160)의 내측에는 리브(G2)가 형성되어 있다. 리브(G2)는 보호회로기판(140)의 상면을 지지하고 보호회로기판(140)을 베어 셀(110)과 밀착시킬 수 있다. 또한, 보호회로기판(140)의 유동을 방지하도록 보호회로기판(140)을 고정한다. 리브(G2)는 적어도 1개 이상 형성되어 보호회로기판(140)의 상면을 지지한다. 도 3에 도시된 리브(G2)의 위치는 예시적인 것일 뿐 그 위치를 한정하지 않는다.
미설명 부호 163은 스크류 볼트(162)가 삽입되어 조립된 후 상부 케이스(160)에 형성된 결합공을 막는 마개이고, 190은 보호회로기판(140)을 지지하는 지지 부재이다.
도 5는 본 발명에 따른 외부단자모듈(150)을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 단자 홀더(152)와 보호회로기판(140)의 결합을 나타낸 분해 사시도이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 외부 단자(151)를 생략하여 도시하였다. 도면을 참조하면, 단자 홀더(152)는 적어도 1개 이상의 외부 단자(151)를 포함한다.
복수개의 외부 단자(151)가 포함되는 경우, 각각의 외부 단자(151) 사이에는 격벽(B)이 개재된다. 외부 단자(151)가 노출되도록 단자 홀더(152)의 상방은 개방된 형상이다. 한편, 단자 홀더(152)의 하방도 개방되어 외부 단자(151)가 보호회로기판(140)과 전기적으로 연결되도록 한다.
단자 홀더(152)에는 끼움턱(J)이 형성되어 있다. 외부 단자(151)는 끼움턱(J)을 통해 단자 홀더(152)에 고정될 수 있다. 예컨대, 끼움턱(J)은 외부 단자(151)의 양단과 대응되는 위치에 형성되어, 외부 단자(151)의 양단이 끼움턱(J)에 결합된다.
외부 단자(151)가 단자 홀더(152)에 결합된 상태인 외부단자모듈(150)은 보호회로기판(140)의 일면에 배치된다. 단자 홀더(152)의 전면은 베어 셀(110)이 구비되는 방향으로 연장될 수 있다. 이하, 연장된 단자 홀더(152)의 전면을 연장면(152a)이라고 한다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 단자 홀더(152)의 후면 하측에는 돌출부(P)가 형성될수 있다. 돌출부(P)는 보호회로기판(140)에 형성된 요홈(143)과 결합하여 보호회로기판(140)과 단자 홀더(152)의 결합을 더욱 용이하게 한다. 돌출부(P)는 적어도 1개 이상 형성될 수 있다. 미설명 부호 141은 외부 단자(151)가 보호회로기판(140)에 접합되는 위치이다.
연장면(152a)이 전면에 형성되고 돌출부(P)가 후면의 하측에 형성되므로, 이들을 이용하여 보호회로기판(140) 상에 외부단자모듈(150)을 용이하게 배치할 수 있다. 예컨대, 연장면(152a)에 보호회로기판(140)이 접하도록 외부단자모듈(150)을 위치시킨 후, 돌출부(P)를 요홈(143)에 결합시킬 수 있다. 외부 단자(151)는 단자 홀더(152)에 이미 고정된 상태이므로, 단자 홀더(152)를 보호회로기판(140)에 배치하는 것만으로도 외부 단자(151)들을 접합 위치에 올바르게 접속시킬 수 있다.
한편, 외부단자모듈(150)은 연장면(152a)과 돌출부(P)를 통해 보호회로기판(140)과 결합되어 있으므로, 외부 충격이 가해지더라도 외부단자모듈(150)이 보호회로기판(140)으로부터 이탈되거나 분리되기 어렵다.
본 실시예에서는 돌출부(P)가 단자 홀더(152)의 후면 하측에 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 보호회로기판(140)과 결합된다면, 그 형상, 개수와 위치를 불문할 것이다.
본 실시예에서는 연장면(152a)이 단자 홀더(152)의 전면에 형성되고, 돌출부(P)가 단자 홀더(152)의 후면에 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 단자 홀더(152)의 전면에 돌출부(P)가 형성되고, 단자 홀더(152)의 후면에 연장면(152a)이 형성될 수 있다. 또는, 필요에 따라 연장면(152a)은 형성되지 않을 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여, 전지 팩(100)의 제작 방법을 설명한다.도 7은 전지 팩(100)의 제작 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
단계 S710에서, 전지 조립체가 내부에 수용된 베어 셀(110)을 마련한다. 도 1을 참고하여 설명한 바와 같이, 양극판과 음극판 및 세퍼레이터가 개재된 적층체를 권취하여 전극 조립체를 제작한 후, 전극 조립체를 캔(111b)에 수용한다. 전해액도 캔(111b)의 내부에 수용된다.
단계 S720에서, 외부단자모듈(150)을 보호회로기판(140)에 결합한다. 외부 단자(151) 모듈을 보호회로기판(140)에 결합하는 과정은 이하, 도 8을 참고하여 후술한다.
단계 S730에서, 베어 셀(110)과 보호회로기판(140)을 결합한다. 보호회로기판(140)은 베어 셀(110)의 상부에 배치되고, 베어 셀(110)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 보호회로기판(140)과 베어 셀(110) 사이에는 PTC 소자(130)가 개재될 수 있다. PTC 소자(130)를 통해 보호회로기판(140)의 음극과 베어 셀(110)의 음극이 전기적으로 연결되고, 접속 단자(113)를 통해 보호회로기판(140)의 양극과 베어 셀(110)의 양극이 전기적으로 연결된다.
단계 S740에서, 상부 케이스(160)를 준비한다. 상부 케이스(160)는 사출성형을 통해 제작될 수 있다. 상부 케이스(160)는 폴리 카보네이트와 같은 수지 재질로 제작될 수 있다. 상부 케이스(160)의 상부면은 보호회로기판(140)을 수용할 수 있을 정도의 크기로, 상부 케이스(160)는 전체적으로 육면체의 형상이다. 상부 케이스(160)의 하방은 개방되어 있다. 상부 케이스(160)의 내측에는 앞서 설명한 바와 같이 홀더 가이드부(G1)와 리브(G2)가 포함된다.
단계 S750에서, 상부 케이스(160)를 외부단자모듈(150)이 결합된 보호회로기판(140) 위에 덮는다. 상부 케이스(160)의 양단은 스크류 볼트(162)를 이용하여 베어 셀(110)에 고정된다.
상부 케이스(160)의 내측에는 외부단자모듈(150)을 가이드하는 홀더 가이드부(G1)가 형성되어 있다. 따라서, 홀더 가이드부(G1)가 외부단자모듈(150)에 대응하도록 상부 케이스(160)를 위치시킨 후 외부단자모듈(150)을 덮는다. 홀더 가이드부(G1)는 외부단자모듈(150)의 양단 중 적어도 일단과 접촉하도록 배치된다.
홀더 가이드부(G1)에 의하여 상부 케이스(160)와 외부단자모듈(150) 간의 결합력이 증가될 수 있다. 상부 케이스(160)는 단자 홀더(152)를 전체적으로 덮는 형상으로, 단자 홀더(152)가 전지 팩(100) 외부로 이탈되거나 분리되는 것을 막아준다.
상부 케이스(160)가 외부단자모듈(150)을 덮으면, 상부 케이스(160) 내측에 형성된 리브(G2)는 보호회로기판(140)과 자연스럽게 연결될 수 있다. 리브(G2)는 위쪽에서 보호회로기판(140)을 지지하고, 보호회로기판(140)이 베어 셀(110)과 밀착되게 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여, 보호회로기판(140)에 외부단자모듈(150)을 결합하는 과정(S720)을 설명한다. 도 8은 도 7의 단계 S720의 과정을 보다 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
단계 S810에서, 외부 단자(151)를 단자 홀더(152)에 고정시켜 외부단자모듈(150)을 형성한다. 단자 홀더(152)는 외부 단자(151)를 고정시킬 수 있도록 끼움턱(J)이 형성되어 있다. 끼움턱(J)은 외부 단자(151)의 양단에 대응되는 위치에 형성되어, 외부 단자(151)는 양단이 끼움턱(J)과 결합함으로써 고정된다. 한편, 외부 단자(151)가 복수개 구비되는 경우 각각의 외부 단자(151) 사이에는 격벽(B)이 형성되어 외부 단자(151)간 단락이 방지된다.
단계 S820에서, 보호회로기판(140) 중 외부 단자(151)의 접합 위치(141)에 납땜 물질을 도포한다. 납땜 물질로는 리플로우 공정에 사용되는 다양한 종류의 솔더링 크림을 사용할 수 있다.
단계 S830에서, 보호회로기판(140)에 외부단자모듈(150)을 배치한다. 이 때, 외부 단자(151)가 보호회로기판(140)에 형성된 접합 위치(141) 상에 오도록 한다. 외부단자모듈(150)의 단자 홀더(152)는 연장면(152a) 및 돌출부(P)를 통해 보호회로기판(140)과 용이하게 결합할 수 있다. 연장면(152a) 및 돌출부(P)는 외부단자모듈(150)이 보호회로기판(140) 상에 배치될 때 가이드 역할을 한다. 또한, 외부에서 충격이 가해지더라도 외부단자모듈(150)이 보호회로기판(140) 상에서 유동하는 것을 방지한다.
연장면(152a)이 전면에 형성되고 돌출부(P)가 후면의 하측에 형성되므로, 이들을 이용하여 보호회로기판(140) 상에 외부단자모듈(150)을 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 단계 S711에 의하여 외부 단자(151)가 단자 홀더(152)에 이미 고정된 상태이므로, 단자 홀더(152)를 보호회로기판(140)에 배치하는 것만으로도 외부 단자(151)들을 접합 위치(141)에 올바르게 위치시킬 수 있다. 따라서, 외부 단자(151)가 보호회로기판(140) 상의 접합 위치에서 벗어날 염려가 없다.
단계 S840에서, 외부단자모듈(150)이 배치된 보호회로기판(140)을 소성시킨다. 소성 과정을 통해 외부 단자(151)는 보호회로기판(140)과 전기적으로 연결된다.
이상에서는 도 7 및 도 8을 참고하여 전지 팩(100)의 제작 과정을 설명하였으나, 본 발명에 따른 외부단자 결합체(200)의 제작 과정은 단계 S620 내지 S650으로부터 용이하게 돌출할 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 보호회로기판(140)과 단자 홀더(152)의 결합 공정이 단순화되며, 리플로우 공정을 적용할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 용접 작업을 수행하지 않아도 되므로 용접으로 인한 불량 발생을 방지할 수 있고 제작 시간을 감축시킬 수 있다.
또한, 보호회로기판(140)과 단자 홀더(152)의 조립체를 공용화(共用化)할 수 있어 제작 비용을 감축시킬 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 전지 팩 110: 베어 셀
120: 절연 테이프 130: PTC 소자
140: 보호회로기판 142: 보호소자
150: 외부단자모듈 151: 외부 단자
152: 단자 홀더 160: 상부 케이스
161: 개구부 200: 외부단자 결합체

Claims (16)

  1. 외부 기기와 전기적으로 연결되는 외부 단자;
    보호회로기판 상에 배치되며, 상기 외부 단자를 고정시키는 단자 홀더; 및
    상기 보호회로기판 및 상기 단자 홀더를 덮으면서 상기 외부 단자만 외부로 노출시키는 상부 케이스;를 포함하는 외부단자 결합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단자 홀더는 상기 보호회로기판과 기계적으로 결합되는 외부단자 결합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 케이스의 내측에는,
    상기 보호회로기판의 위치를 고정하는 리브가 더 포함되는 외부단자 결합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 케이스의 내측에는,
    상기 단자 홀더의 양단 중 적어도 일단을 가이드하는 홀더 가이드부가 더 포함되는 외부단자 결합체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부 단자는,
    상기 외부 기기에 형성된 전기적 연결부가 삽입될 수 있도록 함몰된 형상인 외부단자 결합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 단자는 복수개로서, 복수개의 외부 연결 단자는 이격되어 배치되며,
    상기 단자 홀더는 어느 하나의 외부 단자와 다른 하나의 외부 단자 사이에 배치되는 격벽을 포함하는 외부단자 결합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단자 홀더는 상기 외부 단자가 고정되는 끼움턱을 포함하는 외부단자 결합체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단자 홀더는 상기 보호회로기판 상에 형성된 요홈과 결합되는 돌출부를 포함하는 외부단자 결합체.
  9. 베어 셀;
    상기 베어 셀의 충방전을 제어하는 보호소자가 실장된 보호회로기판;
    외부 기기와 전기적으로 연결되는 외부 단자;
    상기 보호회로기판 상에 배치되며, 상기 외부 단자를 고정시키는 단자 홀더; 및
    상기 보호회로기판 및 상기 단자 홀더를 덮으면서 상기 외부 단자만 외부로 노출시키는 상부 케이스;를 포함하는 전지 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 케이스의 내측에는,
    상기 단자 홀더의 양단 중 적어도 일단을 가이드하는 홀더 가이드부가 더 포함되는 전지 팩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 외부 단자는,
    상기 외부 기기에 형성된 전기적 연결부가 삽입될 수 있도록 함몰된 형상인 전지 팩.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 외부 단자는 복수개로서, 복수개의 외부 연결 단자는 이격되어 배치되며,
    상기 단자 홀더는 어느 하나의 외부 단자와 다른 하나의 외부 단자 사이에 배치되는 격벽을 포함하는 전지 팩.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 상부 케이스의 내측에는,
    상기 보호회로기판의 위치를 고정하는 리브가 더 포함되는 전지 팩.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 단자 홀더는 상기 외부 단자가 고정되는 끼움턱을 포함하는 전지 팩.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 단자 홀더는 상기 보호회로기판 상에 형성된 요홈과 결합되는 돌출부를 포함하는 전지 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 단자 홀더의 일면은 상기 보호회로기판을 지나 상기 베어 셀이 구비된 방향으로 연장된 전지 팩.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101381680B1 (ko) * 2011-10-31 2014-04-04 주식회사 엘지화학 충전용 코일을 포함하는 전지팩
KR101893961B1 (ko) * 2012-01-04 2018-08-31 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩
KR102651576B1 (ko) * 2016-10-18 2024-03-27 삼성전자주식회사 배터리 모듈을 포함하는 전자 장치 및 제조 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451474B1 (en) * 1998-09-11 2002-09-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Resiliently deformable battery pack
TW432736B (en) * 1999-02-23 2001-05-01 Sanyo Electric Co Pack battery
US7338733B2 (en) * 2002-04-30 2008-03-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
JP3843079B2 (ja) * 2003-04-25 2006-11-08 三洋電機株式会社 機器ケース
JP4706251B2 (ja) * 2004-12-21 2011-06-22 ソニー株式会社 バッテリー
KR100865392B1 (ko) 2006-11-20 2008-10-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이의 제조 방법
JP2008140628A (ja) 2006-11-30 2008-06-19 Sanyo Electric Co Ltd パック電池とその製造方法
KR100947973B1 (ko) 2008-01-14 2010-03-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
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